冬(dōng)奧場景背後有多(duō)少(shǎo)“黑科技”？

北京2022年冬奧會既是世界體育運動的頂(dǐng)級盛事，也是重要先進(jìn)科技的全球展示平台。截至目前，冬奧場景(jǐng)下先後測(cè)試和使用了200多項技(jì)術，涉及信息工程與軟件工程、公共安全、高清視頻、5G和新能源等領域(yù)，适用智慧、綠色、安全、防疫等60多個細分應用場景。在這(zhè)些技術中，已确(què)定賽時應用70餘項。其中20餘(yú)項在技術先進性和(hé)應用展示度方面極具代表性(xìng)，亮點紛呈(chéng)。

機器(qì)狗巡檢，保障冬奧(ào)電力

考慮到疫情防控風險，在延慶賽區，将由機器狗(gǒu)和防撞無人機代替人工(gōng)對場館電(diàn)力設施進行巡檢。兩類設備均(jun1)裝設了3D成像和紅外(wài)檢測裝置，迅速捕捉電力設備的異常情(qíng)況，同時通過5G通信方式，快速将(jiāng)現場設備運行狀态傳遞到指揮中心，同時也(yě)解決了延慶賽區複雜山地(dì)環境和有限空間(jiān)條件下，人(rén)工巡視困難的問題。

2021年10月26日，北京冬奧電力運行保障“智慧大(dà)腦”上線運行，“機器狗”代替人工對場館電(diàn)力設施進行巡檢(jiǎn)。 新京報記者 李木(mù)易 攝

賽區還配備防塵照明系統，即使在黑暗環境下(xià)，也能夠完成設備的現場視頻拍攝；移動箱變車(chē)可以(yǐ)靈活便捷地實現負荷轉供，具有(yǒu)升(shēng)壓和降壓兩種功能，能夠滿足多種(zhǒng)供電(diàn)場景；應急充電子母方艙、應急照明燈塔能夠裝配(pèi)在應急搶修皮卡車上，可快速到達複雜環境下的(de)搶修現場，迅速提供應急電源和照明。

智能體溫貼可24小時實時監(jiān)測

各(gè)場館防疫舉措紛紛采取各種科技手段。北京通過組織科技防疫技術攻關、專家論證、現場測試等形式，在(zài)體溫監測、環境消毒等環節，推(tuī)進多(duō)項技術成果應用(yòng)。

2021年11月24日，首都體育館，現場展示24小時實時體溫監測裝備。新京報記者(zhě) 陶冉 攝

公共空間氣溶膠新冠病毒監測系統可實現場館内空氣的病毒監測預警(jǐng)和快速檢測，檢測靈敏度比傳(chuán)統檢測(cè)手段提高了3倍，同時在國家速滑館、冰立方等場館進行了相關測試。此外，還研發(fā)出了基于開源芯片、邊緣計算等技術的多體征感知設備。

首都體育館還為(wéi)工作人員配備了647個智能(néng)體溫貼，直接貼于人(rén)體(tǐ)腋下，可(kě)以進行24小時的實時(shí)體溫監測，單次充(chōng)電能維持10天以上。在實時連續監控人體體溫的同時(shí)，場館利用人工智能與大數據(jù)分析技術，可以對連續體溫信号進行特征提取(qǔ)與分(fèn)類，對重點人群進行持續的體溫監測及疑似新(xīn)冠篩查。

給場館内空氣做(zuò)“核酸檢測”

為了監測空氣中的氣溶膠，清華大學、北京大學、中國醫(yī)學科學院病原(yuán)生物學研(yán)究所、昌平實驗室等科研(yán)人員開展(zhǎn)緊急攻關，聯合研制(zhì)出公共(gòng)空間生物氣(qì)溶(róng)膠新型冠狀病毒監測系統。目前，多台樣本采集器已(yǐ)在冬(dōng)奧會多個場館“上崗”。

2022年1月18日，北京(jīng)生(shēng)命科學研究所，公(gōng)共空間生物氣溶膠新冠病毒檢測實驗室，工作人員(yuán)将采樣管放入監測系統中。新京報記者 陶冉 攝

相較于給人做核(hé)酸檢測，給空氣做“核酸檢測”并非易事。由于氣(qì)溶膠樣本(běn)體積大，空氣中的病毒載量比較(jiào)低，遠遠低于從人的咽喉直接采樣，同(tóng)時，病毒RNA穩定性差，這就要求收(shōu)集方法(fǎ)要高效，檢測方法(fǎ)要非常靈敏。

