“雪如意”燈光秀。 河北日報記者 張 昊攝

2月6日，運(yùn)動員們在云頂滑雪公園備戰(zhàn)。場地內(nèi)的防風(fēng)網(wǎng)可以有效地降低大風(fēng)對運(yùn)動員的干擾。河北日報記者 張 昊攝

北京冬奧會已拉開大幕，人們在關(guān)注比賽本身之余，也關(guān)注到比賽場地、設(shè)施、景觀的科技含量。這些高科技項(xiàng)目或產(chǎn)品，很多都是首次使用、專門研發(fā)，為賽事提供了有力保障，也提供了美輪美奐的觀賞效果。記者采訪了部分項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，去了解賽場設(shè)施背后的故事。

防風(fēng)網(wǎng)里的河北科技

2月7日，中國選手蘇翊鳴在北京冬奧會單板滑雪男子坡面障礙技巧決賽中收獲銀牌。這場比賽就在張家口云頂滑雪公園舉行。

很多觀眾從電視鏡頭中看到，賽場旁邊，有兩大片白色的“布”，上面印有北京冬奧會的標(biāo)識。有人以為那是廣告牌，其實(shí)，這是科技含量十足的防風(fēng)網(wǎng)，由石家莊鐵道大學(xué)風(fēng)工程研究中心主任劉慶寬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)。

講述人：石家莊鐵道大學(xué)風(fēng)工程研究中心主任劉慶寬

兩道防風(fēng)網(wǎng)分別安裝在空中技巧及U型場地技巧賽道的西側(cè)，各有9個塔、8張網(wǎng)，主要用于抵擋西北風(fēng)，其中塔高從12米到21米不等，最大的一張網(wǎng)，面積達(dá)到了450平方米。

之所以設(shè)置防風(fēng)網(wǎng)，是因?yàn)楸荣悎龅仫L(fēng)力過大，會影響運(yùn)動員的空中飛行姿態(tài)、著陸動作和比賽成績，甚至?xí)\(yùn)動員的安全造成威脅。

就在開賽前，我們同時實(shí)測，防風(fēng)網(wǎng)塔頂?shù)娘L(fēng)速7.5米/秒，防風(fēng)網(wǎng)遮擋的賽道上風(fēng)速下降到1.5米/秒，完全滿足國際奧委會賽道賽時風(fēng)速不超過3.5米/秒的要求。

這兩張網(wǎng)的特殊之處在于，它們的設(shè)計要解決以下問題：一是既要達(dá)到擋風(fēng)效果，又要滿足透光的要求；二是堅(jiān)固，網(wǎng)越大，風(fēng)的阻力越大，對網(wǎng)的強(qiáng)度要求越高；三是耐寒，能抵御現(xiàn)場零下二三十?dāng)z氏度的低溫；四是美觀，要滿足直播時的視覺效果；五是抗紫外線且阻燃。

我們團(tuán)隊(duì)依據(jù)場地地形和歷年氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)行反復(fù)的電腦建模計算和風(fēng)洞試驗(yàn)，拿出了設(shè)計方案，并通過了國際雪聯(lián)認(rèn)可。

防風(fēng)網(wǎng)由塔和網(wǎng)構(gòu)成。塔的一側(cè)設(shè)計成開口的形狀，防風(fēng)網(wǎng)在使用結(jié)束后，可從高側(cè)向低側(cè)收攏，像家用窗簾一樣，收到塔里去。

我們采用了高密度聚乙烯材質(zhì)，這種材質(zhì)看起來像塊“布”，實(shí)際是正反兩面設(shè)計了不同的空間結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于為風(fēng)加了一條減速帶?？锥吹慕M合可同時滿足防風(fēng)與透光需要，以及強(qiáng)風(fēng)下的抗拉性能需要。防風(fēng)網(wǎng)每米寬度可承受1.2噸的拉力，而厚度只有4毫米。

我們也在零下45攝氏度的低溫下進(jìn)行了反復(fù)凍融后的力學(xué)試驗(yàn)，防風(fēng)網(wǎng)在低溫下依然具有很好的力學(xué)性能。

世界最大的變角度斜行電梯

位于張家口賽區(qū)的國家跳臺滑雪中心，賽道起點(diǎn)距離地面160米。如何讓完成比賽的運(yùn)動員快速舒適地回到起點(diǎn)？這需要一部電梯。這里安裝了中國首例變角度斜行電梯，也是世界上運(yùn)行長度最長、載重量最大的變角度斜行電梯。

這部電梯由蘇州萊茵電梯股份有限公司設(shè)計安裝。

講述人：蘇州萊茵電梯股份有限公司副總經(jīng)理張維皓

咱們國家最早的斜行電梯，是2008年安裝在陜西法門寺合十舍利塔的4部斜行電梯，主要解決合十舍利塔內(nèi)的交通運(yùn)輸問題，也是我們公司設(shè)計生產(chǎn)及安裝的。

此外，還有首鋼滑雪大跳臺斜行電梯、八達(dá)嶺高鐵站斜行電梯，都服務(wù)于北京冬奧會。

但國家跳臺滑雪中心的變角度斜行電梯項(xiàng)目，難度更大。

難度之一是變角度運(yùn)行技術(shù)。這兩部電梯運(yùn)行總長244.206米，運(yùn)行角度隨山勢而變，上段傾斜角度22.56°，下段傾斜角度39.56°。角度的變化對電梯的運(yùn)行提出了多個難題。

我們在本項(xiàng)目上有很多的新技術(shù)，比如自正角技術(shù)，可以根據(jù)電梯的運(yùn)行角度自行調(diào)整平衡，始終讓轎廂內(nèi)的乘客保持直立，為乘客提供最大的舒適性；再比如無線通訊技術(shù)、電滑軌技術(shù)、無機(jī)械門刀技術(shù)、電缸控制技術(shù)、變速運(yùn)行等都是在常規(guī)電梯項(xiàng)目中沒有使用的。

