本次冬奧會上，被提到最多的詞就是科技，無人自動駕駛技術、綠色環(huán)保技術、5G智慧服務技術已經在冬奧賽場上投入使用，這些技術的使用不僅可以為冬奧會的舉辦保駕護航，也證明了中國的科技實力。
而這些成績的背后是無數技術人員的智慧與汗水，下面讓我們跟隨首都體育學院首席傳感網研究中心孫剛主任的腳步，了解北斗+冬奧雪上智慧服務保障系統(tǒng)，去窺見冬奧的科技一角。
北斗+冬奧系統(tǒng) 高精準時空技術與體育賽事的碰撞
北斗+冬奧系統(tǒng)，全稱北斗+冬奧雪上智慧服務保障系統(tǒng)，是北斗高精準時空技術在體育領域中的首次應用，在原有的第二代系統(tǒng)上，引入了差分算法等相關技術的支持，定位精度大大提升，定位點輸出頻率達到50Hz，適合在高時速（130公里以上）競技滑雪軌跡中使用，不僅可以對國家隊冬奧備戰(zhàn)給予有力的科技支持，同時也可以保障賽事環(huán)境和工作人員的安全。
北斗+冬奧體育科技應用示范項目的成功落地，極大地促進了北斗+冰雪運動、北斗+體育產業(yè)的大力發(fā)展，未來還能夠帶動其他惠民利民的產業(yè)的應用發(fā)展。首都體育學院創(chuàng)立了融合北斗高精準時空技術的運動健康傳感網系統(tǒng)，通過傳感技術、定位技術、運動大數據和人工智能分析技術與人體運動科學相結合，是運動健康領域的重要科技創(chuàng)新和基礎信息建設。體育產業(yè)數字化和智能化技術創(chuàng)新將帶來未來巨大的產業(yè)規(guī)模，同時將加速和促進北斗精準時空技術在中國數字體育產業(yè)中的融合和持續(xù)發(fā)展。
從比賽選手到工作人員都關懷的系統(tǒng)
北斗+冬奧雪上智慧服務保障系統(tǒng)到底是什么？到底保障了誰？又是如何進行保障的？首都體育學院首席、傳感網研究中心孫剛主任逐一介紹。
北斗+冬奧雪上智慧運動服務系統(tǒng)是由首都體育學院（北京國際奧林匹克學院）牽頭，聯(lián)合了北京理工大學、北京控股集團、國家高山滑雪隊、兵器工業(yè)集團、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目進行運動員備戰(zhàn)和賽事運營支持。它涵蓋了運動員和教練、裁判、工作人員和賽事保障四個子系統(tǒng)：運動員科學訓練服務系統(tǒng)、環(huán)境風速監(jiān)測和決策系統(tǒng)、越野滑雪裁判智能輔助系統(tǒng)、工作人員雪場保障系統(tǒng)。
在運動員科學訓練的支持上，項目團隊聯(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，結合其他智能穿戴和視覺采集設備，不僅可以采集運動員的心率、睡眠、血壓等基礎身體數據，還可以在運動軌跡中的關鍵位置識別運動員身體的20多個重要關節(jié)點變化，這樣就可以捕捉運動員在實際運動過程中影響比賽成績的重要數據，并做機理分析，比如骨骼肌肉系統(tǒng)的力、力矩、運動和變形，這樣就實現了對運動員滑行狀態(tài)細節(jié)的監(jiān)測和分析，幫助教練員科學指導運動員的訓練，綜合優(yōu)化提升運動員的技術能力，幫助運動員更加清晰的了解自己的特點，以備在比賽中取得更好的成績。
在環(huán)境監(jiān)測和決策系統(tǒng)上，北斗+冬奧系統(tǒng)中的環(huán)境風速監(jiān)測子系統(tǒng)目前已經部署于延慶高山滑雪中心，可以通過無人機航拍建模合成的實際賽場三維地形數據，實時監(jiān)控賽場中核心賽道的多個起跳點位置的環(huán)境氣象條件，尤其是對滑雪比賽最重要的橫向和縱向實時風速信息。通過北斗高精度定位技術與高精度激光測風雷達技術融合其它氣象傳感器，系統(tǒng)可以為冬奧會雪上運動賽場建立高精度位置網格化的實時氣象數據，為賽事保障部門提供氣象監(jiān)測數據和超運動條件的預警信息，為冬奧會雪上運動賽事及日常運動訓練的環(huán)境保障決策提供科學支撐。
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)可以輔助場地內的裁判員抓取運動員比賽過程中的動作，針對有運動員出現犯規(guī)動作時進行錄制，并做信息同步匯集和警示，可以實現運動員在山上比賽，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)已經應用于崇禮越野滑雪中心的冬奧前測試賽中。
