“北京科技冬奧”關于智能場館建設的探索

王飛飛， 張劉引， 張淏楠， 陳冰凌

（北京清華同衡規劃設計研究院有限公司）

1 引言

2022 年冬奧會、冬殘奧會是中國歷史上第一次舉辦冬季奧運會，北京、張家口同為主辦城市，也是中國繼北京奧運會、南京青奧會之后中國第三次舉辦的奧運賽事重大盛會，吸引來自各國的大量運動員、官員及觀眾。同時，伴隨數字中國時代帶來的5G、物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術的融合創新應用，正在從根本上改變人們的生產生活方式和城市的運行管理模式。冬奧場館是2022 冬奧會、殘奧會舉辦的基礎，也是運動競技、觀賽和展示城市發展水平的窗口，擔負著先行示范的使命。北京冬奧場館立足于以人的需求為核心，突破傳統建筑建設或改造的困境，集中展示北京乃至全國的科技創新成果、協同區域整體發展，形成了面向未來智能建筑的新思路和新方法[1]。

2 總體思路

北京冬奧場館智能化建設既需要面向北京冬奧會的重大賽事需求和北京市精細化發展要求，又需要圍繞場館的公共安全保障、全球觀賽體驗、網絡數據安全、場館可持續運營、人流聚集管理等多維度需求?；谶@些復雜多元的需求，將近幾年的北京乃至全國的科技技術成果與北京冬奧場館需求進行精準匹配[2]，并將精準匹配的智能化內容與場館的整體空間、局部功能空間等進行結合，最終形成以人為核心的建筑智能管理、建筑與用戶服務、建筑與城市互動三個維度的冬奧場館智能化建設的新思路。

3 建筑智能管理維度

隨著建筑行業的大變革，建筑已經從傳統的粗放式管理轉變為精細化管理，對建筑舒適度、能耗以及安全保障的要求越來越高。北京冬奧對場館提出了更高的要求，每個冬奧場館的智能化需各具特色，本文選取北京冬奧場館智能化的共性內容，一般包括從能源優化、設備檢測預警、公共安防等維度，促進場館運營的降本增效、安全可持續以及高質發展[3]。

3.1 能源優化

我國現有建筑中大多為高能耗建筑，龐大的建筑能耗已經成為場館持續運營的巨大負擔。當前建筑能源管理往往沒有詳細的能耗數據積累，以及缺乏規范的能耗監測管理制度，在一定程度上阻礙了建筑能源科學優化的可能性。針對當前能源優化的瓶頸，北京冬奧場館從能源物聯及能源智能管理等方面切入，構建基于數字孿生技術的智能場館能源管理系統。利用數字孿生技術深度結合場館靜態和動態信息的變化，全面掌握場館能耗情況，滿足場館分時分地的用能優化的需求，實現全場館能源管理效率提升15%、能源消耗減少30%的目標。為中國“3060雙碳”目標的實現提供了冬奧場館經驗[4]。

3.2 設備智能監測

在建筑的全生命周期管理中，設備管理往往擔當著重要角色，尤其是在設備的運維管理階段，設備是否正常運行往往會影響著建筑的整體性能和客戶的滿意度。北京冬奧場館通過對場館內大型、重要設備運行數據進行采集監測，通過實時的數據服務和數據管理，對設備物理實體、運行信息、狀態等數據服務及對應的預警和維護，真實反映智能場館所涉及的物理設備對象的狀態和行為，并可為數字孿生、區域級和城市級管理平臺提供監測預警信息[5]。

3.3 智能安防

鑒于當前國際環境的復雜性和奧運安保對象與范圍的復雜性，安全保衛工作將成為整個2022冬奧運賽事組織、籌備和運行的重要保障基礎。北京冬奧場館結合基礎安防設施，利用人工智能對視頻、圖像等非結構化數據進行存儲和分析，從中識別安全隱患并對其進行結構化處理，實現建筑的人、事及物信息全采集、狀態全感知和智能識別。在每層的觀眾入口、每層環廊通道、公共區域等位置部署AI 視頻監測攝像頭，在數據安全的前提下提供人臉識別、體溫采集、區域入侵報警等精準識別功能。在北京冬奧會、冬殘奧會期間發揮了重要的“保安”作用[6]。

3.4 健康環境

當前大型建筑往往存在室內環境控制方面相對薄弱，無法滿足環境控制高效運維、品質運營的需求。北京冬奧場館通過環境數字化監測、環境AI評估，以及環境控制優化，搭建健康環境管理系統，一方面實現場館環境空間7*24智能控制，保證建筑內空氣質量達到國際健康建筑標準。另一方面，通過與場館內風機盤管的智能聯控，可在節約場館人力巡檢、調節的工作量的同時，降低場館環境管理運維的成本[7]。

