觀冬奧·向未來丨冬奧微火耀雪花 開幕式主火炬地面核心裝置系統(tǒng)如何實現(xiàn)“舉重若輕”？

每經(jīng)記者 葉曉丹    每經(jīng)編輯 張海妮    

圖片來源：視覺中國

2022年2月4日，北京冬奧會開幕。奧運會開幕式上的點火環(huán)節(jié)往往備受矚目，而此次冬奧會呈現(xiàn)了以低碳綠色環(huán)保為核心原則打造的微火火炬，前所未有的點火儀式創(chuàng)造了奧運歷史。

冬奧會開幕式總導演張藝謀表示，主火炬是一朵雪花，燕山雪花大如席，但是這一朵雪花是由90個參加國家（和地區(qū)）的小雪花共同構(gòu)建的，而且是在表演的環(huán)節(jié)中，一開始就存在的。它就像一個臥底一樣，一次一次地出現(xiàn)，讓人完全想不到，主火炬早就向世界亮相了它的功能，一起向未來的理念早就表現(xiàn)出來了，一直到最后。

如何才能實現(xiàn)讓人意想不到的效果？負責此次冬奧會開幕式主火炬地面核心裝置系統(tǒng)的大豐實業(yè)（603081.SH)表示，冬奧會開幕式地面核心裝置系統(tǒng)是一個與時間和環(huán)境賽跑的項目。鳥巢現(xiàn)場地面都是LED大屏，不能承受大件貨物，地面核心裝置系統(tǒng)要裝在鳥巢中心區(qū)域升降臺鋼架中，對本次安裝是一項重大挑戰(zhàn)。

主火炬“雪花”如何“舉重若輕”？

冬奧會開幕式上，當火炬交到迪尼格爾-依拉木江、趙嘉文的手中后，兩人走上火炬臺，將手中的火炬放在大雪花中央，主火炬塔就此點燃。

重達260噸的鋼結(jié)構(gòu)快速升降，依靠控制系統(tǒng)的精細操控，在69秒內(nèi)將主火炬從地下10米的位置抬升到舞臺中央。火炬手將手持火炬插入“雪花”中心，主火炬地面核心裝置系統(tǒng)舉重若輕地將“雪花”升至空中，奧運圣火與96朵晶瑩剔透的雪花、6條飄逸的橄欖枝交相輝映。

《每日經(jīng)濟新聞》記者從大豐實業(yè)方面獲悉，冬奧會開幕式的主火炬地面裝置系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：LED底盤、主火炬輔助翻轉(zhuǎn)提升裝置和臺階踏步升降裝置。

主火炬秉承綠色、可持續(xù)發(fā)展理念進行研發(fā)設計，采用氫作為燃料，保證其能在極寒天氣中使用，可抗風10級。主火炬地面裝置也全部采用環(huán)保材料和工藝進行設計制造。翻轉(zhuǎn)提升裝置驅(qū)動系統(tǒng)由4套龐大又精密的齒條機構(gòu)組成，長達9米的齒條在大豐獨有控制系統(tǒng)的精確控制下，升降不同高度旋轉(zhuǎn)不同角度，完成復雜的曲線運動，將主火炬舉高8米。

臺階踏步升降裝置設計了巧妙的翻轉(zhuǎn)補償裝置，讓象征著中華24節(jié)氣文化的24個臺階始終自動保持水平且高差一致，即便臺階在運動狀態(tài)，火炬手也能拾級而上。

大豐實業(yè)透露，為了實現(xiàn)這一效果，項目最初仍面臨不小的挑戰(zhàn)。鳥巢現(xiàn)場地面都是LED大屏，不能承受大件貨物，地面核心裝置系統(tǒng)要裝在鳥巢中心區(qū)域升降臺鋼架中，對本次安裝是一項重大挑戰(zhàn)。為解決這一問題，大豐采用260噸吊車，吊裝跨度直徑可達60多米，在鳥巢通道處把地面核心裝置設備單件吊入中心升降臺進行拼接安裝的施工方案，并獲得奧組委、監(jiān)理組及專家認可。

讓比賽現(xiàn)場更具“氛圍感”

《每日經(jīng)濟新聞》記者從大豐實業(yè)獲悉，大豐實業(yè)子公司大豐體育參與“科技冬奧”國家重點研發(fā)計劃項目的多個課題，承擔“體育展示互動呈現(xiàn)終端研發(fā)”的研究工作，參與“面向可穿戴發(fā)光設備的互動體驗視聽控制系統(tǒng)研發(fā)”和“云端互聯(lián)觀眾互動體驗系統(tǒng)集成與應用示范”的部分研究工作。除了主火炬地面裝置系統(tǒng)，大豐實業(yè)還運用科技手段為本屆冬奧會賽場營造出“氛圍感”。

為了彌補觀眾不能到現(xiàn)場觀賽的遺憾，大豐實業(yè)表示，公司承擔相關課題的研發(fā)團隊專門在7000個座位上安裝了“熒光棒”。這并不是普通的熒光棒，它會基于無線群控技術(shù)，根據(jù)工作人員在云端創(chuàng)編的內(nèi)容，呈現(xiàn)不同的氛圍效果。

有觀眾的時候，觀眾可將熒光棒拿在手里揮舞，這樣能讓觀眾和運動員之間形成良好互動，增加比賽現(xiàn)場的氛圍。而在沒有觀眾時，這些熒光棒就放在扶手上，可以產(chǎn)生各種柔和的光，每個獨立的熒光棒有256種顏色，呈現(xiàn)出觀眾滿場的效果。

據(jù)冬奧會賽事組委會介紹，即便入場觀眾不多，但只要觀眾席上星星點點的燈光比較多，運動員就更容易興奮起來，有助于他們提高成績。

大豐實業(yè)方面介紹，上述名為“云端互聯(lián)觀眾互動體驗系統(tǒng)集成與應用示范”的項目是由公司和中國傳媒大學一起合作研發(fā)的。在該項目研發(fā)推進中，大豐實業(yè)方面已經(jīng)獲得一項實業(yè)新型專利、申請兩項發(fā)明專利、登記一項軟件著作權(quán)。

據(jù)了解，作為終端的熒光棒，具有通過RF射頻控制技術(shù)讀寫座椅位置信息進行定位、也可以通過主動定位技術(shù)自動獲取熒光棒定位數(shù)據(jù)，從而直接將云端輸出內(nèi)容通過熒光棒進行場景呈現(xiàn)。

而傳統(tǒng)的熒光棒要么是獨立操作使用，要么是利用無線電控制系統(tǒng)進行中央集中控制，簡單地把預設儲存在每個熒光棒內(nèi)存中的內(nèi)容進行定時播放，不能實現(xiàn)小范圍內(nèi)的小組成員間的聯(lián)動控制，后臺創(chuàng)意內(nèi)容不能實時播放，降低熒光棒氛圍調(diào)節(jié)的準確性及靈活性。

但面向大規(guī)模可穿戴發(fā)光設備點陣無線群控系統(tǒng)及技術(shù)結(jié)合觀賽互動效果的云資源創(chuàng)編系統(tǒng)，通過本地服務器連接云端及現(xiàn)場基站，從云端讀取創(chuàng)編內(nèi)容數(shù)據(jù)，再通過多個基站分發(fā)數(shù)據(jù)，由基站采用2.4G RF的無線通信方式控制熒光棒發(fā)光。每個服務器最多可以控制30個基站，每個基站最多可以控制3500個熒光棒，每個熒光棒可顯示256色，刷新頻率不低于10幀，達到一個服務器控制10萬熒光棒的表演規(guī)模。