2022年2月，翘首以待的北京冬奥会终于拉开大幕。作为世界上唯一一座“双奥之城”，北京为2008年夏季奥运会投入了强大的科技力量，成为当时一大亮点，赢得了世界赞叹。如今，北京再为2022年冬奥会注入更多科技创新成果，必将在奥林匹克史册上再铸辉煌。

文｜本刊记者 魏东升

场馆建设实现科学

艺术和文化完美统一

早在2016年11月，北京冬奥会申办成功后，科技部联合北京市政府、河北省政府、北京冬奥组委、国家体育总局等，及时制定了《科技冬奥（2022）行动计划》，北京冬奥组委根据赛事举办实际需求，制定了科技冬奥实施方案，围绕科学办赛、运动科技、智慧观赛、安全保障、绿色智慧综合示范等5个方面展开工作，科技冬奥理念贯穿始终。

为此，国家重点研发计划设立科技冬奥重点专项，先后部署安排了80个项目，组织相关领域的优势单位开展协同攻关，同时梳理已有先进技术在冬奥上集成应用。一批新技术已经在去年的测试赛中进行了测试应用，相关测试赛场地设施各具特色，均达到了冬奥赛事要求的技术标准，围绕场馆、运行、指挥、安保、医疗、气象、交通、转播等关键场景应用了一系列科技创新成果，已有37个项目的133项新技术成果在测试活动中落地应用。从去年10月开始，科技冬奥重点专项已有61个项目228项技术陆续在测试赛、运动员训练及冬奥会相关筹备工作中测试应用。

北京冬奥会科技特色的一大亮点在于场馆建设实现了科学、艺术和文化完美统一。国家速滑馆是冬奥会在北京市区唯一新建的场馆，在建设过程中，创新突破索网结构数字找形、优化、全仿真等关键技术，实现了结构轻质、绿色节能和建筑设计动感轻盈相融合，科技创新让建筑设计彰显出“冰上丝带”的灵动感，迈上建筑美学新高度。这个场馆采用世界跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面，用钢量仅为传统屋面四分之一。

国家跳台滑雪中心设计灵感源于中国的传统吉祥饰物“如意”。从跳台环形顶端，再到剖面线形和底部看台，与中国传统吉祥物“如意”的S型曲线完美融合，被称为“雪如意”，在体现体育建筑动感造型的基础上，又凸显了中国元素。

首钢滑雪大跳台研发了正四面体的模块及正四面体连接节点，实现不同比赛的赛道剖面转化。利用物联网、人工智能技术将鸟巢建设成为数字、低碳、智能体育场馆。首次掌握符合国际标准的竞技型人工剖面赛道设计方法与建造关键技术，成功应用于首钢滑雪大跳台中心和崇礼国家跳台滑雪中心建设，并且成功解决了被称为“雪游龙”的国家雪车雪橇中心赛道长度大、落差大、弯道多带来的精度和温差控制难题，首次实现360°回旋弯道一次喷射成型，同时可满足延庆高烈度区的抗震要求。

冬奥会高山滑雪、跳台滑雪、空中技巧等室外项目需要十分精准的气象预报，气象状况决定了某些比赛项目是按时开赛，还是需要延迟举行。冬奥气象预测系统可实现“百米级、分钟级”精准气象预报。去年测试活动中，根据精准的气象预报及时对12场比赛、训练进行了赛程调整。

为破解室外观赛气候寒冷的难题，研发场馆坐席和站席观赛环境的舒适性提升技术，实现-20℃体感温度下，设备表面温度10秒内升至40℃以上，显著提升观众热舒适感受。

在保障场馆运行安全方面，云顶滑雪公园使用了智慧运营管理系统，集成3D全景安全控制台、移动智能哨兵车、身份识别客流分析、无接触式客房智能识别门锁等多项技术，实现了全方位Al智能安防和全区域自助服务，是我国第一家通过全息投影对客流实时管理的滑雪场。同时，还应用了索道安全运行保障技术，解决了严寒复杂环境下特种设备快速检测监测、故障预警和高效应急等难题，可满足短时高负荷、故障零容忍、救援高时效性等重大活动要求，确保冬奥会客运索道安全运行。

打造北京冬奥会“科技感、未来感”

优化运动员训练、提升观赛体验、服务新闻传媒、加强安全保障，2022北京冬奥会的“科技感、未来感”体现在方方面面。

运动科技围绕运动员技能优化、体能训练和训练监控、高性能竞赛器材和服装等方面进行准备，重点研发科学化训练方法和装备，打造适合我国运动员生物特征和运动特点的高性能装备和服装，构建我国冰雪运动科技支撑体系。

