2022年北京冬奧會將在北京、延慶、張家口三個賽區(qū)舉行。其中，北京賽區(qū)包括國家速滑館、國家游泳中心、國家體育館、五棵松體育館、首都體育館和首鋼滑雪大跳臺，將承擔冬奧會全部冰上項目和單板滑雪、自由式滑雪的大跳臺項目比賽。北京市西北部的延慶縣，將用作雪車、雪橇大項和滑雪大項中的高山滑雪比賽場地;河北張家口市，則將承辦雪車、雪橇大項和高山滑雪以外的各項目雪上比賽。

“科技冬奧”將成為北京冬奧會的一大亮點，能源供應、場館建設、基礎設施、綠色環(huán)保、智能服務、轉(zhuǎn)播技術等新技術將得到充分展示和應用。

高新科技支撐綠色辦賽

? 綠色辦奧是北京冬奧會一直秉持的理念，而科技助推則是綠色辦奧的關鍵所在。2021年11月18日，在北京冬奧組委召開的科技冬奧主題新聞發(fā)布會上，北京冬奧組委科技部部長喻紅歷數(shù)了科技力量助推北京冬奧會綠色辦奧的范例。

? 為實現(xiàn)北京冬奧會碳中和目標，賽事期間北京冬奧會所有場館將實現(xiàn)100%綠電供應，而北京冬奧會場館使用的綠電主要來自張家口。其中，張家口賽區(qū)所有場館通過本地電網(wǎng)直接消納本地生產(chǎn)的綠電;北京賽區(qū)、延慶賽區(qū)的冬奧場館，則通過張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)示范工程，將張北地區(qū)風能生產(chǎn)的綠電輸入北京。

? 氫燃料將成為北京冬奧會上另一個重要的清潔能源。北京冬奧會境內(nèi)接力火炬將全部應用氫燃料。冬奧會賽時，北京冬奧組委將在延慶、張家口投入700余輛氫燃料大巴車提供交通服務保障。同時，替代柴油發(fā)電車的氫燃料電池應急電源發(fā)電車，已在國家速滑館、國家高山滑雪中心測試備用。

? 北京冬奧會場館中，也不乏科技助推綠色辦奧的例子。北京市科委副主任朱建紅透露，圍繞場館建設、場館運行、交通物流等方面推動綠色低碳技術研發(fā)攻關。北京市科委通過開展綠色智慧場館建造與低能耗運行技術研究與攻關，建立了數(shù)字孿生和智能化集成管理平臺，并把這項技術運用到國家速滑館的建設當中，節(jié)省了主體結(jié)構工期2個月、鋼材近3000噸。同時，在國家冬季運動訓練中心建成環(huán)境精準控制平臺，形成場館“能源總管家”，日能耗降低10%以上。

? 此外，國家速滑館、五棵松體育館等冬奧場館，選用二氧化碳跨臨界制冷系統(tǒng)，冰面溫差控制在 0.5℃以內(nèi)，碳排量接近于零，這項技術大規(guī)模應用于冬奧會也是奧運史上的首次，同時利用冷熱聯(lián)供一體化設計對制冷余熱進行回收利用，能效提升30%～40%。

? 冬奧會上，以玉米、薯類及秸稈等可再生資源為原材料生產(chǎn)的可降解餐具，將代替塑料制品為冬奧會提供相關服務。

冬奧會高山滑雪、跳臺滑雪、空中技巧等室外項目需要十分精準的氣象預報，氣象狀況決定了某些比賽項目是否能按時開賽。冬奧氣象預測系統(tǒng)實現(xiàn)了“百米級、分鐘級”精準氣象預報。

國風場館科技感十足

藏在冰面里的“世界第一”

? 冬奧會在北京市區(qū)唯一新建的場館是國家速滑館“冰絲帶”，該場館采用了世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面，就像一個巨大的馬鞍狀羽毛球拍“繃”在了場館的上方，用鋼量僅為傳統(tǒng)屋面的四分之一。在場館內(nèi)部，“冰絲帶”的冰面面積達1.2萬平方米，是全球首個采用二氧化碳直接蒸發(fā)制冷冰面的冬奧速度滑冰場館。國家速滑館制冰工程設計負責人馬進說：“采用二氧化碳制冷，冰面溫差可控制在0.5度以內(nèi)，不僅效能可以提升20%以上，制冷也更加均勻，溫度更均衡，不會出現(xiàn)冰面硬度不均勻的情況?！彼硎?，在制冷的同時，所排出的廢熱也進行回收，用作場館的除濕、修冰及生活熱水的加熱。

