“超級大(dà)腦”上線——國(guó)家速滑館“冰絲帶”建成智慧場館走筆

既要建成外觀驚豔、功能齊備的“實體(tǐ)速滑館”，也要建成智慧示範、服務長期發展的“數字速滑館”。據了解，曆經多年(nián)科(kē)研攻關，國(guó)家速滑館“冰絲帶”正式建成智慧場館。基于“超級大(dà)腦”等技術(shù)，場館在硬件(jiàn)運維、服務保障方面呈現諸多科(kē)技亮點。

場館有感覺，會呼吸，有記憶，會思考

智慧場館建設正引領中外體(tǐ)育場館建設方向。作(zuò)爲北京冬奧會唯一新建冰上競賽場館、北京冬奧會标志性場館，“冰絲帶”将智慧場館建設視作(zuò)重要科(kē)研課題。

與既有體(tǐ)育場館在硬件(jiàn)運維、防疫管理(lǐ)等領域增加技術(shù)設備體(tǐ)現“智慧化”不同，“冰絲帶”緻力于将場館整體(tǐ)打造爲智慧場館。“智慧化”成爲覆蓋工(gōng)程建設、賽事(shì)保障、賽後利用等全生(shēng)命周期的核心關鍵詞。

據國(guó)家速滑館總工(gōng)程師(shī)李久林介紹，在工(gōng)程建設階段，場館應用BIM（建築信息模型）技術(shù)、機(jī)器人(rén)技術(shù)，先後破解索網屋面、幕牆系統、制冰系統等建設難題，保障硬件(jiàn)設施竣工(gōng)投用。而作(zuò)爲場館軟件(jiàn)建設重點，智慧系統建設也在按期推進。近年(nián)來(lái)，建設者長期追蹤國(guó)内外最新科(kē)技應用，爲場館打造出“數字基座”。

“經科(kē)研攻關，目前‘冰絲帶’已經配備由北京建院和中科(kē)院軟件(jiàn)所聯合研發的‘超級大(dà)腦’，在接入36個系統、近10萬點實時數據後，場館做到了‘有感覺，會呼吸，有記憶，會思考’。”李久林說(shuō)。

有感覺——場館建築布設各類物聯網傳感器，以多種網絡方式實時捕捉室内外溫度、濕度、空氣質量、光(guāng)照(zhào)度等場館運行數據。

會呼吸——通過場館屋頂氣象站(zhàn)實時數據，場館可(kě)根據空氣質量主動吸入空氣開啓室内新風(fēng)系統，根據室外光(guāng)線強弱自(zì)動升降電動遮陽簾或啓閉大(dà)廳燈光(guāng)。

有記憶——“超級大(dà)腦”會記錄場館各項運行指标，經數據挖掘分(fēn)析後，主動提出場館各空間合理(lǐ)運行參數。在保障人(rén)員(yuán)安全、健康、舒适的前提下降低場館耗能。

會思考——“超級大(dà)腦”會根據不同比賽場景、競賽需求、觀衆數量、防疫形勢，自(zì)動控制座椅送風(fēng)系統、制冰溫度、場地除濕系統、屋頂電動窗(chuāng)系統、防疫消殺系統，在保障賽事(shì)進行的同時，服務觀衆舒适觀賽。

“超級大(dà)腦”實現毫秒級管控确保數據安全

“智慧場館建成後，建築面積約8萬平方米的‘冰絲帶’，仿佛變成了一部易于操控、可(kě)以不斷升級更新的‘智能手機(jī)’。”李久林說(shuō)。

在國(guó)家速滑館地下機(jī)房(fáng)，通過電腦屏幕可(kě)以看(kàn)到場館“超級大(dà)腦”。這套平台系統實時監測場館運行數據和基礎信息，做到運行控制和風(fēng)險管理(lǐ)。

據北京建院副總工(gōng)程師(shī)劉潔介紹，這顆“超級大(dà)腦”支持毫秒級管控。重要模拟數據響應時間僅24毫秒，5萬點數據查詢時間爲0.82秒。該系統有一顆“中國(guó)芯”，全部基于國(guó)産技術(shù)打造，擁有自(zì)主知識産權。

