别跟着文艺青年起哄！高冷的工控人需要了解这些冬奥会黑科技

北京和张家口正式获得2022年冬季奥运会申办权的消息已经让国人激动了好几天，不过作为高冷内涵的工控人，你是时候沉静下来了解下冬奥会那些高大上的黑科技和它背后的自动化大白。

冬奥会小科普

　　首届冬季奥林匹克运动会于1924年在法国的夏慕尼举行。1986年，国际奥委会全会决定将冬季奥运会和夏季奥运会从1994年起分开每两年间隔举行，1992年冬季奥运会是最后一届与夏季奥运会同年举行的冬奥会。

　　目前，冬奥会包括滑雪、滑冰、雪车、冬季两项、雪橇、冰球、冰壶共7个大项，98个小项——每一届略有变化。2011年07月，来自韩国的平昌击败了两个欧洲城市，成为2018年的冬奥会举办地。

冬奥会里的黑科技

1、造雪神器——雪炮

　　造雪机是在-15℃的蒸发器上结成冰，通过冷却的空气输送到滑雪道方式的不受大气温度影响的崭新造雪系统，由于气候的原因，北京和张家口举办冬奥会，会大量使用到造雪设备。人工造雪机不受气候的影响，只要能保持一定的水量就可以造雪。

　　在索契奥运会上，举办地实在有些不幸——索契是俄罗斯国内最为温暖的地区之一。为了确保能有足够的粉状积雪支撑比赛进行，俄罗斯方面的组织者们利用雪炮射出大量人造雪花。根据《纽约时报》公布的消息，此次比赛造雪共用去约2.3亿加仑水，降雪覆盖面积达到约1000个足球场大小。

　　实际上，中国的造雪技术一直不是很先进，很多造雪场的设备都是进口的。

2、量子计时器

　　1992年法国阿尔贝维尔冬季奥运会：电子终点摄影技术首次实现同计时系统的完美结合。观众可以通过电子计分板观看终点现场的情况，实时播报进一步发展。

　　1996年美国亚特兰大夏季奥运会：自行车和马拉松比赛中首次采用无线应答器。

　　2002年美国盐湖城冬季奥运会：雪橇比赛中红外光束取代光电管；无线应答器首次用于远距离滑雪比赛。

　　2004年希腊雅典夏季奥运会：终点摄影机每秒可拍摄1000张照片；沙滩排球引入雷达测速仪(Radar gun)。

　　2012年伦敦奥运会：伦敦奥运会的游泳项目首次使用全新的量子计时器和量子水上运动计时器。与之前的计时设备相比，量子计时器的特点在于误差精确到千万分之一秒。

3、开幕式LED巨屏

　　被广泛应用于演出的LED总会被用于开幕式，而北京奥运会堪称历届之最。开场的画轴打开在一个巨大的LED屏幕上。屏幕长147米，宽22米，是科技含量最高的一个巨大平台，构成历届开幕式面积最大的一个舞台，上面铺了4.4万颗LED。LED制造的光影效果和表演密切结合，幻化出各种图案，将观众引入梦幻般的世界中。

　　2022年的冬奥会，北京会不会再来一场LED灯光秀？

4、黑科技参赛服装

　　现在，为了科学的提升运动员的水平，通常会使用科技类产品训练，比如加拿大滑铁卢大学的两名学生开发的一款名为“Athos”、内置传感器的高科技运动服。它能够感应和追踪到肌肉纤维内部的活动，并通过应用程序告诉用户各个部分肌肉的运动状态。运动服使用的是在医疗领域已经应用了数十年的EMG技术（肌电图技术），当你移动时，收缩的肌肉纤维会发出导电信号，从而被记录下来。不过，传统医疗EMG设备不仅体积硕大，价格也高达5000至15000美元，并没有被广泛应用在普通消费领域。

