北京冬奥会已拉开大幕 ， 人们在关注比赛本身之余 ， 也关注到比赛场地、设施、景观的科技含量 。 这些高科技项目或产品 ， 很多都是首次使用、专门研发 ， 为赛事提供了有力保障 ， 也提供了美轮美奂的观赏效果 。 采访人员采访了部分项目团队 ， 去了解赛场设施背后的故事 。
防风网里的河北科技
2月7日 ， 中国选手苏翊鸣在北京冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中收获银牌 。 这场比赛就在张家口云顶滑雪公园举行 。
很多观众从电视镜头中看到 ， 赛场旁边 ， 有两大片白色的“布” ， 上面印有北京冬奥会的标识 。 有人以为那是广告牌 ， 其实 ， 这是科技含量十足的防风网 ， 由石家庄铁道大学风工程研究中心主任刘庆宽带领团队研发 。
讲述人：石家庄铁道大学风工程研究中心主任刘庆宽
两道防风网分别安装在空中技巧及U型场地技巧赛道的西侧 ， 各有9个塔、8张网 ， 主要用于抵挡西北风 ， 其中塔高从12米到21米不等 ， 最大的一张网 ， 面积达到了450平方米 。
之所以设置防风网 ， 是因为比赛场地风力过大 ， 会影响运动员的空中飞行姿态、着陆动作和比赛成绩 ， 甚至会对运动员的安全造成威胁 。
就在开赛前 ， 我们同时实测 ， 防风网塔顶的风速7.5米/秒 ， 防风网遮挡的赛道上风速下降到1.5米/秒 ， 完全满足国际奥委会赛道赛时风速不超过3.5米/秒的要求 。
这两张网的特殊之处在于 ， 它们的设计要解决以下问题：一是既要达到挡风效果 ， 又要满足透光的要求；二是坚固 ， 网越大 ， 风的阻力越大 ， 对网的强度要求越高；三是耐寒 ， 能抵御现场零下二三十摄氏度的低温；四是美观 ， 要满足直播时的视觉效果；五是抗紫外线且阻燃 。
我们团队依据场地地形和历年气象数据 ， 进行反复的电脑建模计算和风洞试验 ， 拿出了设计方案 ， 并通过了国际雪联认可 。
防风网由塔和网构成 。 塔的一侧设计成开口的形状 ， 防风网在使用结束后 ， 可从高侧向低侧收拢 ， 像家用窗帘一样 ， 收到塔里去 。
我们采用了高密度聚乙烯材质 ， 这种材质看起来像块“布” ， 实际是正反两面设计了不同的空间结构 ， 相当于为风加了一条减速带 。 孔洞的组合可同时满足防风与透光需要 ， 以及强风下的抗拉性能需要 。 防风网每米宽度可承受1.2吨的拉力 ， 而厚度只有4毫米 。
我们也在零下45摄氏度的低温下进行了反复冻融后的力学试验 ， 防风网在低温下依然具有很好的力学性能 。
世界最大的变角度斜行电梯
位于张家口赛区的国家跳台滑雪中心 ， 赛道起点距离地面160米 。 如何让完成比赛的运动员快速舒适地回到起点？这需要一部电梯 。 这里安装了中国首例变角度斜行电梯 ， 也是世界上运行长度最长、载重量最大的变角度斜行电梯 。
这部电梯由苏州莱茵电梯股份有限公司设计安装 。
【角度|精彩冬奥·独家视角|听他们讲赛场设施背后的故事】讲述人：苏州莱茵电梯股份有限公司副总经理张维皓
咱们国家最早的斜行电梯 ， 是2008年安装在陕西法门寺合十舍利塔的4部斜行电梯 ， 主要解决合十舍利塔内的交通运输问题 ， 也是我们公司设计生产及安装的 。
此外 ， 还有首钢滑雪大跳台斜行电梯、八达岭高铁站斜行电梯 ， 都服务于北京冬奥会 。
但国家跳台滑雪中心的变角度斜行电梯项目 ， 难度更大 。
难度之一是变角度运行技术 。 这两部电梯运行总长244.206米 ， 运行角度随山势而变 ， 上段倾斜角度22.56° ， 下段倾斜角度39.56° 。 角度的变化对电梯的运行提出了多个难题 。
我们在本项目上有很多的新技术 ， 比如自正角技术 ， 可以根据电梯的运行角度自行调整平衡 ， 始终让轿厢内的乘客保持直立 ， 为乘客提供最大的舒适性；再比如无线通讯技术、电滑轨技术、无机械门刀技术、电缸控制技术、变速运行等都是在常规电梯项目中没有使用的 。
