创新之花处处开

　　南方网讯（记者/赵晓娜 王诗堃）从疫情防控到赛事保障，从场馆建设到赛事转播，在北京冬奥会的筹备过程中，科技力量贯穿始终、无处不在，大量创新成果广泛应用，多项高新科技将在北京冬奥会集中展示。
　　截至目前，冬奥场景下先后测试和使用了200多项技术，已确定赛事应用70余项，涉及信息工程与软件工程、公共安全、高清视频、5G和新能源等领域。其中20余项在技术先进性和应用展示度方面极具代表性。
　　科技之美，正在成就一届安全、绿色、精彩的冬奥。
　　防疫安全
　　又快又准＂揪＂出病毒
　　办好冬奥会，保障防疫安全是重要前提。北京市科委、中关村管委会副主任、新闻发言人朱建红介绍，主办方通过组织科技防疫技术攻关、专家论证、现场测试等形式，在体温监测、环境消毒、病原体检测等环节，推进多项技术成果应用，发挥科技对北京冬奥会疫情防控的支撑作用，全力保障赛事安全。
　　其中，公共空间气溶胶新冠病毒检测系统的应用，将＂稳、准、狠＂地＂揪＂出病毒。清华大学医学院生物医学工程系研究员刘鹏说，由于空气中的病毒含量远低于人体内，且新冠病毒为RNA病毒，稳定性较差，加上空气始终在流动，如果延迟太久，就失去了检测的意义，这就要求样本收集必须高效，检测必须灵敏。为了又快又准＂揪＂出病毒，该系统能实现每毫升20拷贝的灵敏度，较常规方法灵敏了一个数量级；每台采集器在现场采集30分钟，再经过45分钟的自动化一体检测，即可得出检测结论。从采样到将结果反馈至防疫部门，全程不超过4小时。
　　该系统可实现场馆内空气的病毒监测预警和快速检测，检测灵敏度大大提高，目前已在国家速滑馆、水立方等场馆进行了相关测试。
　　在防疫安全的其他环节，高科技也贯穿其中。比如，可穿戴式体温计＂腋下创可贴＂，芯片传感器仅沙粒大小，测温可精确到0.05 ，实现精准、快速锁定体温异常人群。该项创新也将为未来疫情常态化下举办大型活动的群体无接触体温监测提供技术支撑。
　　除此之外，导览、颁奖、搬运等各类机器人，也为在常态化疫情防控下开展无接触服务保障工作进行积极尝试。资料显示，北京冬奥会已筛选7家企业11款服务型机器人，在冬奥场馆广泛布局，示范应用。
　　氢能应用
　　助力实现＂绿色冬奥＂目标
　　2015年8月，国际奥委会投票决定将2022年冬奥会举办权交给北京后不久，中国就向世界提出了坚持绿色办奥要求。
　　这是中国向国际社会作出的坚定承诺。朱建红说，围绕场馆建设、场馆运行、交通物流等方面推动绿色低碳技术研发攻关，用技术力量助力实现举办一届绿色低碳冬奥会的目标。
　　从场馆照明、冰面运维、雪道造雪，到电视转播、计时积分，再到安保安检、后勤保障等：北京冬奥会期间，所有场馆将全部采用＂绿电＂。这是奥运历史上首次实现全部场馆100%清洁能源供应，具有里程碑意义。
　　北京冬奥会期间，以氢能为清洁能源车辆群，承担了场地间主要运输任务。根据冬奥组委会公布的数据，本届冬奥会将示范运行超1000辆氢能源汽车，投入使用加氢站超30座，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。
　　冬季奥运会冰雪项目在低温环境下进行，而低温对于电动车启动和续航影响较大，而且充电时间比较长，相比而言氢能车具有效率高、续航长、低温启动、充氢速度快等诸多优势，几乎是为冬奥会场景量身定制。
　　冬奥会期间，在各赛区穿梭的氢燃料电池客车，续航里程达630千米，能实现零下30 低温启动，满足低温运行要求。相较传统化石能源车辆，氢能客车每行驶100千米，可减少约70千克二氧化碳排放。
　　制冰技术也为＂绿色冬奥＂提供助力。
　　曾见证1971年中美乒乓球友谊赛及2008年北京奥运会的首都体育馆，将在冬奥会期间作为短道速滑和花样滑冰的比赛场馆。该园区共有4块冰面采用了二氧化碳制冰技术，成为目前世界上二氧化碳制冷冰面最集中的区域。
　　＂二氧化碳制冰技术是目前世界上最先进、最环保的制冰技术，冰面温差可控制在0.5度以内，热能回收率高，而且制冷均匀，不会出现各个部位温度不一样的情况。＂首都体育馆场馆群运行团队主任丁东说。
　　这项技术同样应用在国家速滑馆。国家速滑馆制冰系统设计负责人马进介绍，二氧化碳系统制冷过程中产生的大量高品质余热，可进行回收利用，用于场馆的热水、浇冰、除湿等场景，相比较传统冰场可以有20%以上的能效提升，一年可节省约200万度电。
　　值得关注的是，二氧化碳制冰工程在国际上有很强的示范性和引领作用，技术具有显著的节能环保意义，可积极推动创新产业的发展，为＂中国冰雪运动技术路线和方案＂的探索和验证提供基础和经验。
　　在冬奥会筹办过程中，这些高科技无处不在。在国家速滑馆，通过建立数字孪生和智能化集成管理平台，节省主体结构工期2个月、钢材近3000吨；在国家冬季运动训练中心，环境精准控制平台成为场馆＂能源总管家＂，日能耗降低10%以上……
