杭州亚运会掀起“科技运动新风尚”
作者: 李忠东
BIM技术建场馆
在钱塘江南岸,一朵“大莲花”徐徐盛开,迎风摇曳。这就是杭州亚运会、亚残运会开闭幕式及亚运会田径项目赛事承办场馆——杭州奥体中心主体育馆。它的建筑高度为59.4米,总建筑面积为21.6万平方米,共有地上六层和地下二层,是排在国家体育馆——“鸟巢”和广东奥体中心主体育馆之后的全国第三大体育场馆。“大莲花”座位数多达80800个,座位颜色的设计很有讲究,红色、紫色、灰色、浅蓝和深蓝五种颜色穿插渐变,犹如一道彩虹环绕在赛场周围。体育馆采用国内首创2.6G异频+4.9G同频双层高密度组网和超窄波束多频段赋型天线, 8万人同时来到开闭幕式现场,也可以顺畅地刷微博、发朋友圈。
“大莲花”建筑的形态设计源于流动的钱塘江,造型取意于杭州丝绸的纹理与纺织体系。这种设计将原本生硬的钢筋骨架转化为呼应场地曲线的柔美形态。它犹如一朵盛开在钱塘江畔的莲花,由28片“大莲花瓣”和27片“小莲花瓣”组成。莲花是最具杭州特色的元素之一,南宋诗人杨万里的诗句“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红”就描绘了夏季杭州西湖莲花盛放之美景。杭州亚运会的吉祥物之一“莲莲”,同样也采用了“莲”的意象以代表世界文化遗产西湖,寓意大气开放、热情好客。
2022年,第19届亚运会组委会(以下简称“杭州亚组委”)场馆建设部要求所有新建场馆必须应用BIM技术指导设计、建设和运行工作,实现项目建设的透明化和可追溯。同时,这些工作也为场馆的智能应用提供良好的硬件和软件基础。BIM指建筑信息模型,是以三维数字技术为基础,集成了建设项目各种相关信息的工程数据。它提供的参数化变更技术,能帮助设计师有效地缩短设计时间、提高设计质量、增强对客户和合作者的响应能力。

中建国际设计顾问有限公司(CCDI)团队使用BIM等数字化技术,给场馆在云端生成了一位“孪生兄弟”。从草图到BIM模型再到专业分析,全过程设计以BIM模型为核心,实现了BIM模型信息在设计流程中的有效传递。设计者的灵感在BIM技术的辅助下发挥得淋漓尽致。场馆及其参数模型一“出世”就已经捆绑在一起,能够在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行实时共享和传递。设计人员不论在任何时刻、任何位置进行怎样的修改,设计和图纸都会保持协调性、一致性和完整性,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对。由于其真实的三维属性,它的可视化纠错能力直观实际,对设计师很有帮助,从而使施工过程中可能出现的问题提前到设计阶段来处理,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用。
动感飘逸的“大莲花”实际上是由钢结构制成的。整个钢罩棚外边缘南北向长约333米,东西向长约285米,总用钢量达2.6万吨。它采用独特的流线造型,远看像是一只银色的蝴蝶,形成了以“化蝶”为核心元素的杭州文化形象。“大莲花”的花瓣以铝镁锰板为材质,花瓣间交错排列。但每片花瓣并不是实心的,而是架构了网格状的半透明“蝉翼”。阳光穿透细密的“屋盖网壳”,在地面上“画”出变幻无穷的图案。人们从馆内可以清晰地看到钱塘江,而馆外的人则看不清里面。这种设计,使得采光效果非常好,而且有效阻隔了外面的沙尘。此外,场馆内的看台斜度也基于莲花造型,根据人的视线标准进行了调整,以求提供最佳的观赛体验。
“大莲花”钢罩棚的2万余个构件均按区域单独编号,并通过BIM技术生成了“专属二维码”,读取二维码后可获取质量、规格、型号等信息。体育馆上方共设置了210根导光管,通过顶部采光罩,可将室外的自然光漫射至室内,相较使用日光灯具有无频闪、节能的优势,其使用寿命长达25年。不仅如此,能源管理系统采用算法模型分析计算各个环节的最佳照明亮度、能耗等,从而挖掘节能空间,每年照明节能可达30%以上。
2021年2月,杭州奥体中心主体育馆项目获得中国建筑工程领域最高奖项“鲁班奖”。此外,项目还获得了中国钢结构金奖、国家工程建设QC成果奖等多项荣誉。这些奖项的背后,是专业团队的默默付出——由浙江大学罗尧治教授团队领衔研发的现代空间结构体系创新、关键技术与工程应用技术在背后支撑着“大莲花”的结构设计。2021年11月,这项技术获得了国家科学技术进步奖一等奖,并被专家组评定为世界首创。