4 建筑與用戶服務維度

建筑是服務用戶、滿足用戶需求的重要空間。隨著5G、人工智能等前沿科技的發展與應用，可為場館內的用戶提供在觀賽、出行、餐飲、購物、娛樂、導航、翻譯、物流配送等方面的全新體驗。聚焦冬奧場館多元使用方賽時及賽后的需求，打造具有交互體驗感、便捷獲得感的智能建筑管理服務樣板，最大限度滿足觀眾的服務需求[8]。

4.1 智能服務

提高用戶在建筑內的體驗與服務質量是智能建筑建設的重要目標之一。從北京冬奧場館服務的通用性與特殊性需求出發，分析傳統場館用戶體驗不足的原因，利用前沿技術，在室內定位導航、語音翻譯、售賣服務等方面作出一定的探索與實踐。借助視覺定位、5G等技術提供多技術融合的室內定位導航服務，為場館觀眾提供高精度地圖展示、樓層切換、語音識別、AR導航、視覺識別等服務。布設便捷的手持翻譯終端，依靠人工智能和云端算法等技術，實現多語言的實時翻譯，協助冬奧會期間國際用戶間的無障礙交流。同時，場館采用360 度覆蓋全場的拍攝相機，支持導播視角自主切換、任意縮放、4K高清伸縮觀看、連幅畫廊、實施轉碼、極速分發等功能，為觀眾提供云轉播服務和360 度視角AI 直播服務，提升觀眾的線上觀賽體驗感[9]。

4.2 數字消費

數字消費是通過網絡和智能終端直接為建筑用戶帶來全新消費體驗的新型技術應用，滿足潛在用戶的多元需求。針對多元使用方在賽時與賽后的需求，場館內布設無人零售柜（巢購），結合5G、AI、數字人民幣等技術，提供便利的消費服務，支持在購物過程中，多樣化選擇、一次性結算、多渠道支付[10]。

5 建筑與城市互動維度

建筑是城市的基礎單元，建筑場景建設也是城市智能化建設的最小顆粒。冬奧場館通過自身場館智能化改造，反哺提升周邊區域的綜合治理和服務能力。該方式突破傳統自上而下的智慧化建設模式，利用底層建筑智能場景的推廣與應用，實現城市每個基礎單元的智能化目標，聚少成多，最終支撐北京市精細化治理水平，推動北京整體、可持續的智能化建設[11]。

5.1 交通精準調度

北京冬奧場館往往具有人流聚集量大，且有著較高的短時交通通行壓力。目前大型場館周邊交通設施管理主要依靠人工調度，缺乏更大區域高效的內部車輛調度、車行引導及城市多交通工具的調度服務，難以滿足冬奧賽事交通區域精準調度的需求。冬奧場館借助北京市的智慧交通能力，通過大區域高快速路及一般道路的交通管制、信號燈優化、停車引導管制、奧運車輛及公交專用道設置，搭建快速緊急搶占系統、公交優先系統及區域交通行車引導系統，形成集內部車輛、觀眾車輛、公交、地鐵、出租車、網約車、共享單車、行人等八大系統于一體的交通調度服務，保障場館周邊交通體系順利運行[12]。

5.2 區域共享停車

場館周邊的公共停車資源、小區、商業等停車資源信息化數據化較為薄弱，車輛泊位信息碎片化，沒有實現互聯互通，難以滿足北京冬奧會開賽時的快速智能出入、出場停車交通引導及周邊停車資源數據實時共享等需求?；诒本┒瑠W場館周邊停車資源現狀，關聯北京市停車共享資源平臺，搭建以冬奧場館為核心的智能停車管理應用服務體系，形成融合路內停車、路外停車場、誘導系統等“三位一體”的場館智能共享停車管理平臺，保障場館內外停車系統建設的完整性、有序性和連續性[13]。

6 結語

2022年北京冬季奧運會在智能建筑方面提出了“可持續·向未來”、“創造奧運會和地區可持續發展的新典范”等建設愿景。北京冬奧場館結合冬奧會的需求和場館日常運營的需求，應用5G、人工智能、云計算、邊緣計算等一批前沿引領技術，集中打造智能建筑高質量、可持續、人性化、區域化發展的未來建筑應用場景，突出強調數據倫理、數據隱私等安全要求。突破了傳統智能建筑只關注自身管理的局限，將用戶服務和體驗納入場館智能應用場景體系中，并著重考慮場館智能化建設對城市整體發展的支撐作用，提出與城市協同發展的智能化建設方向，打造了高質量發展的智能建筑建設的新樣板，實現管理者實時掌握建筑運行情況、提高管理效率和決策水平，降低運行成本。