這將是冬奧史上首次大規(guī)模應用該項技術，在以0.001秒計時的高水平競技中這些因素尤為關鍵。同時，“冰絲帶”通過智慧管理，使得館內(nèi)氣溫分層。冰面一個溫度，確保冰面標準穩(wěn)定;運動員比賽空間一個溫度，保證運動員體溫體感，有利于創(chuàng)造最佳運動成績;觀眾席一個溫度，可以達約16℃，為觀眾營造一個舒適的觀賽環(huán)境。

“水冰轉(zhuǎn)換”集齊六大科技

作為世界上唯一水上項目和冰上項目均可運行的雙奧場館，也是世界上首個在泳池上架設冰壺賽道的奧運場館，國家游泳中心在保有“水立方”水上功能的基礎上新增冰上功能，充滿了科技智慧。

在這里，建筑、結(jié)構、制冰、除濕、照明、聲場等眾多科技領域新成果得到應用。在“水冰轉(zhuǎn)換”的技術難點問題上，科研人員通過在比賽大廳中部搭建可轉(zhuǎn)換結(jié)構及安裝可拆裝制冰系統(tǒng)，形成擁有4條標準賽道的冰壺場地。國家游泳中心總經(jīng)理楊奇勇向記者介紹，“水冰轉(zhuǎn)換”依靠可轉(zhuǎn)換結(jié)構體系以及可拆裝制冰系統(tǒng)等技術，每次“水—冰”場地轉(zhuǎn)換可以在20天內(nèi)完成。

同時，“冰立方”賽場新建一面170平方米的“巨幕”，以及科研團隊推出的“冰壺運行捕捉技術”，將在比賽實時展示冰壺的運行軌跡，增加觀賽樂趣。

智慧造雪與大跳臺積木

“雪飛天”首鋼滑雪大跳臺是冬奧會北京賽區(qū)唯一一個雪上競賽場館，將在賽時承擔自由式滑雪大跳臺和單板滑雪大跳臺兩個比賽項目，產(chǎn)生四枚金牌。

在這里，科研人員最新研制的造雪機將展示強大的功能。據(jù)悉，這種造雪機擁有塔式旋轉(zhuǎn)支架，因為站得更高，比傳統(tǒng)機器射程范圍更大、更廣。同時，科研人員借助注水、壓實等技術手段，成功制造出符合大陸性季風氣候的雪質(zhì)，通過壓雪機和雪硬度儀，快速對賽道進行修整，從而保證賽道不受天氣變化的影響。

除了保證雪質(zhì)，首鋼滑雪大跳臺的賽道實現(xiàn)了單板滑雪與自由式滑雪空中技巧賽道的快速切換。研究人員根據(jù)不同項目的賽道特點，研發(fā)了正四面體的模塊及正四面體連接節(jié)點，實現(xiàn)賽道剖面的轉(zhuǎn)化。

大跳臺項目協(xié)調(diào)部負責人劉玉川告訴記者：“通過改變鋼結(jié)構的搭建，改變起跳臺的角度，就好像用大約1100個模塊搭‘積木’，使賽道曲面發(fā)生改變，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換需求，可反復多次搭建。”

“雪游龍”與“雪如意”

如果說最炫的冰面留在北京，最酷的雪道則由延慶和張家口賽區(qū)合力打造。延慶的國家雪車、雪橇中心里被稱為“雪游龍”的賽道，長度大，落差大，彎道多，1.9公里長的賽道澆筑要一氣呵成，充滿挑戰(zhàn)。項目招募了20名國內(nèi)人工噴射手，確保賽道以毫米精度一次性澆筑成功。這條賽道最終得到國際雪聯(lián)專家的認可。

在張家口賽區(qū)，崇山峻嶺中，一柄“如意”嵌于雪上。來自全球的跳臺滑雪高手，將從這酷似“祥云”的出發(fā)區(qū)下滑，在天空中短暫飛行，再擦著形如“如意”手柄的雪道瀟灑著陸，翩翩滑至谷底。北京2022年冬奧會張家口賽區(qū)設計總負責人張利說，如意的靈感與跳臺滑雪賽道的S型形成了完美的結(jié)合。

