摘要：現(xiàn)階段，在數(shù)字孿生技術的助力下，智慧體育場館建設水平不斷提高，為了打造更加智慧的體育場館，要對數(shù)字孿生技術進行應用與分析，全面地進行有效的實踐，打造更加高質量的智慧體育服務體系。本研究旨在探討數(shù)字孿生技術在智慧體育場館中的實踐應用。通過實地考察與技術分析，深入研究了數(shù)字孿生技術在場館運營、賽事管理等方面的具體應用。結果表明，數(shù)字孿生技術能顯著提高場館運營效率，優(yōu)化觀眾體驗，并加強安全管理。結論顯示，數(shù)字孿生技術對智慧體育場館的現(xiàn)代化運營有著積極影響，值得進一步推廣與應用。

關鍵詞：數(shù)字孿生技術" 智慧體育" 場館

中圖分類號：G80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-23-193-3-ZL

隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)字孿生技術已成為智慧體育場館建設的重要推動力。通過借助有效技術的運用，可以進一步為體育場館打造一個虛擬卻高度逼真的“雙胞胎”，在技術的助力下不僅提升了場館的運營效率，還極大地豐富了觀眾的賽事體驗。因此，在智慧體育場館中，數(shù)字孿生技術的實踐應用正逐步深化，也需要相關工作人員進行實踐探索，從而為現(xiàn)代體育產業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

1、數(shù)字孿生技術的概述

數(shù)字孿生技術可作為當前典型性的前沿技術。其設計理念相對獨特，且具有多樣化的功能，能夠帶領各行業(yè)實現(xiàn)深度變革。該技術應用物理模型及以往運行數(shù)據(jù)等形成與世界相對應的虛擬模型。該模型不但能夠在虛擬環(huán)境中更為準確地呈現(xiàn)出實體的生命周期，同時還能對數(shù)據(jù)進行實時更新，以此體現(xiàn)出實體的變化情況。數(shù)字孿生技術的設計理念在于將物理與數(shù)字世界建立緊密聯(lián)系，通過對不同學科尺度及概率的集成進行仿真，可使孿生技術在虛擬環(huán)境中形成更為真實的數(shù)字模型。該模型不但具有所有的實體特征，同時還能基于傳感設備等隨時收集數(shù)據(jù)信息，與實體同步更新。此種技術的發(fā)展可在虛擬世界中對實體進行全面和準確的預測。此外，數(shù)字孿生技術在數(shù)字分析及優(yōu)化方面也具有更為明顯的優(yōu)勢?？赏ㄟ^對以往及現(xiàn)實數(shù)據(jù)的深度分析展示出物理實體在運行期間存在的各類問題，這樣不但能夠明顯提高物理實體的效率，同時還能合理壓縮維護成本，創(chuàng)造更高的經濟收益。數(shù)字孿生技術可在產品設計、工程建設等方面充分發(fā)揮作用，基本覆蓋所有需要優(yōu)化的行業(yè)。尤其在工程建設方面，該技術的應用已經體現(xiàn)出了明顯的意義和價值。通過形成數(shù)字孿生模型，可在工程開展前做出精準的預測，從而對設計方案進行優(yōu)化改進，避免在施工期間承擔過高的風險，同時還能保證工程質量達到預期要求。

2、智慧體育場館的需求分析

2.1、功能需求

構建智慧體育場館能夠全面迎合不同類型的活動需求。首先，場館可支持多樣性的項目，不限于籃球、游泳等，所有運動項目均須配置相應的設備。其次，場館內也需配置必要的積分系統(tǒng)，以此保證競賽的公正性。最后，為全面提高競賽環(huán)境的質量，智慧體育場館還需在照明、溫控等系統(tǒng)方面提高運行效率。為扎實開展運動員的訓練及競賽分析工作，場館需具有數(shù)據(jù)收集、提煉及分析等方面的功能，輔助教練及運動員更為精準地制訂訓練計劃，從而優(yōu)化競賽策略，獲得理想的成績。通過全面地進行功能分析，圍繞智慧體育場館實際需要，打造更加高效的功能體系，助力智慧體育場館建設水平不斷提高。