难度之二是低温运行 。 普通电梯的运行环境 ， 大多是室内 ， 一般在零下5摄氏度以上 。 但崇礼的最低温度能达到零下20多摄氏度 。 电器元件、钢材都不能使用常规产品 ， 我们进行了超过6个月的调研和测试 ， 选用耐低温的材料来解决这一问题 ， 对于电器元件反复进行低温实验 ， 保证设备在零下25摄氏度时也能运行 。
难度之三是主要部件需要定制生产 。 主要部件如曳引机、控制系统、轿厢等都需要设计定制 ， 特别是曳引机、控制系统的定制非常有难度 。 普通电梯的牵引力几百Nm ， 但因为这两部斜行电梯的额定载重2000kg ， 运行长度长 ， 又是变角度运行 ， 没有现成的曳引设备 ， 我们又定制生产了国内第一台扭矩达10000Nm的曳引机 。
给“雪如意”披上光影外衣
北京冬奥会期间 ， 国家跳台滑雪中心将举办10场比赛 ， 其中有6场是在晚上进行 。 每到夜晚 ， 数十万盏灯亮起 ， 有的灯负责比赛照明 ， 有的灯则负责光影效果 。
在顶端的“大圆环”——顶峰俱乐部 ， 夜间会有不断旋转的投影画面 ， 为比赛场地增添美感 。
这些光影效果由豪尔赛科技集团股份有限公司和丝路视觉科技股份有限公司制作设计完成 。
讲述人：豪尔赛科技集团股份有限公司工程执行项目经理武永平
仅顶峰俱乐部我们就安装了4万多个点光源 ， 99台光束灯 ， 也就是俗称的摇头灯 。 这只是我们安装的一部分 ， 整个“雪如意”用了10万多个灯 。 抛开安装时的低温等难度 ， 最难的是怎么让这么多灯按照场地需要 ， 指哪儿打哪儿地亮起来 。
我们给灯安上了“智慧大脑” ， 也就是我们自主研发的HAO平台 。 通过这一平台实现了每一盏灯自动编码 ， 从而对灯具的亮度值、颜色坐标、亮度百分比等进行调控 。 我们还通过感应设备 ， 收集电流、电压、温度等感知数据 ， 通过5G技术 ， 将设备数据传输到物联网平台进行数据分析 ， 从而实现了对设备的在线率、运营、使用情况的监管 ， 对可能发生的故障进行及时的预警、报警 ， 最终保障灯光系统的持续稳定运行 。
“雪如意”将举办10场比赛 ， 其中6场在晚上举行 。 不同赛事都有专项的国家、国际标准 ， 为了能够更好服务于运动员及首次8K赛事的转播要求 ， 本次冬奥会首次全部采用LED光源 ， 在均匀度、照度级别、照度标准等都有了较大的提升 ， 既解决了频闪、眩光问题 ， 又能更好地服务各种赛事活动 ， 满足运动员比赛、观众观看及电视转播需求 。
讲述人：丝路视觉科技股份有限公司文旅事业部总经理程大鹏
我们公司主要负责顶峰俱乐部的光影效果 。
“雪如意”的“柄首”顶峰俱乐部前端悬挑高度37.5米 ， 外径78米 ， 内径40米 。 我们要解决的第一个难题就是复杂的建筑结构与图像拼接、融合上的难题 。
为了达到对建筑的顶部、侧面、底部进行完美的影像呈现 ， 我们动用了93台高流明工程投影仪 ， 做了上百次的数字融合修正 ， 使影像与建筑实现了完美融合 。
观众看到的“雪如意”灯光秀 ， 似乎画面一直在旋转 。
这其实是裸眼3D的视觉错觉原理——以“雪如意”为成像介质 ， 将旋转动态影像投射上去 ， 再结合“雪如意”本体上所安装灯光的递变效果 ， 最终形成了数码影像加物理灯光效果相结合的“旋转效果” 。
“雪如意”灯光投影视频分为6个不同的投影面 ， 视频内容需要每一个投影面的旋转速度和时间一致 。 为了达到这一要求 ， 共采用了110多台20000流明的投影仪将跳台沿360度的方向打亮 ， 还需要克服零下30-40摄氏度的严寒 ， 以保证各台投影仪之间的温度、亮度、色彩融合一致 。
这一光影秀作品 ， 可以实现上看、下看、鸟瞰的三维立体欣赏视角 。 自下而上看到的是一飞冲天的感觉 ， 自上而下又会有一种飞流直下三千尺的巨大落差感 。 环绕鸟瞰时通过光彩琉璃的结构旋转感 ， 以及各种艺术设计元素 ， 让整个建筑披上了华丽的光影外衣 ， 配合洁白的雪地 ， 呈现一种震撼效果 。 （河北日报采访人员白云）
编辑:卜岩
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