防疫更安全 機器人大顯身手

在新冠肺炎疫情仍在流行的情況下，防疫是成功辦奧的必要前提。北京冬奧會將在人防的基礎上引入技防，助力疫情防控。在檢測方面，有研究團隊在致力于研發(fā)快速檢測方法，也在測試賽中測試應用氣溶膠檢測，及早發(fā)現(xiàn)病毒，及時采取措施，避免病毒傳播;在消殺方面，不僅有傳統(tǒng)的消毒劑，還多方面嘗試應用新的技術手段，如分子篩微納米催化過濾材料消毒、紫外線消毒、等離子消毒等，這些消毒的措施，將分別應用于循環(huán)冷卻水和水處理系統(tǒng)的消毒、空氣的消毒以及物體表面的消毒。

北京冬奧會期間，機器人將在各大賽區(qū)承擔大量的工作，它們分工明確，智慧快捷，是冬奧會最重要的“志愿者”。

在防疫背景下，機器人可以測量館內(nèi)人員的體溫情況，也可以進行消毒試劑的噴灑工作。據(jù)悉，機器人將被廣泛用于冬奧會場館的大面積消殺，單臺機器人消毒面積最多可覆蓋1000平方米以上，續(xù)航時間4到5個小時。

同時，科技智慧運營平臺將在冬奧會期間發(fā)揮科技力量，實現(xiàn)科技防疫。據(jù)了解，通過內(nèi)場感知網(wǎng)絡和隨身感知終端，實現(xiàn)全面呈現(xiàn)人員的動態(tài)流線、聚集接觸的情況和區(qū)域停留的時間等具體信息，助力冬奧場館防疫防控。

除了防疫，科研人員研發(fā)的5G送餐機器人、室外物流機器人也將發(fā)揮重要作用，既減少了人員接觸，也承擔起大量的運送工作。

自動餐飲設備24小時運作

在科研人員研發(fā)的智慧餐廳，自動餐飲設備能夠24小時運作，保證點餐、制餐、出餐全流程自動化完成。每一臺智能烹飪設備均配置了信用卡及手機支付系統(tǒng)，方便各國人員點餐。

智能咖啡設備也將應用于本屆冬奧會。一臺雙臂協(xié)作機器人可以左右開工，精準執(zhí)行各種動作，完成取豆、稱重、取水、上水、沖泡等一系列咖啡制作工藝，同時，機器人能夠復刻大師級手沖咖啡的流程，像咖啡大師一樣進行拉花功能工藝展示，全程只需4分鐘，就可制作一杯醇香的咖啡。

此外，無人車售賣、無人車清掃和無人超市等服務也將為運動員、教練員提供自動跟隨、行李運送、音樂互動表演等多種服務。

新技術助推觀賽新體驗

奧運賽場爭金奪銀，如何為觀眾提供最實時、最立體的觀賽體驗，云上科技將發(fā)揮巨大的作用。

目前，5G信號已覆蓋冬奧會所有場館和連接場館的道路，包括高速行駛的京張高鐵，也有穩(wěn)定、連續(xù)的5G信號覆蓋，為超高清視頻、智能服務等新的應用場景提供了必要的網(wǎng)絡連接。

本屆冬奧會，將首次實現(xiàn)冬奧會歷史上的云轉(zhuǎn)播，依托5G+超高清媒體處理+AI+云大物+區(qū)塊鏈技術，打造全云、全IP、全移動、全網(wǎng)接入即服務的四全云轉(zhuǎn)播平臺。

應用云轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，冬奧會現(xiàn)場采集、云端處理和遠程導播制作將被分成三個環(huán)節(jié)，極大降低了轉(zhuǎn)播成本，同時也極大縮減了現(xiàn)場工作人員。據(jù)悉，這套云轉(zhuǎn)播系統(tǒng)提供了12個機位，屆時，觀眾可以根據(jù)自己的喜好切換機位，觀看比賽。

值得一提的是，“交互式多維度觀賽體驗技術與系統(tǒng)”將首次出現(xiàn)在電視轉(zhuǎn)播中。據(jù)悉，這一系統(tǒng)采用了“自由視角”視頻技術來展現(xiàn)冰球等冬奧會項目的比賽。觀眾通過電視、手機或VR設備觀看比賽時，可以自己當“導播”，隨時改變賽場的視角和位置，全方位地欣賞賽場上運動員的一舉一動。

（綜合新華社、《光明日報》《河北日報》、河北新聞網(wǎng)）