智慧观赛新体验
“智能”是杭州亚运会的重要办赛理念之一。杭州亚组委希望能借各方之力,共同打造“智能亚运”的金名片。智能观赛项目通过“延伸”观众的视觉与听觉,让人们足不出户即可实现360°全方位无死角的观赛。
随着体育赛场中VR机位、AI技术以及5G网络通信的应用,沉浸式的智能观赛方式正向每个家庭走来。为了追求最舒适的观赛体验,中国移动为杭州亚运会着力打造了“下一代沉浸式智慧观赛新体验”项目,实现了面向场馆、国内用户、海外用户的多层次智能观赛体验。大家可以通过高清电视、移动端设备以及AR/VR头显等渠道观看赛事。项目的总体设计思路如下:在场馆内,提供多角度的智能观赛服务;在杭州市及浙江省内,强调线下与线上的互动,并基于超高清、VR来提供身临其境的观赛体验;在全国范围内,为满足观众的个性化需求,还有AR观赛、AR导航导览、多种语言解说和AI陪伴式观赛助手供大家选择;助力国家“一带一路”倡议,向海外推广亚运赛事、展现浙江风貌。
“下一代沉浸式智慧观赛新体验”项目之所以能带给观众别样的观赛体验,是因为它有三个亮点:一是超高清,发挥中国移动在5G网络传输和超高清领域的领先优势,打造对标国际标准的真4K超高清云上亚运智能观赛;二是身临其境,基于5G“高速通道”,通过AI、VR、360度回放等技术,使观众能够身临其境;三是智能体验,打造5G+AI智能剪辑官,开启赛事直播短视频剪辑秒级时代,引发视频数量爆发式增长。

不妨设想一下,亚运时间来到,你打开手机,点开想要观看的比赛现场。你可以任意选择观赛视角——不论是第一排视角、主视角、教练席视角抑或选手视角,将比赛实况尽收眼底。实时配备的AR沙盘辅助,让你轻松看懂战术分析;自由选择的解说语音,为你提升观赛体验;还可将手机观看模式随时切换成电视大屏观看模式。8K超高清标准的巨幕观影,带来极致的大片体验。除此之外,你还可以戴上AR/VR头显,与亲友、虚拟偶像深度互动,为心仪的队伍摇旗呐喊。如果想热闹些,各类端口会助力实现“朋友互动”或“答题互动”,为你增添观赛乐趣。人们还能通过AR技术与AR吉祥物互动,进行赛场虚拟合影等。在AR技术的加持下,人们在家就可以参与开幕式互动,感受与主会场人员共同观赛的奇妙体验。
来到赛场的嘉宾与观众,可以依托“智能亚运一站通”的AR实景导航导览功能,在亚运会多个场馆内外实现自由定位导航。它满足了观众寻找出入口、消费区、功能区或座位等的多样化需求。观众还能借助手机、AR眼镜等终端设备漫步亚运会场和亚运村,参与亚运AR互动游戏、AR寻宝和AR合影等活动,让观赛前的等待不再枯燥。观赛过程中,观众还可以发送AR弹幕,为喜欢的运动员和国家加油助威,感受线上云助威与线下呐喊的异曲同工之妙。
“九维五星”保平安
杭州亚运会共有53个比赛场馆和58个相关设施,它们分布在杭州、宁波、温州等地。这意味着网络安全保障的辐射范围覆盖了浙江省大部分地区。杭州亚运会不仅是竞技体育的盛会,还是新技术的秀场。伴随着人工智能、物联网、5G、云计算、大数据等技术的广泛应用,网络环境变得更加开放复杂,网络安全的边界受到冲击,面临的威胁将远超其他场景,这将是我们所要共同面对的前所未有的挑战。

