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杭州亚运会展示科技创新力量

2023-12-01何亮金合

科学大众 2023年22期
关键词:体育中心观赛照度

□文/何亮 金合

供图/视觉中国

2023 年9 月23 日,备受瞩目的第十九届亚运会在杭州拉开帷幕。为了使赛事顺利进行,主办方在场馆建设、网络通信、观赛体验、赛事保障、生活服务、交通运行、大会管理等方面融入了大量硬核科技,应用了诸多创新成果。这不仅为运动员展示高超的竞技水平搭建了平台,还为广大观众提供了贴心服务。我们相信,在这次盛会上成功应用的高科技,在其他领域也会大显身手,为经济社会发展插上腾飞的翅膀。

照明专用灯具,既营造光亮效果又防飞虫侵扰

足球赛和藤球赛在分会场金华市举行。288 盏“亚运灯”照亮该市体育中心,使整个场馆一片通明,让选手如同在白天开展竞技,也方便现场观众仔细观看。更重要的是,这能满足高清晰电视转播的亮度要求,确保广大观众在电视机前能看到运动员脸上的表情、身上的汗水。

通常,家用灯具的照度为200~300 勒克斯(照度单位),而赛场的照度则达到2 000 勒克斯,超过家庭照度的6 倍。这么亮的灯光,虽然满足了电视转播的要求,难免让人眼受不了。通常,500 勒克斯照度的光线柔和而不刺眼,人们最适宜在这种光照条件下活动。然而,在满足电视转播需求的条件下,场馆内的灯光如同耀眼的阳光一样,会把人眼刺得很不舒服,甚至出现眩晕。

多视角、超高清晰直播能逼真还原赛事现场,开启智慧观赛新模式

为避免这一弊端,“亚运灯”上装有一种特殊的防眩灯罩,把灯光由直射转为曲射;并且每个灯位设置也很巧妙,便于馆内各灯交相辉映,使直射光线互相削减,最终能消减80%的直射光线。

众所周知,强光灯发热也厉害,照度高达到2 000 勒克斯的大功率灯会发出大量的热,如果不能及时散热,自身就会烧坏。为此,研发人员运用焊插式技术,给每盏灯装上很大的散热片,能把热量快速散发掉,使灯温始终保持正常。

此外,“亚运灯”在驱虫上也颇为用心。我国南方的夏秋季有很多趋光性昆虫,它们会本能地往亮光处飞,遇到灯光就环绕在四周,这会影响赛场灯光的照明效果。然而,“亚运灯”发出的光线中,飞虫喜欢的色光被特殊的仪器给滤掉了,剩下的是虫子察觉不到的色光,所以场馆内的灯光不会被飞虫骚扰。

智能观赛体验,让人在家中犹如亲临现场

为提升观众的观赛体验,主办方采用VR 技术(虚拟现实技术),把全方位拍摄的赛场画面以及采集的现场声音信号,运用计算机技术处理后,转化为三维画面和立体声音,通过各种智能设备转发给用户,从而实现多视角和超高清晰直播,逼真还原赛事现场。用户在家里看比赛与在赛场一样,甚至更加方便。

举个例子,当用户打开手机等智能设备,点开一场比赛,现场第一排观赛视角便呈现在眼前,如同坐在观众席的最佳位置;同时,用户还可根据自己的需要,切换到教练席视角、球员视角,自由地看到场馆内各个方位的赛况。这一切都基于场馆内多处设置的全景相机,将现场采集的画面拼接后,通过高网速的5G系统传到直播平台,再发送给各用户。

利用洁净能源,打造亚运史上首届绿色赛事

对比赛场馆进行温度调节的不仅有中央空调,还有江水源空调。矗立在钱塘江边的杭州奥体中心,造型像是一朵大莲花,人们干脆这样形象地称呼它。“大莲花”作为主会场,用的就是江水源空调。这套调温系统使用一种叫“江水源热泵”的特制水泵抽取钱塘江水,再利用江水与体育馆内空气的温差,进行制冷和制热。