難度之二是低溫運(yùn)行。普通電梯的運(yùn)行環(huán)境，大多是室內(nèi)，一般在零下5攝氏度以上。但崇禮的最低溫度能達(dá)到零下20多攝氏度。電器元件、鋼材都不能使用常規(guī)產(chǎn)品，我們進(jìn)行了超過6個月的調(diào)研和測試，選用耐低溫的材料來解決這一問題，對于電器元件反復(fù)進(jìn)行低溫實(shí)驗(yàn)，保證設(shè)備在零下25攝氏度時也能運(yùn)行。

難度之三是主要部件需要定制生產(chǎn)。主要部件如曳引機(jī)、控制系統(tǒng)、轎廂等都需要設(shè)計定制，特別是曳引機(jī)、控制系統(tǒng)的定制非常有難度。普通電梯的牽引力幾百Nm，但因?yàn)檫@兩部斜行電梯的額定載重2000kg，運(yùn)行長度長，又是變角度運(yùn)行，沒有現(xiàn)成的曳引設(shè)備，我們又定制生產(chǎn)了國內(nèi)第一臺扭矩達(dá)10000Nm的曳引機(jī)。

給“雪如意”披上光影外衣

北京冬奧會期間，國家跳臺滑雪中心將舉辦10場比賽，其中有6場是在晚上進(jìn)行。每到夜晚，數(shù)十萬盞燈亮起，有的燈負(fù)責(zé)比賽照明，有的燈則負(fù)責(zé)光影效果。

在頂端的“大圓環(huán)”——頂峰俱樂部，夜間會有不斷旋轉(zhuǎn)的投影畫面，為比賽場地增添美感。

這些光影效果由豪爾賽科技集團(tuán)股份有限公司和絲路視覺科技股份有限公司制作設(shè)計完成。

講述人：豪爾賽科技集團(tuán)股份有限公司工程執(zhí)行項(xiàng)目經(jīng)理武永平

僅頂峰俱樂部我們就安裝了4萬多個點(diǎn)光源，99臺光束燈，也就是俗稱的搖頭燈。這只是我們安裝的一部分，整個“雪如意”用了10萬多個燈。拋開安裝時的低溫等難度，最難的是怎么讓這么多燈按照場地需要，指哪兒打哪兒地亮起來。

我們給燈安上了“智慧大腦”，也就是我們自主研發(fā)的HAO平臺。通過這一平臺實(shí)現(xiàn)了每一盞燈自動編碼，從而對燈具的亮度值、顏色坐標(biāo)、亮度百分比等進(jìn)行調(diào)控。我們還通過感應(yīng)設(shè)備，收集電流、電壓、溫度等感知數(shù)據(jù)，通過5G技術(shù)，將設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的在線率、運(yùn)營、使用情況的監(jiān)管，對可能發(fā)生的故障進(jìn)行及時的預(yù)警、報警，最終保障燈光系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

“雪如意”將舉辦10場比賽，其中6場在晚上舉行。不同賽事都有專項(xiàng)的國家、國際標(biāo)準(zhǔn)，為了能夠更好服務(wù)于運(yùn)動員及首次8K賽事的轉(zhuǎn)播要求，本次冬奧會首次全部采用LED光源，在均勻度、照度級別、照度標(biāo)準(zhǔn)等都有了較大的提升，既解決了頻閃、眩光問題，又能更好地服務(wù)各種賽事活動，滿足運(yùn)動員比賽、觀眾觀看及電視轉(zhuǎn)播需求。

講述人：絲路視覺科技股份有限公司文旅事業(yè)部總經(jīng)理程大鵬

我們公司主要負(fù)責(zé)頂峰俱樂部的光影效果。

“雪如意”的“柄首”頂峰俱樂部前端懸挑高度37.5米，外徑78米，內(nèi)徑40米。我們要解決的第一個難題就是復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)與圖像拼接、融合上的難題。

為了達(dá)到對建筑的頂部、側(cè)面、底部進(jìn)行完美的影像呈現(xiàn)，我們動用了93臺高流明工程投影儀，做了上百次的數(shù)字融合修正，使影像與建筑實(shí)現(xiàn)了完美融合。

觀眾看到的“雪如意”燈光秀，似乎畫面一直在旋轉(zhuǎn)。

這其實(shí)是裸眼3D的視覺錯覺原理——以“雪如意”為成像介質(zhì)，將旋轉(zhuǎn)動態(tài)影像投射上去，再結(jié)合“雪如意”本體上所安裝燈光的遞變效果，最終形成了數(shù)碼影像加物理燈光效果相結(jié)合的“旋轉(zhuǎn)效果”。

“雪如意”燈光投影視頻分為6個不同的投影面，視頻內(nèi)容需要每一個投影面的旋轉(zhuǎn)速度和時間一致。為了達(dá)到這一要求，共采用了110多臺20000流明的投影儀將跳臺沿360度的方向打亮，還需要克服零下30-40攝氏度的嚴(yán)寒，以保證各臺投影儀之間的溫度、亮度、色彩融合一致。

這一光影秀作品，可以實(shí)現(xiàn)上看、下看、鳥瞰的三維立體欣賞視角。自下而上看到的是一飛沖天的感覺，自上而下又會有一種飛流直下三千尺的巨大落差感。環(huán)繞鳥瞰時通過光彩琉璃的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)感，以及各種藝術(shù)設(shè)計元素，讓整個建筑披上了華麗的光影外衣，配合潔白的雪地，呈現(xiàn)一種震撼效果。（河北日報記者白云）