冬奥运动项目低温度、高速度，比赛中运动员常常容易受伤。针对冬奥会冻伤及颌面创伤，“智能移动方舱”能在比赛现场附近第一时间救治运动员；基于5G的单兵通讯系统，可实现应急救治信息实时记录和传递，后方专家可以依据这些信息及时会诊，指导前方的快速救治。

目前，新冠肺炎疫情在全球仍未得到完全遏制，科学防疫成为办好这届冬奥会的重要前提。为应对突发新冠肺炎疫情对冬奥会筹办工作的影响，北京冬奥组委在疫情研判和防控、场馆智能化消杀等方面紧急部署任务，集成应用智能化、无人化消杀设备，同时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，有针对性地专门研发了公共空间气溶胶新冠病毒检测系统，可实现场馆内空气的病毒监测预警和快速检测，检测灵敏度比传统检测手段提高了3倍。此外，还研发了基于开源芯片、边缘计算等技术的穿戴式医疗级智能体温计，现已在多个场馆投入使用，切实发挥科技对北京冬奥会疫情防控的支撑作用，全力保障赛事安全举办。

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。在疫情状况下，通过更高水平的转播技术，让更多观众感受冬季运动的魅力。由于有了5G的信号覆盖，转播也有了新的模式。因此本届北京冬奥会在智慧观赛方面有了较大的突破，观赛的观众也会拥有全新体验。云转播5G背包，可直接将前端设备采集的视频信号实时上传到云平台；8K高清转播车，在10月举行的短道速滑赛事进行了录制和转播，时长22小时；自由视角产品，能让观众在屏幕上自由选择观赛角度、观赛时刻；云端互联技术，实现场馆声光电系统与观众移动设备的交互，营造热烈的赛场互动氛围；北京冬奥会新闻发布会视频服务系统（Info AV），赛时将在传统的赛事成绩相关文字信息服务的基础上，增加新闻发布的音视频内容。在混和采访区，利用云端远程遥控摄像系统，实现媒体记者跨空间采访。场馆三维仿真，可在线上进行业务领域流线、区域的规划和设计部署，媒体摄像机位的模拟摆放等，实现在线踏勘，提高工作效率。

安全保障工作准备充分。围绕非接触快速安检、气象精准预测、食品安全保障、智慧医疗保障等方面部署任务，建立复杂地形下高精度天气监测体系，加强精准预报，重点解决冬奥会安全风险监测预警和运动健康保障等技术和装备问题。在绿色智慧综合示范方面，推动5G共享、智能车联网、服务机器人、氢能出行、100%清洁电力等新技术在冬奥会场景中集成应用。

所有场馆将实现100%绿电供应

“可持续发展”是北京申办2022年冬奥会提出的三大理念之一，通过科技创新，实现绿色、智慧场馆建设，提供便捷化服务体验，有力支撑可持续发展的目标。

“绿色”是本届冬奥会的办赛目标之一。为实现北京冬奥会碳中和目标，通过张北柔性直流电网工程，将张北地区的风能、太阳能等清洁能源产生的绿电输入北京，赛事期间北京冬奥会所有场馆将实现100%绿电供应。

80辆氢燃料电池汽车在张家口赛区进行了测试，赛时将在延庆、张家口投入700余辆氢燃料大巴车提供交通服务保障；试制的氢燃料电池应急电源发电车，替代柴油发电车，已在国家速滑馆、国家高山滑雪中心测试备用；北京冬奥会境内接力火炬将全部应用氢燃料，并采用自主研发42兆帕减压装置。国家速滑馆利用遥感测量设备获取场馆内外围周边区域CO2浓度，为冬奥赛事碳排放和碳中和核算提供数据支撑。以玉米、薯类及秸秆等可再生资源为原材料生产的可降解餐具将代替塑料制品为冬奥会提供相关服务。

国家速滑馆、五棵松体育中心等冬奥场馆，选用二氧化碳跨临界制冷系统，冰面温差控制在0。5℃以内，碳排量接近于零，成为低碳绿色运动场馆建设的样板工程。如此大规模应用在冬奥会历史上尚属首次，同时利用冷热联供一体化设计对制冷余热进行回收利用，能效提升30%-40%。

国家游泳中心由既有场馆改造，科技创新有力支撑“水立方”转换为“冰立方”，自主研发的装配式快速拆装和调平动态监测技术实现冰面毫米级高精度测量，支撑国家游泳中心创造性建成世界首个智能化、快速拆装的水冰转换场地，20天内完成“水—冰”场地转换。成功保留两届奥运遗产，有效破解了世界上大型场馆长期运营难题。

加强技术成果的转化，推动科技成果的产业化，北京冬奥会秉承会后服务“三亿人参与冰雪运动”规划，将积极推动全国冬季运动可持续发展，在赛后能够服务更多的冰雪爱好者。