“從(cóng)底層數據庫到所有數據接口，場館實現全部數據自(zì)主上傳，可(kě)在局域網内獨立進行海量數據的采集、存儲、管理(lǐ)和高速計(jì)算，完全和外網剝離(lí)。”劉潔表示，這最大(dà)限度确保了場館數據安全，成爲場館運行的核心優勢。

基于“超級大(dà)腦”，相(xiàng)關企業建設出場館可(kě)視化運維系統和全域數字孿生(shēng)系統，将場館運行工(gōng)況生(shēng)動地呈現在場館管理(lǐ)者面前，便于監控場館運行情況并作(zuò)出決策。

在觀衆集散廳位置，映入眼簾的是國(guó)家速滑館數字孿生(shēng)操作(zuò)系統大(dà)屏。場館公共安防、設備監控、能源優化、健康環境運行情況直觀可(kě)見(jiàn)。以設備監控爲例，實時展示出冷(lěng)水機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等設備的啓停狀态、季節模式，甚至包括換熱(rè)器的進出水溫度。

值得(de)一提的是，該系統還(hái)将周邊城(chéng)市信息集成在大(dà)屏中反映，這将便于場館管理(lǐ)者了解城(chéng)市層面運行情況，在舉辦大(dà)型活動時研判場館外圍交通情況等信息。

李久林介紹說(shuō)，爲精準核算場館運行碳排放(fàng)情況，北京理(lǐ)工(gōng)大(dà)學和北京航空航天大(dà)學還(hái)爲場館建立“天地空一體(tǐ)化二氧化碳檢測系統”。通過館内60個分(fēn)布式傳感器、館外車載紅(hóng)外光(guāng)譜測試儀和溫室氣體(tǐ)探測衛星數據反演技術(shù)，實現對場館周邊區域碳排放(fàng)的實時監測，并整合構建出場館自(zì)身(shēn)的碳排放(fàng)數據庫。

“黑(hēi)科(kē)技”提供場館觀賽、體(tǐ)驗、訓練“新福利”

除服務場館管理(lǐ)者的智慧技術(shù)，場館還(hái)在觀賽、體(tǐ)驗、訓練方面呈現新亮點。國(guó)家速滑館已經建構“AI+AR”智能室内定位導航系統。工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)打開手機(jī)軟件(jiàn)終端後，可(kě)以直觀展示出場館看(kàn)台、衛生(shēng)間、零售店(diàn)等的具體(tǐ)位置信息。

基于5G（第五代移動通信技術(shù)）的雲網霧端架構使場館還(hái)可(kě)提供“8K+VR”包廂服務、低延時視角定制等觀賽服務。佩戴專用體(tǐ)驗設備後，可(kě)實時觀看(kàn)場館不同角度的超高清比賽實況。據悉，這套系統已在此前國(guó)際測試賽中進行了測試。

李久林透露，目前，場館還(hái)自(zì)主研發了基于3D人(rén)工(gōng)智能芯片和圖像融合算法開發的滑冰、滑雪冬奧項目遊戲軟件(jiàn)。通過與攝像機(jī)集成形成體(tǐ)感互動平台，可(kě)準确識别人(rén)體(tǐ)動作(zuò)，體(tǐ)驗者在館内無需佩戴傳感設備就(jiù)能完成遊戲動作(zuò)，進一步提升了觀衆體(tǐ)驗冰雪運動項目的互動效果，也利于推廣冰雪運動。

此外，場館還(hái)建立了針對速度滑冰項目的訓練體(tǐ)能監測管理(lǐ)系統。這套系統可(kě)以全面采集、監測人(rén)員(yuán)運動時産生(shēng)的速度、加速度、心率、軌迹等數據，向管理(lǐ)者、教練、科(kē)研人(rén)員(yuán)反饋運動員(yuán)訓練參數和運動細節，有助于提升速度滑冰訓練的科(kē)學性和安全性。

李久林表示，國(guó)家速滑館将高标準服務于北京冬奧會賽時保障，同時也着眼于場館長期可(kě)持續經營。冬奧會結束後，科(kē)技亮點紛呈的“冰絲帶”将面向公衆開放(fàng)，讓大(dà)家感受到更多科(kē)技冬奧成果。