有“冰丝带”有雪蜡车 中国体育用品业联合会梳理2022北京冬奥会的十大黑科技

2022北京冬奥会正在举办,来自世界各地最为顶尖的冰雪运动员在这里冲刺自己人生的高光时刻。然而在职业体育的世界里,成绩的提升绝非运动员一人之力,背后也离不开时下顶尖科技的支撑。近日,中国体育用品业联合会整理了冬奥会和冬残奥会赛场上的10项黑科技,由山东研发制造的全国首辆拥有完整自主知识产权的雪蜡车榜上有名。

作为能够代表山东制造最高水平的中国雪蜡车,自1月13日抵达崇礼以来,已连续执行保障任务三十余天,助力冬奥健儿取得成绩突破。

这是一台为运动员滑雪板打蜡的专用车辆。给滑雪板打蜡,可以帮助运动员雪面滑行时获得适宜的摩擦阻力,从而节省体力,提升竞技水平,取得优异成绩。滑雪板打蜡需要一个严苛的工作环境,一台先进的雪蜡车便尤为重要,而雪蜡车的核心技术却长期被冰雪运动发达国家所垄断。为了打破这一现状,提升2022年北京冬奥会国家队的服务保障水平,2020年,国家体育总局委托山东开展雪蜡车研制工作。山东省委省政府高度重视,成立了以两位副省长为总指挥的雪蜡车联合攻关指挥部,集合了山东省工信厅、山东省体育局、山东省科技厅、中国重汽、山东省工业设计研究院、泰山体育产业集团等十余家单位的技术力量。历时11个月,完成了中国雪蜡车的设计、研发、制造过程,全车技术完全自主可控。整车涉及新能源动力、光伏发电、5G通讯、赛事直播、仿生光源等领域的专业技术,拥有专利79项。

为全力做好北京冬奥会的雪蜡车保障工作,山东省专门成立了由省工信厅、省体育局牵头,中国重汽集团、山东省体育产业集团等参与的16人的保障团队,驻扎张家口进行服务保障。保障工作于1月12日正式启动,春节期间工作人员一直坚守一线,至今已连续工作一个月。保障团队在技术服务、制度建设、团队管理、疫情防控等方面进行了周密部署,研究编制了《雪蜡车服务保障手册》《车辆日检制度》《配件点检制度》《空调运行轮替方案》《疫情防控手册》《有关资料拍摄指南》等一系列工作规范,确定了“有事即办、高质高效、团结协作、使命必达”的保障原则,24小时随时待命,提供专业优质服务。

在这一个月的时间里,雪蜡车为国家越野滑雪队的所有队员提供打蜡服务,平均工作时长在16小时以上,有时连续多日24小时运转,最多每天对600多副雪板进行测试和打蜡工作。在零下20摄氏度的严寒天气和冰雪环境下,保障团队克服重重困难,连续工作,严格执行各项工作制度,使雪蜡车始终处于最佳状态,为打蜡师工作提供了舒适环境。国家越野滑雪队领队、教练、打蜡师、运动员等都对雪蜡车交口称赞,特别是对车辆的低碳环保、智能控制、打蜡台的新颖设计、工作台照明、车厢配饰以及空调新风系统等给予高度评价。

国产雪蜡车的使用为冬奥健儿争创佳绩提供了更好的基础保障,越野滑雪男子双追逐比赛中,中国选手刘荣胜取得了中国队在冬奥会该项目上的历史最好名次。在越野滑雪男子15公里传统技术比赛中,中国选手尚金财和刘荣胜也都超过了中国队在该项目上的冬奥会历史最好名次。在越野滑雪女子4×5公里接力比赛中,中国女队也实现了新突破,首次进入到前十名。

如今,智慧场馆已经成为全球体育场馆建设的新方向。作为2022北京冬奥会唯一新建的冰上竞赛场馆,有着“冰丝带”之称的国家速滑馆,无疑已经成为国内智慧场馆建设的重头戏。

据悉,该场馆不仅在建筑材料层面汇集了目前国内外顶尖的科技成果,还利用各类软硬件技术的加持,让自身成为了一个“有感觉、会呼吸、会思考”的智能平台。

“有感觉”是指场馆建筑布设各类物联网传感器,能够以多种方式实时捕捉室内外温度、湿度、空气质量、光照度等运行数据;“会呼吸”是指通过屋顶气象站实时数据,场馆可根据空气质量主动开启室内新风系统,并根据室外光线强弱自动升降电动遮阳帘或启闭大厅灯光;而场馆内装置的“超级大脑”,能够记录各项运行指标,并根据不同比赛场景和竞赛需求,自动控制座椅送风系统、制冰温度、场地除湿系统、防疫消杀系统等,保障赛事体验。

作为2022北京冬奥会的冰壶比赛场馆,国家游泳中心在本届冬奥周期也完成了从“水立方”到“冰立方”的蜕变。

为了将泳池改造成为冰壶比赛场地,以哈工大为首的设计团队先是在具有一定坡度的泳池底部,安装了可调节的钢结构支架、混凝土面板和高性能隔热层等装置,将泳池变为平地,最后在上面铺设一层约8厘米厚的薄冰,极大降低耗能并保持冰面平整稳固。同时,他们还对场馆顶棚膜结构进行了遮蔽改造,以构建“冰立方”所需要的低湿低温环境。

就此,国家游泳中心也成为了世界首个实现冰—水转换的“双奥场馆”。或许当冬奥结束,这座建筑再次以“水立方”姿态呈现于大众面前,也会让更多人为我国冬奥场馆设计团队的智慧所深深折服。

