本次冬奧會(huì)上，被提到最多的詞就是科技，無(wú)人自動(dòng)駕駛技術(shù)、綠色環(huán)保技術(shù)、5G智慧服務(wù)技術(shù)已經(jīng)在冬奧賽場(chǎng)上投入使用，這些技術(shù)的使用不僅可以為冬奧會(huì)的舉辦保駕護(hù)航，也證明了中國(guó)的科技實(shí)力。
而這些成績(jī)的背后是無(wú)數(shù)技術(shù)人員的智慧與汗水，下面讓我們跟隨首都體育學(xué)院首席傳感網(wǎng)研究中心孫剛主任的腳步，了解北斗+冬奧雪上智慧服務(wù)保障系統(tǒng)，去窺見(jiàn)冬奧的科技一角。
北斗+冬奧系統(tǒng) 高精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)與體育賽事的碰撞
北斗+冬奧系統(tǒng)，全稱北斗+冬奧雪上智慧服務(wù)保障系統(tǒng)，是北斗高精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)在體育領(lǐng)域中的首次應(yīng)用，在原有的第二代系統(tǒng)上，引入了差分算法等相關(guān)技術(shù)的支持，定位精度大大提升，定位點(diǎn)輸出頻率達(dá)到50Hz，適合在高時(shí)速（130公里以上）競(jìng)技滑雪軌跡中使用，不僅可以對(duì)國(guó)家隊(duì)冬奧備戰(zhàn)給予有力的科技支持，同時(shí)也可以保障賽事環(huán)境和工作人員的安全。
北斗+冬奧體育科技應(yīng)用示范項(xiàng)目的成功落地，極大地促進(jìn)了北斗+冰雪運(yùn)動(dòng)、北斗+體育產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，未來(lái)還能夠帶動(dòng)其他惠民利民的產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。首都體育學(xué)院創(chuàng)立了融合北斗高精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)的運(yùn)動(dòng)健康傳感網(wǎng)系統(tǒng)，通過(guò)傳感技術(shù)、定位技術(shù)、運(yùn)動(dòng)大數(shù)據(jù)和人工智能分析技術(shù)與人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)相結(jié)合，是運(yùn)動(dòng)健康領(lǐng)域的重要科技創(chuàng)新和基礎(chǔ)信息建設(shè)。體育產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化技術(shù)創(chuàng)新將帶來(lái)未來(lái)巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，同時(shí)將加速和促進(jìn)北斗精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)在中國(guó)數(shù)字體育產(chǎn)業(yè)中的融合和持續(xù)發(fā)展。
從比賽選手到工作人員都關(guān)懷的系統(tǒng)
北斗+冬奧雪上智慧服務(wù)保障系統(tǒng)到底是什么？到底保障了誰(shuí)？又是如何進(jìn)行保障的？首都體育學(xué)院首席、傳感網(wǎng)研究中心孫剛主任逐一介紹。
北斗+冬奧雪上智慧運(yùn)動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)是由首都體育學(xué)院（北京國(guó)際奧林匹克學(xué)院）牽頭，聯(lián)合了北京理工大學(xué)、北京控股集團(tuán)、國(guó)家高山滑雪隊(duì)、兵器工業(yè)集團(tuán)、漢朗科技、西物激光、北極星云等單位合作研發(fā)的智能化信息采集和分析系統(tǒng)，主要提供給高山滑雪、越野滑雪和雪橇雪車等項(xiàng)目進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員備戰(zhàn)和賽事運(yùn)營(yíng)支持。它涵蓋了運(yùn)動(dòng)員和教練、裁判、工作人員和賽事保障四個(gè)子系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練服務(wù)系統(tǒng)、環(huán)境風(fēng)速監(jiān)測(cè)和決策系統(tǒng)、越野滑雪裁判智能輔助系統(tǒng)、工作人員雪場(chǎng)保障系統(tǒng)。
在運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練的支持上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)出融合北斗高精度定位算法的可穿戴定位終端，結(jié)合其他智能穿戴和視覺(jué)采集設(shè)備，不僅可以采集運(yùn)動(dòng)員的心率、睡眠、血壓等基礎(chǔ)身體數(shù)據(jù)，還可以在運(yùn)動(dòng)軌跡中的關(guān)鍵位置識(shí)別運(yùn)動(dòng)員身體的20多個(gè)重要關(guān)節(jié)點(diǎn)變化，這樣就可以捕捉運(yùn)動(dòng)員在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中影響比賽成績(jī)的重要數(shù)據(jù)，并做機(jī)理分析，比如骨骼肌肉系統(tǒng)的力、力矩、運(yùn)動(dòng)和變形，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)員滑行狀態(tài)細(xì)節(jié)的監(jiān)測(cè)和分析，幫助教練員科學(xué)指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練，綜合優(yōu)化提升運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)能力，幫助運(yùn)動(dòng)員更加清晰的了解自己的特點(diǎn)，以備在比賽中取得更好的成績(jī)。