生物氣(qì)溶膠新冠病毒監測(cè)系統由便攜式氣溶膠采集器和一體化高靈敏新冠病毒核酸(suān)檢(jiǎn)測儀兩(liǎng)部分組成(chéng)。

氣溶膠采集器由(yóu)北京大學環境學院要茂盛教授團隊研發，外形小巧輕便，适(shì)合在熱身室、裁判室(shì)等(děng)狹小密閉空間使用，30分鐘内(nèi)可采集12立方(fāng)米内的氣溶膠顆(kē)粒，并收集到采樣管中。

一體化高靈敏新冠病毒核酸檢測儀由清華大(dà)學醫學院生物醫學工程系劉鵬團隊應急開發完成，該系統采用微流(liú)控平台結合新型核酸提取與擴增技術，使新冠病毒的檢測靈敏度達到20拷貝/毫(háo)升，比常規方法靈敏10倍。全流程分析時間小于40分鐘，實現自動(dòng)化和全封閉式的新(xīn)冠檢測。

為了推(tuī)動這項技術在北京冬奧(ào)上的應用，北京市科委組織專家對技術進(jìn)行(háng)論證。研發團隊按照專家意見(jiàn)進行(háng)了實驗驗(yàn)證，證明了氣溶膠采集的安全(quán)性。

測試賽期間共采集和檢測了348例标本，檢測成功率100%。該監測系統(tǒng)在冬奧測試賽中進行(háng)了廣泛的應用和驗證，并針對賽時的防疫條件進行了相應的優(yōu)化，貼(tiē)合冬奧比賽場景的要(yào)求。并且，通過測試賽的實操演(yǎn)練，該産品已經形成了完整的閉環管理情形下的氣溶膠新(xīn)冠病毒監(jiān)測操作規範，得到冬(dōng)奧場館防疫部門的認可。

冬(dōng)奧期間，預(yù)計有100多台樣本采集器将(jiāng)在冬奧會多個場館“上崗”，臨(lín)時檢測站也将設置多台檢測儀。從采樣到(dào)接樣運輸再到檢測出(chū)結果，整個過程将不超過4個小時。

世界冰面最(zuì)穩(wěn)定賽道

國家雪車(chē)雪橇中心，被譽為“雪上F1”。全球範圍内(nèi)，雪車雪(xuě)橇賽道也僅有16條，遠比F1賽車(chē)車道少見(jiàn)。

2021年10月25日(rì)，國家雪車雪橇中心，“地(dì)形氣候保護系統”的研發不僅克服了氣象條件對賽道的影(yǐng)響，同時還起到節能減排的作用。新京報(bào)記者 陶冉 攝

雪車雪(xuě)橇賽道均為(wéi)露天而(ér)建，随着不同季節、不同時段日照溫度的變化，冰面的硬度有所差異。全(quán)世界其(qí)他的賽道均位于北坡，而國家雪車(chē)雪橇中(zhōng)心(xīn)受地理條件制約(yuē)，是唯一一條在(zài)南坡的賽道，冰面面臨更大的挑戰。在(zài)這樣的情況下，如何保證冰(bīng)面質量，成為設計團(tuán)隊的一大難(nán)題。

針對這(zhè)個問題，國家雪(xuě)車(chē)雪橇中心設計團隊研發出了(le)獨特的“地形氣候保護系統”，這(zhè)樣不僅克(kè)服了氣象條件對賽道的影響，同時還(hái)能起(qǐ)到節能減排的作用。

“地(dì)形氣(qì)候保護系統”是通過地形、遮(zhē)陽棚、遮(zhē)陽簾構成降低太陽輻射對賽道影響的一套系統(tǒng)。

通過“地(dì)形氣候(hòu)保護系統”，使得國家雪(xuě)車雪橇中心賽道成為全世界冰面(miàn)最為穩定的賽道。目前，這項技術已經申(shēn)請了專利。據了解，國家雪車雪橇中心已獲得(dé)授權專利73項。

“發充儲放”一體化充電站

國家高山滑雪中心(xīn)在冬奧供電保(bǎo)障環境中具有低(dī)寒、積雪(xuě)、溫差大、地(dì)形(xíng)複雜等特點，對電力設備的(de)正常運行、運維人員(yuán)的實時保障均提出(chū)了“低溫”挑戰。