2.2、管理需求

場館內需設置具有較高運行效率且在操作方面相對便捷的管理系統(tǒng)，以此迎合全面的管理需求。該系統(tǒng)需實時掌握場館內不同設備的運行狀態(tài)，主要包括場地的應用情況、能源消耗等方面。同時，為提高場館運營的安全性，系統(tǒng)還需具有安全監(jiān)控等功能，能夠在面臨突發(fā)情況時及時發(fā)出報警信號，并采取妥善的應對措施。此外，在物聯(lián)網技術水平不斷提高的背景下，智能體育場館的管理系統(tǒng)還需對館內不同設備實現(xiàn)遠程監(jiān)控，從而達到更高的管理效率。通過科學地進行有效的管理，圍繞實際管理需求，打造高質量的智慧體育場館。

2.3、服務需求

服務需求能夠明顯優(yōu)化用戶對智慧體育場館的體驗感。首先，場館需提供相對便捷的購票服務，可為用戶提供線上及線下等不同購票渠道，以此全面滿足用戶的需求。其次，為優(yōu)化觀眾觀看比賽的體驗感，場館還可在餐飲、休息區(qū)及存儲物品等方面提供優(yōu)質的服務。再次，場館還可針對教練及運動員提供優(yōu)質的訓練、醫(yī)療及營養(yǎng)咨詢等服務內容，保證其能夠在競賽及訓練當中獲得充分的物質保障。最后，為全面滿足用戶的需求，智慧體育場館還可為用戶提供個性化的服務內容，如私人教練等，以此豐富服務的內容及形式。

3、數(shù)字孿生技術在智慧體育場館中的實踐應用

3.1、場館設施管理與運維

數(shù)字孿生技術可在智慧體育場館的設施管理及運行方面發(fā)揮重要的應用價值。以往體育場館的設施管理大多需要人工進行檢查和維護。該種方式不但無法達成較高的維保效率，同時還難以準確排查可能存在的風險隱患。但應用數(shù)字孿生技術手段后，智慧體育場館便可形成創(chuàng)新性和高效性的管理與運維模式。數(shù)字孿生技術可輔助人員構建虛擬的場館模型，該模型與場館實際設施一一對應。在虛擬模型中，所有設備均能被精準呈現(xiàn)，通過傳感器等設備收集的數(shù)據(jù)能夠實時傳送給管理人員，這樣便可隨時掌握場館內設施的運行情況，如溫度、照明強度等，結合數(shù)據(jù)進行更為精準的調節(jié)和控制。隨時監(jiān)控的功能能夠明顯提高場館設施管理的精準性。如果某設施在運行期間出現(xiàn)異常情況，數(shù)字孿生系統(tǒng)便可及時發(fā)現(xiàn)并發(fā)出預警信號，管理人員能夠及時響應并做出妥善處理。這樣不但可避免由于設備故障引發(fā)的安全問題，同時還可避免競賽或活動受到影響。除了實時監(jiān)控，數(shù)字孿生技術還可在場館設施的維護方面充分發(fā)揮作用?？赏ㄟ^全面收集以往的運行數(shù)據(jù)對設施可能存在的問題進行提前預測，從而做出妥善的保養(yǎng)。這種預防性策略不但能夠延長設備的使用時間，同時還可避免出現(xiàn)故障，進一步提高場館運行的穩(wěn)定性。數(shù)字孿生技術還可在設施規(guī)劃方面提供重要的數(shù)據(jù)參考。管理人員可基于虛擬模型對設施的布局及配置等進行模擬，從而對場館的運行效果及用戶體驗感做出客觀評估。這樣也能輔助管理人員提高決策的科學性，全面提高場館設施的管理及使用效率。

3.2、賽事規(guī)劃與觀眾體驗優(yōu)化

應用數(shù)字孿生技術后，可在下述方面實現(xiàn)根本性的變革：首先，提高賽事規(guī)劃的精準性，顯著優(yōu)化觀眾觀看比賽的體驗感。從賽事規(guī)劃方面來講，數(shù)字孿生技術能夠提供創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)驅動方法。以往在賽事規(guī)劃方面往往要基于人工進行分析，主要依賴于經驗儲備，無法綜合考量不同類型的復雜因素。但在數(shù)字孿生技術參與后，便可對場館環(huán)境進行模擬，模擬不同賽事的場景，以此科學設置賽事流程，如可對不同時段的人流情況做出合理預測，以及精準推斷觀眾入場和離場的高峰時段，從而科學設置賽事時間，避免場館內出現(xiàn)擁堵情況。此外，還可對賽事做出模擬安排，評估場館的運營情況對用戶體驗的影響因子，確定科學的賽事方案。其次，數(shù)字孿生技術還能為賽事策劃人員提供數(shù)據(jù)參考。通過對觀眾行為等數(shù)據(jù)進行合理分析，可使策劃者更為全面地掌握觀眾的需求及賽事特征，對賽事策略進行改進，顯著提高賽事的影響力。這種數(shù)據(jù)驅動方法不但能夠提高賽事規(guī)劃的精準性，同時也能促使賽事順利進行。

