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如何實現“舉重若輕”？

每經記者 葉曉丹    每經編輯 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節往往備受矚目，而此次冬奧會呈現了以低碳綠色環保為核心原則打造的微火火炬，前所未有的點火儀式創造了奧運歷史。

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）的小雪花共同構建的，而且是在表演的環節中，一開始就存在的。它就像一個臥底一樣，一次一次地出現，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出來了，一直到最后。

如何才能實現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的大豐實業（603081.SH)表示，冬奧會開幕式地面核心裝置系統是一個與時間和環境賽跑的項目。鳥巢現場地面都是LED大屏，不能承受大件貨物，地面核心裝置系統要裝在鳥巢中心區域升降臺鋼架中，對本次安裝是一項重大挑戰。

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噸的鋼結構快速升降，依靠控制系統的精細操控，在69秒內將主火炬從地下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。

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

主火炬秉承綠色、可持續發展理念進行研發設計，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保材料和工藝進行設計制造。翻轉提升裝置驅動系統由4套龐大又精密的齒條機構組成，長達9米的齒條在大豐獨有控制系統的精確控制下，升降不同高度旋轉不同角度，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補償裝置，讓象征著中華24節氣文化的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，火炬手也能拾級而上。

大豐實業透露，為了實現這一效果，項目最初仍面臨不小的挑戰。鳥巢現場地面都是LED大屏，不能承受大件貨物，地面核心裝置系統要裝在鳥巢中心區域升降臺鋼架中，對本次安裝是一項重大挑戰。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、監理組及專家認可。

讓比賽現場更具“氛圍感”

《每日經濟新聞》記者從大豐實業獲悉，大豐實業子公司大豐體育參與“科技冬奧”國家重點研發計劃項目的多個課題，承擔“體育展示互動呈現終端研發”的研究工作，參與“面向可穿戴發光設備的互動體驗視聽控制系統研發”和“云端互聯觀眾互動體驗系統集成與應用示范”的部分研究工作。除了主火炬地面裝置系統，大豐實業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場觀賽的遺憾，大豐實業表示，公司承擔相關課題的研發團隊專門在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，根據工作人員在云端創編的內容，呈現不同的氛圍效果。

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，可以產生各種柔和的光，每個獨立的熒光棒有256種顏色，呈現出觀眾滿場的效果。

據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。

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

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

而傳統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進行中央集中控制，簡單地把預設儲存在每個熒光棒內存中的內容進行定時播放，不能實現小范圍內的小組成員間的聯動控制，后臺創意內容不能實時播放，降低熒光棒氛圍調節的準確性及靈活性。

但面向大規模可穿戴發光設備點陣無線群控系統及技術結合觀賽互動效果的云資源創編系統，通過本地服務器連接云端及現場基站，從云端讀取創編內容數據，再通過多個基站分發數據，由基站采用2.4G RF的無線通信方式控制熒光棒發光。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模。