2021年12月23日，國家高山滑雪中心(xīn)，停放在“發充儲放”一體化充電站内的冬奧會工作人員大巴(bā)車。新京報(bào)記者 陶冉 攝(shè)

為此，國(guó)網北京電力大力推進關鍵技術攻關，結合冬奧供電保障實際需求(qiú)，創新研發出(chū)了适用于冬奧保電特點的新技術、新裝備。位于延(yán)慶賽區的“發充儲放”一體化(huà)充電(diàn)站便是其(qí)中之一(yī)。

國網(wǎng)北京延慶(qìng)公司發展策劃部主任何彥彬介紹，國家電網(wǎng)冬奧發充儲放綜合示範站是(shì)國家重點研發計劃項目“支撐(chēng)低碳(tàn)冬奧的智能電網綜合示(shì)範工程(chéng)”課題之一(yī)，采用了國内最先進的交直流(liú)混合(hé)配電網技術。建成(chéng)的國(guó)内首座采用“發充儲放”一(yī)體化充電站，也是冬奧延慶賽區内唯一一座充電(diàn)站。該充(chōng)電站内(nèi)設6個直流充電樁和4個交流充電樁，可同時為(wéi)10輛電動汽車提供充電服務，滿足賽區綠(lǜ)色出行需求。

雲轉播(bō)采訪(fǎng)可實(shí)現隔空對話

作為科技冬奧三大重(zhòng)點布局産業之一，雲轉播将重資産、高門檻的傳統轉播(bō)輕量雲化，通過雲化(huà)采編播技術，實現了(le)轉(zhuǎn)播設備雲端化和人員服務遠程化。除現場攝像設備以外，所(suǒ)有導切制作均(jun1)在雲端完成，隻要有網絡，導播人員就能夠利用一台筆(bǐ)記本(běn)在任何地點(diǎn)連入雲端完成信号制作。

2022年1月21日，首鋼園(yuán)，工作人員演示遠程無人混合(hé)采訪。新京報記者 陶冉 攝

雲轉播系統前(qián)端不僅支持專業廣播級攝像機的信号采集，支持(chí)手機、非專業攝像設(shè)備等，同時支持其他系統流信号接入。現場信号通過5G方(fāng)式回傳到雲端(duān)，在雲端進(jìn)行制作，并将最終的轉(zhuǎn)播信号分發給多種平台，同(tóng)時通過雙雲設備提供可靠(kào)性(xìng)保障。通過雲端的制作，提供專業的現場賽事攝像、導播和混音技術服務。

在冬奧會期間，一些賽事将通過“子彈時間”服務(wù)實現360度無死角地呈現短暫時間發生的賽事全景。所謂“子彈時間”就是可以讓比賽的畫面暫停或者慢速回放。通過多視角編碼技術、智能校(xiào)準多路中(zhōng)心點、AI算法生成虛拟視角、4K視頻(pín)防抖算法、多路視頻切片管理等系列技術，觀衆可更好地觀(guān)賞到各種精彩的瞬間(jiān)。

整個測試賽的“雲上制作中心”位于雲(yún)轉播科(kē)技公司(sī)的首鋼辦(bàn)公區，一台筆記本、一個屏幕就完成了“雲上制作中(zhōng)心”的搭建，通過5G背包傳來的前端信号，導播人員在(zài)辦公區統一完成多畫面的導切、音頻及(jí)字幕的制作，最後将信号(hào)分發到多個媒體(tǐ)進行直播。

此外，超高清雲轉播平(píng)台及5G雲轉播背包，背包+平台的(de)制作(zuò)方式同時具備了傳(chuán)統廣電制作模式和互聯網技術的(de)優點，提供(gòng)音頻、視(shì)頻、通話、時鐘、同步(bù)等功能，能夠為大型賽事的轉播工(gōng)作提供專業的服務。5G+雲轉播系統提供基于4K超高清編解碼(mǎ)和(hé)大帶寬信(xìn)号傳輸技術，能夠為專業媒體機(jī)構第一時間提供高質(zhì)量的視音頻信号。

基于雲(yún)轉播的遠(yuǎn)程無人混(hùn)合采(cǎi)訪系統可實現不同空間的人員隔空對話，保證了媒體和運動員(yuán)之間順暢采訪交流(liú)。使(shǐ)用5G+雲轉播技術，不(bú)僅減少了現場技術(shù)人員聚集，還進一步提升了(le)賽事轉播安全。