在工作人員的安全保障上，北斗+冬奧系統(tǒng)中的工作人員雪場保障子系統(tǒng)可以實時為工作人員定位，如果工作人員出現在場地的危險區(qū)域，系統(tǒng)將會設置虛擬的電子圍欄，并實施報警操作，予以場地內人員的安全。除此之外，北斗+冬奧系統(tǒng)對場地內的壓雪車、造雪機等高價值裝備也進行了定位和電子圍欄的手段進行管控，確保重要物資的安全。該系統(tǒng)已經部署于延慶高山滑雪中心，提供給賽事保障單位北控集團旗下相關部門使用。
也就是說，這套系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測雪場上風速等環(huán)境數據，對所有的參與人員都能夠提供相應的服務與安全保障，是一個非常具有人文關懷的、有溫度的服務保障系統(tǒng)。
圖片來源：首都體育學院對北斗+冬奧項目的說明
測風速系統(tǒng)，讓起跳科學又安全
北斗+冬奧的四個子系統(tǒng)在整個奧運史上屬于首創(chuàng)，當問到孫剛主任哪個是最能夠助力雪上運動的技術提升的項目時，孫剛主任笑了笑，給記者講了一個笑話。
在滑雪項目中，風速是雪上運動的關鍵因素。滑雪賽道地理環(huán)境復雜，同時間山脊和山谷的風速都是不同的，風場環(huán)境變化不僅會影響比賽成績，大于14米/秒的風速還會對運動員的安全造成嚴重的威脅。而在過去，是沒有一個精準的系統(tǒng)可以測試到瞬時的風速，更多的教練和運動員使用的是脫帽子法，即脫下帽子，用頭皮感受一下風速。這當然是個笑談，但是也說明在過去很長一段時間內，大家都只能憑經驗去感受風速，然后找到起跳的最佳時間。
然而北斗+冬奧環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)中，其中一個功能是激光測風雷達，突破了傳統(tǒng)只能定點測風速的技術，這項技術通過多普勒震動效應，掃描整個切面的風譜圖，為教練和運動員提供更加精準的風速數據，助力讓每一次的起跳、轉彎技術和成績的提升。
圖片來源：搜狐號政務
難關重重，也擊退不了攻克的決心
北斗+冬奧系統(tǒng)雖然歷時短短10個月就研發(fā)成功，也配備了各領域的權威專家，但研發(fā)人員們依然經歷了種種困難。
比如系統(tǒng)不僅要提供環(huán)境數據支持，設計使用的人員也很眾多，這樣一個多功能的復雜支持系統(tǒng)如何統(tǒng)一在一個終端內，數據回流是否會產生邏輯沖突，在軟件的落地上都需要更精確的計算和設計。以及雪場場景更為復雜，地面基站的放置既不能占用賽道資源，還要提供精準的數據依據，這給選址也帶來了麻煩。以及任務要求的交付工期非常短，又遇上了反復多發(fā)的疫情，這又阻礙了一些大型設備需要實地測試的進程。以及不同領域的專家要在不同的時空內進行異地協(xié)作，如何在這項復雜的研究中保證推進效率和信息的對稱，對于每一個技術人員也是一種挑戰(zhàn)。
圖片來源：網信北京
北斗+奧運系統(tǒng)的投入使用，是北斗高精準時空技術在數字體育產業(yè)的一個重要的示范工程，不僅為冬奧會注入了更多的科技力量，也為整個體育產業(yè)留下了寶貴的可借鑒的樣板工程財富。它讓科技體育更加具備實用價值，也可帶動相關的惠民利民運動健康產業(yè)的發(fā)展，未來，這項示范工程中融合的各種高新技術還可以使用在其他更廣泛的場景中，包括競走、馬拉松等這些戶外長距離的運動，以及足球、籃球等喜聞樂見的校園體育，都可以使用北斗+冬奧系統(tǒng)中的相關技術進行場景轉化，助力每一個運動員科學化的提升比賽成績，助力每個體育愛好者科學化的提高健康水平。
來源：蝌蚪五線譜
來源：今日科協(xié)微信公眾號
中國科協(xié)各級組織要堅持為科技工作者服務、為創(chuàng)新驅動發(fā)展服務、為提高全民科學素質服務、為黨和政府科學決策服務的職責定位，推動開放型、樞紐型、平臺型科協(xié)組織建設。接長手臂，扎根基層，團結引領廣大科技工作者積極進軍科技創(chuàng)新，組織開展創(chuàng)新爭先行動，促進科技繁榮發(fā)展，促進科學普及和推廣，真正成為黨領導下團結聯(lián)系廣大科技工作者的人民團體，成為科技創(chuàng)新的重要力量?！暯?/p>
