科技力量無處不在,212項(xiàng)技術(shù)落地,33項(xiàng)技術(shù)首次應(yīng)用于冬奧會(huì),“科技冬奧”大放異彩。習(xí)近平總書記在第三次考察北京冬奧籌辦工作時(shí),特別強(qiáng)調(diào)冬奧會(huì)開辦要突出“科技、智慧、綠色、節(jié)儉”4個(gè)特色。本刊編輯部聚焦冬奧會(huì)場(chǎng)上的科技亮點(diǎn),整理出《科技視點(diǎn)·冬奧篇》,以饗讀者。
科技冬奧
——8K技術(shù)直播、5G助力無人駕駛等前沿技術(shù)競(jìng)相亮相——
8K超高清直播無線傳輸展示。8K是當(dāng)前視頻顯示技術(shù)的最高標(biāo)準(zhǔn),北京冬奧會(huì)開幕式首次使用我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高可靠、低時(shí)延EUHT無線寬帶技術(shù),進(jìn)行8K超高清直播無線傳輸展示。冬奧會(huì)使用8K技術(shù)直播開幕式及重要體育賽事,這是全球首次規(guī)?;瘧?yīng)用8K技術(shù)進(jìn)行開幕式直播和賽事報(bào)道。
百米級(jí)氣象預(yù)報(bào)。本屆冬奧會(huì)是近20年來首次在大陸性季風(fēng)氣候背景下舉辦的冬奧賽事,因此,此次冬奧首次應(yīng)用百米級(jí)氣象預(yù)報(bào)技術(shù),通過大數(shù)據(jù)、人工智能等最新科技手段,實(shí)現(xiàn)了對(duì)賽區(qū)氣象的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。
不滅火炬。本屆冬奧會(huì)的火炬采用氫燃料,火炬內(nèi)置燃燒系統(tǒng)是一套氫燃料火炬燃燒系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)包含3部分:高壓儲(chǔ)氫容器、大減壓比供氫系統(tǒng)以及氫燃燒裝置,這使得火炬耐能零下40攝氏度的低溫,并能抗風(fēng)、抗雨雪。
航天級(jí)高性能雪車。冬奧會(huì)雪車項(xiàng)目中,雪車速度能達(dá)到160公里/小時(shí),這要求碳纖維雪車需低風(fēng)阻、高可靠、可操控。我國(guó)為本次冬奧會(huì)設(shè)計(jì)了全球首臺(tái)碳纖維雪車,該雪車結(jié)合航天風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)優(yōu)化,比國(guó)際同類產(chǎn)品風(fēng)阻系數(shù)降低8%。
5G助力無人駕駛。本屆冬奧會(huì)相關(guān)團(tuán)隊(duì)在首鋼園區(qū)采取了多種技術(shù)驗(yàn)證L4級(jí)別無人駕駛的安全問題?;?G,園區(qū)內(nèi)的無人駕駛可以實(shí)現(xiàn)10毫秒以下車端和云端的交互,低時(shí)延能夠使車輛快速做出反應(yīng),保證車輛安全。通過一套平臺(tái)、兩套網(wǎng)絡(luò),園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了小汽車、巴士、物流車、零售車進(jìn)行無人接駁、無人配送、無人零售等業(yè)務(wù),在展示技術(shù)的同時(shí)也起到保障疫情防控期間工作人員與運(yùn)動(dòng)員安全的作用。
智慧冬奧
——數(shù)字人、多層級(jí)防疫機(jī)器人盡顯冬奧“智慧”——
數(shù)字人在本屆冬奧會(huì)報(bào)道中的表現(xiàn)非常搶眼,尤其央視新聞聯(lián)合百度智能云打造的總臺(tái)首個(gè)AI手語主播、央視頻和騰訊團(tuán)隊(duì)共同打造的3D手語翻譯官“聆語”,以及由北京市科委、北京市殘聯(lián)發(fā)起,北京智譜AI、凌云光與北京廣播電視臺(tái)聯(lián)合打造的“冬奧手語播報(bào)數(shù)字人”系統(tǒng)等多個(gè)AI手語數(shù)字人的應(yīng)用,讓聽障人士能有更多機(jī)會(huì)感受冬奧賽事的精彩。