　　攻克难题
　　实现山地气象精准预报
　　不同于夏季奥运会，冬奥会项目中，露天进行的雪上项目对于气象预报精度要求很高。而北京冬奥会是近20年来、唯一在大陆性冬季季风主导的气候条件下举办的冬奥会，赛区处于复杂山地中，要做百米级预报才能满足赛事需求，这在国际上前所未有。
　　＂纵观历届冬奥会，与北京冬奥会的天气气候特征、冬奥气象保障侧重点均差异显著，国际上没有成熟的、适用于北京冬奥会气象服务保障的技术方案可以借鉴或复制。＂国家重点研发计划＂科技冬奥＂专项（气象）负责人陈明轩说，加上我国冰雪运动起步较晚，缺少冬季重大国际体育赛事气象服务保障经验，可以说，北京冬奥会的气象服务几乎是从零起步。
　　北京申办冬奥成功后，相关部门迅速组建气象服务核心团队，在以往人迹罕至的陡坡、山顶布下精密气象监测网。在国家重点研发计划＂科技冬奥＂专项等的支持下，组织科技攻关团队，研究复杂山地天气气候特点，攻克世界性山地气象精准预报技术难题。
　　冬奥首席气象官、北京市气象局副局长曲晓波介绍，我国首次实现冬奥赛事＂百米级、分钟级＂天气预报能力，建成了京津冀区域500米分辨率、冬奥山地赛场核心区域100米分辨率、逐10分钟快速更新的数值天气预报模式体系。
　　自2016年开始，由十几家单位200多名科技骨干和预报人员组成的冬奥气象科技攻关团队，陆续研发了高精度数值天气预报模型、多源气象数据快速集成融合模型、预报误差人工智能订正模型等关键技术方法，成就了＂百米级、分钟级＂天气预报能力。
　　而这仅是冬奥服务保障的一环。在山地灾害预警方面，科学家们研发冬奥场馆（地）岩土构筑物灾害早期识别及自动预警系统；在医疗保障方面，面对赛场可能发生的颌面创伤、冻伤等应急救护情况，研制集成化移动式高级急救生命支持一体机、穿戴式生命体征监护装备、多功能分段铲式担架。
　　北京冬奥组委发布的《北京2022年冬奥会和冬残奥会经济遗产报告（2022）》介绍，北京冬奥会利用自主研发的超微型可信芯片，结合区块链不可篡改和可追溯的特性，构建冬奥食品安全保障平台，为冬奥餐饮服务提供有力支撑；赛后，该平台将全面带动北京市冷链食品追溯平台的建设，实现食品全流程、全方位防伪溯源。
　　观赛体验
　　5G+8K超高清视频
　　本届北京冬奥会开赛后，创新科技还将大大提升观众的观赛体验。朱建红说，围绕赛事报道、赛事转播、现场导览等方面，积极推动人工智能、高清显示、虚拟现实等新技术应用，不断提升冬奥会观赛新体验。
　　1月底，全球首台套5G+8K全业务转播车已开进北京冬奥会，将在冬奥会期间为全球观众带来5G+8K超高清视频体验。
　　与普通高清视频相比，8K像素更高、画面更清晰，但传输信息量大，无法通过4G进行传输，5G+8K转播更适合进行大屏幕展示、体育赛事、演唱会等文体活动的集体收看。
　　5G应用还为赛事转播提供极大便利。曾经，完成一场转播需要庞大的现场团队、复杂的线路布置、昂贵的转播车配置；现在，只需几个1公斤不到的5G云转播背包、几台轻便摄像机、几位摄像师，以及一台能够联网的笔记本电脑，就可实现转播。
　　1月末，南方日报记者参加由北京市科委组织举办的＂科技冬奥企业行＂大型主题采访活动。在首钢园区探访了北京国际云转播科技有限公司。记者了解到，云转播是＂科技冬奥＂的三大重点布局产业之一。它能够实现转播轻量云化——除现场摄像设备以外，所有导切制作均在云端完成，只要有网络，导播人员就能够利用一台笔记本在任何地点连入云端完成信号制作。
　　北京国际云转播科技有限公司首席技术官张鹏洲介绍，云转播技术相当于把转播车、导播台等设备般到了＂云上＂。
　　据介绍，这项技术已于2021年4月、10月和12月在五棵松体育中心等＂相约北京＂测试赛竞赛场馆上使用，场馆的视频信号经过背包编码后推送到云转播平台，分发到冬奥组委主运行中心（MOC）、技术运行中心及附属通信枢纽（TOC）和场馆，广受好评。
　　另外，5G+云转播技术还有一项应用：通过＂远程无人混采系统＂，让记者和运动员即便不在同一空间，也能最大程度体验＂面对面＂对话采访。
　　前不久的＂相约北京＂测试赛期间，在＂冰丝带＂落地的这项高科技吸引了众人目光。在赛后采访环节，记者和运动员分处不同的楼层和区域，他们各自面对一块电视屏幕，利用屏幕和5G网络，记者即可完成对运动员的采访，采访合成的高质量视频可直接用于电视节目制作。
　　张鹏洲介绍，这项技术主要利用5G网络的高速率、低时延等特点，通过摄像机和显示屏等视频采集设备和展示屏幕，保证运动员和记者之间能在同一视频纬度当中进行对话，既实现了实时传输，保证了采访质量，又满足了防疫要求，保障赛事安全进行。