钱塘江水流量大,水温与气温存在差异,并且水吸纳热量的能力远大于空气,江水源空调正是据此来实现调温的。盛夏,特制水泵将馆内空气中的热量分离,释放到水中,由于夏季水温比空气低,便带走热量,最终让馆内温度降下来;冬天,通过逆向原理,将江水的热量分离出来,送入馆内供暖。据测算,相比普通空调,这种调温手段的节能效率超过30%。

这种利用水、气温差来营造适宜温度的办法,不仅应用于体育场馆,其他公共场所也开始推广使用。江苏省南京市的一些大型公共场所,在夏季也会利用长江的水来集中供冷。

除调温外,比赛场馆的照明用电也由洁净能源转化而来,这些电来自几千千米外的青藏高原。一块位于青海的双面光伏板,日发电2.2 千瓦时,通过特高压的“西电东送”大通道,输送到“大莲花”,就足够让一盏灯亮九天九夜。根据既定计划,亚运会期间,56 个场馆能达到100%绿色供电,从而实现亚运史上首次碳中和目标。

黄龙体育中心信息中心机房

“亚运三馆”智能平台

杭州亚运会赛场附近的智慧灯杆

用于监测天气的杭州萧山多普勒小型天气雷达

浮标气象观测站

借助“智慧大脑”,实现对场馆的严密管理

分赛场浙江黄龙体育中心经过一系列升级改造后,场馆设备的智能化程度大幅提高。这些设备可监测人车流量,根据情况实时疏导;监测场馆能耗,给出节能建议;采集噪声及空气质量数据,反馈给自动装置进行调节,等等。这些功能都离不开设在体育中心的高性能的信息综合处理装置,它被人们称为“智慧大脑”。

为方便亚运会闭幕后市民来场馆健身,黄龙体育中心还建成1 000米长的空中跑道,在跑道出入口配备了多个摄像头和智能显示屏,实时记录锻炼者的运动轨迹、跑步速度、体能消耗等数据,并全部展现出来,让人们直观了解自己的运动情况。

拥有“智慧大脑”的不只是黄龙体育中心。被称为“亚运三馆”的杭州奥体中心体育馆、游泳馆、综合训练馆所配备的“智慧大脑”,可提供如厕指引、停车引导、人脸识别等服务,在提升观众体验感的同时,还大幅提高了场馆的危险预警水平。

布点观云测天,预防疾风暴雨搅扰赛事

暴雨、雷电、大风等不良天气势必影响赛事的顺利进行,面对可能出现的大自然的挑战,气象部门以硬核科技为支撑,准确预测极端天气,并运用各种手段尽量予以化解,保障亚运会基本不受天气影响。

在主会场附近,气象部门的工作人员构建起了名为“气象泛在感知网”的天气观测设备,为亚运会核心区提供可靠的气象服务。这种智能化、立体式的感知网,其“支点”是一种智慧灯杆。工作人员在体育场馆灯杆上共安装了10 个气象微站,它们像“皮肤”一样附着在赛场周围,能够增加气象观测信息的来源,可以实时监测城市的气象变化,为赛事提供重要的气象保障,为观众提供便捷的公共服务。

位于杭州淳安县的千岛湖,被誉为“天下第一秀水”,自行车、铁人三项、公开水域游泳3 个大项的比赛就在这里举行。通常,水下60厘米的水温会影响游泳比赛成绩。实验证明,同一选手在不同水温下,游泳成绩是有差异的。试想,如果正式比赛的几天内,水温出现较大变化,那么不同选手的临场发挥就有好有坏,难免影响比赛的公平性。为尽量避免这一问题,淳安县界首体育中心游泳赛场水域布设了浮标气象观测站。它类似微型灯塔,在水面随波晃动,昼夜不停地对水下20 厘米、60 厘米、100 厘米处的水温进行实时监测,并发送到特定的显示屏上,帮助运动员了解适宜游泳的水温。如果某一时段的水温过高或过低,则暂停比赛,保证运动员在大致相同的水温条件下开展竞技。

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