在環(huán)境監(jiān)測(cè)和決策系統(tǒng)上，北斗+冬奧系統(tǒng)中的環(huán)境風(fēng)速監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)目前已經(jīng)部署于延慶高山滑雪中心，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍建模合成的實(shí)際賽場(chǎng)三維地形數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控賽場(chǎng)中核心賽道的多個(gè)起跳點(diǎn)位置的環(huán)境氣象條件，尤其是對(duì)滑雪比賽最重要的橫向和縱向?qū)崟r(shí)風(fēng)速信息。通過(guò)北斗高精度定位技術(shù)與高精度激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)技術(shù)融合其它氣象傳感器，系統(tǒng)可以為冬奧會(huì)雪上運(yùn)動(dòng)賽場(chǎng)建立高精度位置網(wǎng)格化的實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，為賽事保障部門提供氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和超運(yùn)動(dòng)條件的預(yù)警信息，為冬奧會(huì)雪上運(yùn)動(dòng)賽事及日常運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的環(huán)境保障決策提供科學(xué)支撐。
在越野滑雪裁判上，北斗+冬奧系統(tǒng)中的越野裁判智能輔助子系統(tǒng)可以輔助場(chǎng)地內(nèi)的裁判員抓取運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的動(dòng)作，針對(duì)有運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)犯規(guī)動(dòng)作時(shí)進(jìn)行錄制，并做信息同步匯集和警示，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在山上比賽，主裁判在山下裁決，既保證了最少的裁判人力資源的投入，又保證了賽事的公平公正。該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于崇禮越野滑雪中心的冬奧前測(cè)試賽中。
在工作人員的安全保障上，北斗+冬奧系統(tǒng)中的工作人員雪場(chǎng)保障子系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)為工作人員定位，如果工作人員出現(xiàn)在場(chǎng)地的危險(xiǎn)區(qū)域，系統(tǒng)將會(huì)設(shè)置虛擬的電子圍欄，并實(shí)施報(bào)警操作，予以場(chǎng)地內(nèi)人員的安全。除此之外，北斗+冬奧系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的壓雪車、造雪機(jī)等高價(jià)值裝備也進(jìn)行了定位和電子圍欄的手段進(jìn)行管控，確保重要物資的安全。該系統(tǒng)已經(jīng)部署于延慶高山滑雪中心，提供給賽事保障單位北控集團(tuán)旗下相關(guān)部門使用。
也就是說(shuō)，這套系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測(cè)雪場(chǎng)上風(fēng)速等環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)所有的參與人員都能夠提供相應(yīng)的服務(wù)與安全保障，是一個(gè)非常具有人文關(guān)懷的、有溫度的服務(wù)保障系統(tǒng)。
圖片來(lái)源：首都體育學(xué)院對(duì)北斗+冬奧項(xiàng)目的說(shuō)明
測(cè)風(fēng)速系統(tǒng)，讓起跳科學(xué)又安全
北斗+冬奧的四個(gè)子系統(tǒng)在整個(gè)奧運(yùn)史上屬于首創(chuàng)，當(dāng)問(wèn)到孫剛主任哪個(gè)是最能夠助力雪上運(yùn)動(dòng)的技術(shù)提升的項(xiàng)目時(shí)，孫剛主任笑了笑，給記者講了一個(gè)笑話。