為助力疫情精準(zhǔn)防控,本屆冬奧會(huì)各場(chǎng)地內(nèi)共部署了近160臺(tái)生物氣溶膠新冠病毒監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可及時(shí)檢測(cè)場(chǎng)館內(nèi)各點(diǎn)位的空氣環(huán)境,檢測(cè)靈敏度比傳統(tǒng)檢測(cè)手段提高了3倍;為賽事服務(wù)保障人員配備了3萬余臺(tái)多體征感知設(shè)備,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)身體異常情況。服務(wù)保障人員進(jìn)出服務(wù)區(qū)域,按照三區(qū)兩通道要求設(shè)有8個(gè)緩沖區(qū),在這些緩沖區(qū)都設(shè)有全身自動(dòng)感應(yīng)式消毒劑,人員經(jīng)過會(huì)自動(dòng)噴灑霧化消毒液。消毒機(jī)器人主要負(fù)責(zé)密閉小區(qū)域的消毒工作,它用專業(yè)級(jí)別的紫外燈管,發(fā)出殺菌能力最強(qiáng)的254納米波段紫外光線,高質(zhì)量完成密閉小空間的消毒工作。防疫監(jiān)督機(jī)器人在比賽現(xiàn)場(chǎng)會(huì)時(shí)刻監(jiān)督大家戴好口罩,并做好手部消毒。
綠色冬奧
——臨界直冷制冰等技術(shù)助力“碳中和”——
經(jīng)北京理工大學(xué)能源與環(huán)境政策研究中心評(píng)估測(cè)算,北京冬奧會(huì)實(shí)施了30多項(xiàng)低碳技術(shù)和措施,相比于傳統(tǒng)方案共計(jì)減少二氧化碳100萬噸左右。國(guó)家速滑館等場(chǎng)館采用了二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng),而歷屆冬奧會(huì)冰場(chǎng)制冰,主要采用的都是氟利昂等人工合成制冷劑技術(shù)或者氨制冷技術(shù),二氧化碳制冰系統(tǒng)在壓縮、冷卻、節(jié)流和蒸發(fā)4個(gè)環(huán)節(jié)都更為高效。同時(shí),場(chǎng)館利用冷熱聯(lián)供技術(shù)回收制冷系統(tǒng)余熱,用于場(chǎng)館的生活熱水、融冰池融冰、冰面維護(hù)澆冰和除濕等場(chǎng)景。根據(jù)測(cè)算,按照4個(gè)月制冰時(shí)長(zhǎng),相比于傳統(tǒng)間冷制冰,國(guó)家速滑館等4個(gè)采用二氧化碳直冷制冰的場(chǎng)館共減排約6400噸二氧化碳。速滑館運(yùn)用全世界最大的二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng),提升能效20%以上,冰表面溫差不超過0.5℃,得到國(guó)際奧委會(huì)和國(guó)際滑冰聯(lián)盟的高度評(píng)價(jià)。
節(jié)儉冬奧
——鋼結(jié)構(gòu)搭建“冰立方”——
北京冬奧會(huì)的主要辦賽場(chǎng)館——“冰立方”是由2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)“水立方”改造而成,且改造方案不是用混凝土填平泳池再鋪設(shè)冰面,而是創(chuàng)新性地在泳池內(nèi)搭建可轉(zhuǎn)化的鋼架結(jié)構(gòu)。在游泳池上搭建冰場(chǎng)結(jié)構(gòu),這在世界是首例。在游泳池上架設(shè)冰壺賽道,首先將泳池里的水抽干,在泳池內(nèi)搭建可轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu),安裝可拆裝制冰系統(tǒng),再把鋼結(jié)構(gòu)支撐體系和混凝土面板安裝完成并鋪上管道。之后經(jīng)過制冰的工序,形成冰壺賽道。
為了確保精度,“冰立方”把科技成果運(yùn)用到了極致。例如,可轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)由2600根薄壁H型鋼和1570塊輕質(zhì)混凝土預(yù)制板組成,每個(gè)構(gòu)件都有自己的二維碼,以便通過數(shù)據(jù)模型精準(zhǔn)控制。“冰立方”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)表示,本屆冬奧會(huì)結(jié)束后,鋼結(jié)構(gòu)可拆除回收再利用,“水立方”也可以恢復(fù)其游泳館功能,在不搭建新場(chǎng)館的基礎(chǔ)上將節(jié)儉辦奧貫徹到底。