在對觀眾體驗進行優(yōu)化期間，數(shù)字孿生技術也能表現(xiàn)出獨特的應用價值。第一，數(shù)字孿生技術能夠為用戶提供個性化的體驗感。如觀眾可基于數(shù)字孿生體育館模型對不同座位的視野進行模擬體驗，以此選擇與自身興趣及需求相符的觀賽位置。這種座位的個性化選擇也能明顯提升用戶的觀賽體驗。第二，數(shù)字孿生技術還能提高觀眾與賽場互動的真實性。觀眾可通過應用AR等技術手段在觀賽期間獲得更為準確的數(shù)據(jù)信息，如競賽數(shù)據(jù)統(tǒng)計等，以此提高競賽的互動性。此外，數(shù)字孿生技術還能為不同國家和地區(qū)的觀眾提供更具有人性化的語言服務，以此優(yōu)化企業(yè)觀賽體驗感。第三，數(shù)字孿生技術還能對場館內的服務等內容進行優(yōu)化。隨時監(jiān)測和分析場內設施的運行情況能夠及時發(fā)現(xiàn)并排查可能存在的風險隱患，保證觀眾在觀賽期間可獲得相對舒適的環(huán)境。此外，數(shù)字孿生技術還可在館內餐飲、衛(wèi)生間等方面提供優(yōu)質的服務，進一步優(yōu)化觀眾的觀賽環(huán)境。

3.3、安全管理與應急響應

應用數(shù)字孿生技術能夠在場館的安全、管理等方面實現(xiàn)根本性的變革，保證場館內的觀眾、運動員等的安全。一旦發(fā)生事故，能做出及時的反應。以往使用的安全管理方法更多依賴于人為監(jiān)控，大多對事故的處理在事后環(huán)節(jié)。這種處理突發(fā)事件的方式不但難以達到較快的反應速度，同時信息也無法實時共享。而應用數(shù)字孿生技術便可將原本的事后處理轉變?yōu)槭虑邦A防和事中響應。數(shù)字孿生技術能夠對場館內的各個區(qū)域進行實時監(jiān)控，通過傳感器等設備監(jiān)測館內的人流、煙霧等指標。這些數(shù)據(jù)不但能夠為管理人員提供場內的實施情況，同時還可在出現(xiàn)異常情況時能夠及時響應，提供必要的數(shù)據(jù)參考和決策支持。在實施應急響應期間，數(shù)字孿生技術也具有相對強大和先進的功能。如果發(fā)生火災等緊急情況，系統(tǒng)能夠隨時對現(xiàn)場數(shù)據(jù)做出分析，精準區(qū)分危險和安全區(qū)域，為人員疏散提供最優(yōu)指導。此外，與消防等部門的數(shù)據(jù)共享能夠保證救援部門及時掌握現(xiàn)場的信息，制定出科學的救援方案。數(shù)字孿生技術還能對不同緊急情況做出模擬，加大對安保人員的培訓力度。通過模擬訓練，安保人員能在安全的環(huán)境中掌握妥善的應急方法，不斷提高其對突發(fā)事件的處理能力。這種模擬訓練能夠使安保人員形成更高水平的專業(yè)素養(yǎng)，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，也能迅速和準確地做出反應。除了實時監(jiān)控及應急響應外，數(shù)字孿生技術還可輔助管理者全面排查館內的安全隱患，通過對以往的數(shù)據(jù)進行分析，可科學預測存在的安全風險并提出預警。這種安全管理方法也能盡量避免出現(xiàn)安全事故，全面保證場館人員的人身安全。