从官方网站到票务系统、转播系统、计分系统等,只要是连接网络的设备都可能成为攻击者的入口或网络攻击的“靶心”。网络安全保障永远是信息技术工作的重要一环,是亚运工作的“稳定器”和“定盘星”。在“智能亚运”网络空间攻防对抗的较量场中,相关人员需要从信息化角度,系统地规划建设网络安全体系。
事实上,举办大型体育赛事期间网络攻击屡见不鲜。以奥运会为例,在已知范围内,伦敦奥运会被攻击次数为史上最多,举办期间仅官网就被攻击了约2亿次,包括相关机构在内共计约23亿次。2016年,里约奥运会网站遭遇到分布式拒绝服务攻击(DDOS),流量峰值高达500多Gbps(1Gbps指传输速度为每秒1000兆位)。在东京奥运会和残奥会举办期间,针对奥运官方网站和奥组委系统的网络攻击达到约4.5亿次。不过这些非法访问均被切断,没有对赛事运营造成影响。
杭州亚运会的信息系统结构复杂、体量庞大,仅仅依靠传统的方法很难确保系统的安全。如何为网络世界筑牢这堵看不见的“防火墙”呢?开展积极主动的防护是关键。“九维五星”网络安全场景化保障体系,可确保杭州亚运会“零失误”。
“九维”指专业化统筹设计、实战化防护体系、全面化网络保障、迅捷化应急响应、弹性化安全管控、精益化分析研判、系统化流程闭环、智能化安全协同和生态化分工协作九个维度。这个根据多轮大型实战化攻防演练场景打造出来的防御体系,防御能力远高于以往传统的基础防护标准。杭州亚运会面临的是秒级应急响应场景,需要做到“用不到应急响应体系”的程度。也就是说,要把所有的风险都化解在应急响应之前——这也是“九维”体系中重要的一环。
除此之外,面对安全防护场景的不同变化,杭州亚运会还有一套“五星”场景化专属网络安全服务,包括云网协同、大数据统筹、物物安联、智防兼备和全天候服务。这套服务通过多云安全融合、安全态势全面感知、空天一体化物联网安全防护和城市安全智慧运营,将全天候全栈式服务渗透到网络安保的每一个细节,以确保智能亚运足够安全、足够精彩。

实战化防护体系需要“实战”经验的积累。2021年7月9日至11日,2021年“韵味杭州”田径邀请赛在杭州奥体中心主体育馆顺利举行。这是杭州奥体中心主体育馆建成后的首场正式赛事,也是东京奥运会前中国田径队的最后一场热身赛,受到了社会各界的高度关注。杭州亚组委从各单位人员的赛前筹备工作,到赛时现场各项工作都有条不紊地推进。最终,整个比赛顺利结束。
作为杭州亚运会主体育馆“大莲花”建成后的首场测试赛——“韵味杭州”田径邀请赛的网络安全保障工作,赛前积极组织规划安全工作事宜,提前安排各项工作的负责人员,准备各项工作的清单和工具列表等;安排多位资深工程师对测试赛注册系统等进行安全检测工作,对大屏展示系统等作了现场勘察,并针对发现的不足提出相关完善建议。在测试赛进行时,外部对关键系统进行实时监测预警,内部主要以现场值守、走访摸排等方式进行保障。与此同时,还举行了针对感染“僵木蠕病毒”(僵尸、木马、蠕虫病毒)的应急演练。