　　速滑项目的竞赛服就在大腿处使用了比普通纤维弹性强数十倍的橡胶材料，这种材料可最大程度地减少体力消耗；右胯部以内附着的是“3M”合成纤维，可有效减小摩擦力。为减少空气阻力，韩国代表团在比赛服的双手及双腿处使用了蜂窝样式的聚氨酯材料。日本代表团的“三角内裤”也是异曲同工，这种内裤据称可减少交裆部位的摩擦力，还能削减5%的空气阻力。

5、冰壶刷记忆卡

　　英国冰壶队的核心技术之一就是他们的刷子。刷子上装有传感器和一个记忆卡，这些装置可以记录下扫传手施加的向下力，刷子沿冰壶路线行进的距离以及选手们的身体素质等详细情况。这些数据通过电脑分析后，不但可以作为教练选拔队员的参考，更为重要的是，可以帮助改变运动员的感觉和技术，以达到增强实力的目的。

6、裁判雷达收发机

　　高科技不仅可以帮运动员提高成绩，也极大地方便了裁判，确保比赛结果的准确和公平。在越野滑雪、速度滑冰的赛场上，每一位参赛者的双腿上都会绑定一对重量极轻且性能可靠的异频雷达收发机，以便计时器在比赛过程中精准测定、记录并公布参赛选手和团队的中段成绩与最终排名，准确性能细微到千分之一秒。一旦出现选手跨越终点线时，冰鞋高于光电子眼的红外线光束的情况，裁判将依据异频雷达收发机的记录，确定完赛时间与最终排名。有如此的高科技，就意味着并列奖牌得主的情况会近乎绝迹。

7、冰壶赛场的检测器械：Eye on the Hog

在冰壶项目中，有名为“Eye on the Hog”的辅助器械，其可有效避免因肉眼观测偏差所致的误判。掷球时，球员必须在掷球区的栏线之前将球离手。内置在冰壶手柄中的电路可准确判定出此次掷球是否有效，并通过绿灯和红灯予以提示。而应用于速滑项目中的追踪系统更是让人称道：比赛场地的冰面下方配置了接收天线，可与附着于运动员脚踝之上的转频探测器连接，并通过计算机测算出运动员完成比赛所用的时长，快速显示于记分牌之上，其精度可达千分之一秒。

8、碳纤维雪橇

　　碳纤维有助于参赛队伍在冬奥会上取得更为出色的成绩。宝马曾和美国顶尖雪橇队的合作从头开始设计并制造雪橇器材骨架。频频出现在航空航天领域的碳纤维材料如今正式登陆雪橇器材，使其重量更轻、质量也更为集中。当然，人体工程学设计同样非常重要，例如通过精简内部结构使其更便于运动员在比赛初期的助跑阶段后“跃”入雪橇当中。

9、云平台多媒体直播系统

　　多媒体技术是现在人们不可或缺的娱乐、资讯获取技术。在伦敦奥运会当中，为了提供顺畅的流媒体直播服务，Adobe与微软联手出击利用Windows Azure为直播提供支持。这套云平台的流媒体直播几乎覆盖了每一种设备平台，而且为期15天的冬奥赛事共计产生了超过一千小时的视频资料。

10、身份识别和通讯监控

　　通常的，指纹、人脸、签字、掌纹、话纹是运用到各种身份识别中。在冬奥会中，各种参赛人员、参观人员的身份识别是不可或缺的。目前被奥运会采用的比较多的身份识别系统是指纹技术。

　　另外，参赛、工作人员携带的包装也是必要检测的手段。在索契冬奥会中，就有一项技术专门用于处理几乎每一封电子邮件、社交网络消息中的关键字，同时记录并筛选全部电话数据——这些信息被直接发送至同样颇具争议的俄罗斯国内安全服务FSB手中。

11、无人机航拍

　　航拍在冬奥会肯定少不了。因此如果大家在场地周边见到无人机掠过、倒也没必要太过惊讶。无人机将被用于拍摄奥运赛事而非监控活动，从而既保证近距离捕捉运动员们的细节表现、又不至于影响到他们的实际发挥。

当然，为了保证冬奥会的正常进行还会有各种各样的高科技被使用，比如多媒体、地面LED系统、指挥系统、通讯系统——多种装置都采用了高新技术，而他们背后都有着自动化大白呵护的身影。