3.4、節(jié)能減排與可持續(xù)性發(fā)展

數(shù)字孿生技術也能在能源管理系統(tǒng)當中發(fā)揮應用價值。該系統(tǒng)通過對場館內的能源消耗情況隨時監(jiān)控，及時掌握電力等資源的使用情況。通過孿生模型的模擬，系統(tǒng)能夠準確預測能源的應用效率，對設備的運行狀態(tài)進行自動調節(jié)，以此實現(xiàn)節(jié)能目標。如在非高峰時段，可對照明及空調系統(tǒng)進行調節(jié)，保證其處于低能耗狀態(tài)，盡量避免出現(xiàn)資源浪費情況。數(shù)字孿生技術也能在水資源管理方面發(fā)揮應用價值。可通過安裝流量監(jiān)測設備等隨時監(jiān)控對水資源的應用情況，掌握水量等數(shù)據(jù)信息。數(shù)字孿生模型可對水資源的消耗趨勢進行科學預測，為管理者制定節(jié)水方案提供可靠的參考。如可科學控制草坪灌溉系統(tǒng)的灌溉時間及水量，減少對水資源的消耗。數(shù)字孿生技術還能在場館垃圾處理及回收方面發(fā)揮功能。可通過對垃圾的智能分類和回收準確識別可回收與不可回收垃圾。孿生模型可對垃圾的產生量進行科學分析，從而為管理者提供科學的建議，實現(xiàn)經濟循環(huán)。這樣不但能夠避免垃圾對環(huán)境形成負面影響，同時還可為場館創(chuàng)收。基于可持續(xù)發(fā)展理念的影響，數(shù)字孿生技術也可對持續(xù)性策略進行模擬，輔助管理者科學制定管理決策，保證場館的可持續(xù)發(fā)展。如在對場館進行建設和改造期間，可應用數(shù)字孿生模型對不同材料的環(huán)保性能進行分析，從而選擇具有更高生態(tài)性及經濟性的材料類型。數(shù)字孿生技術還可在場館的交通規(guī)劃方面發(fā)揮作用，通過對觀眾等人員的出行需求進行模擬，設計綠色交通路線，避免出現(xiàn)擁堵問題。如可引導觀眾應用公共交通方式出行，避免形成的碳排放對環(huán)境形成不利影響。

4、數(shù)字孿生技術在智慧體育場館中的應用挑戰(zhàn)與前景

雖然有了數(shù)字孿生技術的參與，可保證數(shù)字體育場館實現(xiàn)根本性的變革，但也會面臨一些問題。首先，在數(shù)據(jù)收集方面存在挑戰(zhàn)。場館內的數(shù)據(jù)來源及格式存在多樣性特征，且數(shù)據(jù)質量難以達到更高要求，這也為后續(xù)數(shù)據(jù)的分析設置了一定的障礙。其次，數(shù)據(jù)處理需要更高水平的技術支持。由于場館在運行期間會形成大量的數(shù)據(jù)信息，且復雜程度較高，當前應用的數(shù)據(jù)處理技術難以做出科學分析。最后，數(shù)據(jù)的安全問題相對關鍵，這也對保證數(shù)據(jù)的保密性及應用性價值提出了考驗。盡管上述困難相對較大，數(shù)字孿生技術仍然可在智慧場館的管理當中發(fā)揮重要的作用。在技術水平不斷提高的背景下，也可對技術的發(fā)展趨勢做出下述預測：第一，數(shù)據(jù)驅動建模能夠達到更為精準的水平，可真實模擬場館的運行情況。第二，有了人工智能技術的參與，場館管理也能明顯提高智能化水平，如在觀眾服務等方面可實現(xiàn)更高的自動化水平。第三，應用區(qū)塊鏈技術也能妥善解決數(shù)據(jù)安全等問題，保證數(shù)據(jù)不被惡意篡改。此外，在物聯(lián)網等新技術不斷涌現(xiàn)的背景下，數(shù)字孿生體育館也可在數(shù)據(jù)傳輸及設備連接方面達到更高的質量水平，為用戶提供更為優(yōu)質的體驗感，進一步提高安全管理及資源配置的效率。如可應用5G網絡傳輸視頻，讓觀眾隨時隨地均可觀看流暢的賽事視頻，同時物聯(lián)網的廣泛應用也能提高資源管理的精準性，科學控制能量消耗。

5、結束語

數(shù)字孿生技術在智慧體育場館中的應用，不僅彰顯了科技與體育的完美結合，更預示著未來體育產業(yè)發(fā)展的新趨勢。從賽事規(guī)劃到觀眾體驗，從安全管理到節(jié)能環(huán)保，這一技術的全方位滲透正逐步改變著傳統(tǒng)體育場館的運營模式，引領體育場館向更加智能化、人性化的方向發(fā)展。

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作者簡介：劉偉凜（1990-），男，碩士，講師，研究方向：體育教學。