在滑雪項(xiàng)目中，風(fēng)速是雪上運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵因素?；┵惖赖乩憝h(huán)境復(fù)雜，同時(shí)間山脊和山谷的風(fēng)速都是不同的，風(fēng)場(chǎng)環(huán)境變化不僅會(huì)影響比賽成績(jī)，大于14米/秒的風(fēng)速還會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的安全造成嚴(yán)重的威脅。而在過(guò)去，是沒(méi)有一個(gè)精準(zhǔn)的系統(tǒng)可以測(cè)試到瞬時(shí)的風(fēng)速，更多的教練和運(yùn)動(dòng)員使用的是脫帽子法，即脫下帽子，用頭皮感受一下風(fēng)速。這當(dāng)然是個(gè)笑談，但是也說(shuō)明在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，大家都只能憑經(jīng)驗(yàn)去感受風(fēng)速，然后找到起跳的最佳時(shí)間。
然而北斗+冬奧環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中，其中一個(gè)功能是激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)，突破了傳統(tǒng)只能定點(diǎn)測(cè)風(fēng)速的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)多普勒震動(dòng)效應(yīng)，掃描整個(gè)切面的風(fēng)譜圖，為教練和運(yùn)動(dòng)員提供更加精準(zhǔn)的風(fēng)速數(shù)據(jù)，助力讓每一次的起跳、轉(zhuǎn)彎技術(shù)和成績(jī)的提升。
圖片來(lái)源：搜狐號(hào)政務(wù)
難關(guān)重重，也擊退不了攻克的決心
北斗+冬奧系統(tǒng)雖然歷時(shí)短短10個(gè)月就研發(fā)成功，也配備了各領(lǐng)域的權(quán)威專家，但研發(fā)人員們依然經(jīng)歷了種種困難。
比如系統(tǒng)不僅要提供環(huán)境數(shù)據(jù)支持，設(shè)計(jì)使用的人員也很眾多，這樣一個(gè)多功能的復(fù)雜支持系統(tǒng)如何統(tǒng)一在一個(gè)終端內(nèi)，數(shù)據(jù)回流是否會(huì)產(chǎn)生邏輯沖突，在軟件的落地上都需要更精確的計(jì)算和設(shè)計(jì)。以及雪場(chǎng)場(chǎng)景更為復(fù)雜，地面基站的放置既不能占用賽道資源，還要提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù)，這給選址也帶來(lái)了麻煩。以及任務(wù)要求的交付工期非常短，又遇上了反復(fù)多發(fā)的疫情，這又阻礙了一些大型設(shè)備需要實(shí)地測(cè)試的進(jìn)程。以及不同領(lǐng)域的專家要在不同的時(shí)空內(nèi)進(jìn)行異地協(xié)作，如何在這項(xiàng)復(fù)雜的研究中保證推進(jìn)效率和信息的對(duì)稱，對(duì)于每一個(gè)技術(shù)人員也是一種挑戰(zhàn)。
圖片來(lái)源：網(wǎng)信北京
北斗+奧運(yùn)系統(tǒng)的投入使用，是北斗高精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)在數(shù)字體育產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要的示范工程，不僅為冬奧會(huì)注入了更多的科技力量，也為整個(gè)體育產(chǎn)業(yè)留下了寶貴的可借鑒的樣板工程財(cái)富。它讓科技體育更加具備實(shí)用價(jià)值，也可帶動(dòng)相關(guān)的惠民利民運(yùn)動(dòng)健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來(lái)，這項(xiàng)示范工程中融合的各種高新技術(shù)還可以使用在其他更廣泛的場(chǎng)景中，包括競(jìng)走、馬拉松等這些戶外長(zhǎng)距離的運(yùn)動(dòng)，以及足球、籃球等喜聞樂(lè)見(jiàn)的校園體育，都可以使用北斗+冬奧系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景轉(zhuǎn)化，助力每一個(gè)運(yùn)動(dòng)員科學(xué)化的提升比賽成績(jī)，助力每個(gè)體育愛(ài)好者科學(xué)化的提高健康水平。
來(lái)源：蝌蚪五線譜
來(lái)源：今日科協(xié)微信公眾號(hào)
中國(guó)科協(xié)各級(jí)組織要堅(jiān)持為科技工作者服務(wù)、為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展服務(wù)、為提高全民科學(xué)素質(zhì)服務(wù)、為黨和政府科學(xué)決策服務(wù)的職責(zé)定位，推動(dòng)開(kāi)放型、樞紐型、平臺(tái)型科協(xié)組織建設(shè)。接長(zhǎng)手臂，扎根基層，團(tuán)結(jié)引領(lǐng)廣大科技工作者積極進(jìn)軍科技創(chuàng)新，組織開(kāi)展創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先行動(dòng)，促進(jìn)科技繁榮發(fā)展，促進(jìn)科學(xué)普及和推廣，真正成為黨領(lǐng)導(dǎo)下團(tuán)結(jié)聯(lián)系廣大科技工作者的人民團(tuán)體，成為科技創(chuàng)新的重要力量。——習(xí)近平