被称作“冰坛”的冬季运动管理中心综合训练馆,是国家体育总局在北京唯一的冰上训练比赛基地,承担国家短道速滑和花样滑冰训练及科研任务。与此同时,它也是国内首个采用了跨临界二氧化碳制冷系统的冰场。

相比传统的制冷方式,跨临界二氧化碳制冷系统可以大幅度减少排放,制冰效能、制冰精度更高。而“冰坛”内装置的两套制冷系统,也可以根据需要转换成为短道速滑、花样滑冰、冰球、冰壶专业赛场,实现多功能场地的快速转换,极大地提升了场馆的使用效能。

相比于夏季奥运会,冬奥会中高山滑雪、跳台滑雪、空中技巧等室外项目,需要十分精准的气象预报,气象状况甚至决定了某些比赛项目是否延迟举行,这就对赛会的气象预测系统提出的极高的要求。

为此,气象部门开发了先进的冬奥气象服务系统,例如逐小时循环的一千米分辨率数值天气预报模式、百米级分钟级集成预报技术、先进的立体探测技术、AI气象应用技术等。通过冬奥气象预测系统,可实现“百米级、分钟级”精准气象预报,保障赛事在安全的情况下开展。

秉持着“绿色、开放、共享、廉洁”的冬奥理念,北京冬奥场馆成为了首个真正实现碳中和的奥运赛事。为此,赛事期间,三大赛区26个场馆全部使用绿色电力,这同样意味着奥运历史上将首次实现全部场馆100%绿色电能供应。

“绿电”是指通过零二氧化碳排放(或趋近于零碳排放)的生产过程得到的电力,其主要来源于包括太阳能、风能、生物质能等在内的清洁能源。据悉,北京冬奥会全部场馆的电力支持,通过河北张家口的光伏发电和风力发电,沿张北柔性直流电网工程输入北京电网,通过针对北京冬奥会的跨区域绿电交易机制,为冬奥场馆的“绿电”运行提供保障。

在周期性的大型冰雪运动赛事中,人工造雪必不可少。然而传统的人工造雪需要零度以下的气温条件,一旦气温处于零度及零度以上,造雪作业便无法开展。尤其是冬残奥会将在3月举行,此时已经入春,温度升高,给人工造雪提出了考验。

前文提到二氧化碳超临界制冷技术满足室内场馆高效制冰的场景,该技术同样被冬奥会应用于人工造雪工作当中。据悉,通过零上高品质动态人工造雪和储雪一体化技术与装备,当气温处于0℃—15℃时,利用二氧化碳超临界制冷技术以及新型优化的造雪设计,同样能够实现安全、高效、低成本、高品质的人工造雪,不仅保障了赛事的进行,也进一步体现了绿色办奥的理念。

07防疫机器人志愿者疫情下的奥运会,防疫工作自然是重中之重。2022北京冬奥会防疫工作在布局了大量“人防”的基础上,也引入了科技手段,而机器人志愿者便是其中重要一环。

据悉,本届冬奥会防疫机器人志愿者主要承担了包括消杀、清扫、送餐、引导和巡视等工作。消杀机器人可完成公共区域的日常流动消杀;清扫机器人可对场馆观众区、媒体工作区、工作人员区、运动员区、比赛大厅等室内大面积公共区域进行清扫;5G送餐机器人能够可自主避障,保证食物舱处于密封状态的情况下,将食物清洁安全送达;而移动测温和防疫监督机器人按规定路线在公共区域测扫周边人员体温,发现体温超标人员会主动上前交流提示,并报告管理人员。08风洞试验室

在体育的世界里,风洞实验室大多都是应用于赛车类运动当中,设计团队将研发出的车体部件放到实验室里进行检测,以寻求最佳的空气动力学支持。

面向本届冬奥会,为了帮助运动员更高效的进行训练、提升成绩,我国将风洞实验室也提供给了诸如跳台滑雪、钢架雪车等竞速类项目运动队,帮助他们在训练中切实提升成绩。

与此同时,竞速类运动员比赛装备的研发也需要风洞的支持,对运动员的服装面料、头盔、雪车等器具进行测试,以找到适合不同运动项目特点、不同材质要求的服装面料和运动器材,帮助运动员更好地减少空气阻力,从而创造更好的运动成绩。

屏幕上模拟全真赛道,运动员在模拟器上通过肩、膝盖、脚等部位来控制雪车运行的方向,以达到熟悉比赛场地和节奏的效果,这正是钢架雪车运动员在训练中使用的体育模拟训练系统。

该系统装有多个传感器,运动员如整场比赛中一般,通过不同的发力方式和发力角度控制雪车前行,而平台上传感器汇集到的信息集中送往处理器,最终生成一个最优方案,以帮助运动员不断优化和提升自己的成绩。

给雪板打蜡是滑雪运动中十分重要的服务技术,可以帮助运动员在雪面滑行时获得适宜的摩擦力,从而节省体力、提升竞技水平。然而这一过程对环境的要求十分严苛,因此很长时间内大家都只能通过最原始的方式进行。

作为首台国产雪蜡车,山东省调集多家顶尖企业研发打造的这量20余米长的箱体卡车,不仅打破了此前冰雪强国对雪蜡车核心技术的垄断,还涉及了新能源动力、光伏发电、5G通讯、赛事直播、仿生光源等领域的专业技术,也成为了运动员赛前热身、雪板储藏、休息娱乐的备战间、休闲室,为运动员的训练备战提供更有力的保障。

在科技驱动社会变革的当下,任何一个领域的进步都离不开科学技术的助力,体育赛事同样如此。作为一届全球性的体育盛会,2022北京冬奥会上的科技成果还有很多很多,也希望大家在留言区进行留言补充。

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