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与2008年奥运会的高昂花费不同，2022年冬奥会赛事运营不超18亿美元，支出主要是场馆建设、技术和人力支出，以及医疗、通讯、交通等等。而本次冬奥会，中国政府已表态12个场馆只需新建一座，其他场馆以改造为主。此外，整个京津冀地区的一体化发展，也会很大程度减少基础设施投入。

自2008年奥运以来，中国的体育场馆和辅助设施自动化应用水平已经站在国际一线，新的国际国内形势下，冬奥会场馆，除了常规的电力、灯光、展台设备等控制外，安全防护则是重中之重。据悉2014年索契冬奥会，俄罗斯为了防止恐怖袭击，采取了奥运史上空前的安保措施。而这正是我们自动化大白大显身手的地方。

　　体育场馆安防系统的建设以预防和处置突发事件为核心，实现安防系统的应急联动和辅助分析决策，及时预警和掌控赛场内各种可疑现象、突发事件的发生。与其他楼宇、建筑等安防系统相比，体育场馆安防系统有着自己特殊的需求：

• 图像质量要求高，控制实时

　　体育场馆视频监控需要覆盖整个场馆及场馆周边区域，监控点覆盖范围大，图像清晰度要求高。同时，体育场馆人员密集，当有事件发生时，需要清楚、快速地看清人员活动及变化情况，对突发现场要求快速响应和定位，需要视频监控具有很高的实时性。

• 高度的稳定性和可靠性

　　对于体育场馆安防系统来说，稳定性和可靠性永远是放在第一位的，在系统方案设计上，应采用成熟的技术和产品，关键部位采用冗余设计，避免因任何一个单点故障而造成的整个系统瘫痪或某个监控点的失效;同时，要结合各种设备检测措施，一旦某个环节出现问题，系统能在第一时间发现异常事件，并及时有效地解决，确保系统能稳定、可靠、持续地运行。

• 场馆整体安全防护要求

　　体育场馆一般是多个功能区建筑组合而成的一个建筑群，不仅要考虑主体育场内本身的安全防护需要，还要从体育建筑群的整体出发，建设全面、安全、有效的技术防范体系，包括视频、报警、门禁、消防等多个子系统，并将这些子系统有机的结合在一起，实现平台级的互联互通和报警联动。

• 应急联动和预案处置

　　体育场馆安防系统应能对敏感地区及目标实施智能监控预警，对于突发事件进行及时、准确地处理。当发生突发性事件时，系统能从大量的摄像头中迅速找到最佳的监控点位(摄像头)，同时在电子地图上弹出实时图像，对事件现场进行观察，对目标进行跟踪和锁定，从而为应急处置提供最为直观的视频信息，并根据设定好的预案对突发事件进行最佳的处置。

• 平台互联与视频资源共享

　　当体育场馆在举办赛事时，关注场馆安全状况的不仅仅是场馆内部的保安人员，公安、武警、消防及其他政府部门都需要实时了解和掌握场馆内部及周边情况，必要时还需要调用视频录像资料。因此，体育场馆的安防集成管理平台应是一个标准、开放的平台，允许多系统对接以提供视频图像资源共享，满足大量用户的并发访问的要求，并能提供稳定的实时视频预览、历史图像下载和授权访问控制等服务。

　　综合以上，体育场馆在设计安全防范系统整体方案时，需要从体育场馆整体防范要求出发，运用多种安全防范技术手段，实现对体育场馆安防系统的集中管理和控制。体育场馆安防系统主要由以下几个部分组成：1)视频监控系统、2)智能分析预警系统、3)出入控制管理系统、4)周界及防盗报警系统、5)安全检查系统、6)安防集成管理平台

当然，我们自动化大白在保证冬奥会场馆运营上，远远不止这一点点工作。gongkong期待业内企业在这次盛会中再创佳绩。2020年，相信本土自动化企业也将更加成熟，会有更多产品走进冬奥会这样的国际顶级项目。

本文部分图片及资料来自：智东西