观冬奥·向未来丨冬奥微火耀雪花 开幕式主火炬地面核心装置系统如何实现“举重若轻”？

每经记者 叶晓丹    每经编辑 张海妮    

图片来源：视觉中国

2022年2月4日，北京冬奥会开幕。奥运会开幕式上的点火环节往往备受瞩目，而此次冬奥会呈现了以低碳绿色环保为核心原则打造的微火火炬，前所未有的点火仪式创造了奥运历史。

冬奥会开幕式总导演张艺谋表示，主火炬是一朵雪花，燕山雪花大如席，但是这一朵雪花是由90个参加国家（和地区）的小雪花共同构建的，而且是在表演的环节中，一开始就存在的。它就像一个卧底一样，一次一次地出现，让人完全想不到，主火炬早就向世界亮相了它的功能，一起向未来的理念早就表现出来了，一直到最后。

如何才能实现让人意想不到的效果？负责此次冬奥会开幕式主火炬地面核心装置系统的大丰实业（603081.SH)表示，冬奥会开幕式地面核心装置系统是一个与时间和环境赛跑的项目。鸟巢现场地面都是LED大屏，不能承受大件货物，地面核心装置系统要装在鸟巢中心区域升降台钢架中，对本次安装是一项重大挑战。

主火炬“雪花”如何“举重若轻”？

冬奥会开幕式上，当火炬交到迪尼格尔-依拉木江、赵嘉文的手中后，两人走上火炬台，将手中的火炬放在大雪花中央，主火炬塔就此点燃。

重达260吨的钢结构快速升降，依靠控制系统的精细操控，在69秒内将主火炬从地下10米的位置抬升到舞台中央。火炬手将手持火炬插入“雪花”中心，主火炬地面核心装置系统举重若轻地将“雪花”升至空中，奥运圣火与96朵晶莹剔透的雪花、6条飘逸的橄榄枝交相辉映。

《每日经济新闻》记者从大丰实业方面获悉，冬奥会开幕式的主火炬地面装置系统由三部分构成：LED底盘、主火炬辅助翻转提升装置和台阶踏步升降装置。

主火炬秉承绿色、可持续发展理念进行研发设计，采用氢作为燃料，保证其能在极寒天气中使用，可抗风10级。主火炬地面装置也全部采用环保材料和工艺进行设计制造。翻转提升装置驱动系统由4套庞大又精密的齿条机构组成，长达9米的齿条在大丰独有控制系统的精确控制下，升降不同高度旋转不同角度，完成复杂的曲线运动，将主火炬举高8米。

台阶踏步升降装置设计了巧妙的翻转补偿装置，让象征着中华24节气文化的24个台阶始终自动保持水平且高差一致，即便台阶在运动状态，火炬手也能拾级而上。

大丰实业透露，为了实现这一效果，项目最初仍面临不小的挑战。鸟巢现场地面都是LED大屏，不能承受大件货物，地面核心装置系统要装在鸟巢中心区域升降台钢架中，对本次安装是一项重大挑战。为解决这一问题，大丰采用260吨吊车，吊装跨度直径可达60多米，在鸟巢通道处把地面核心装置设备单件吊入中心升降台进行拼接安装的施工方案，并获得奥组委、监理组及专家认可。

让比赛现场更具“氛围感”

《每日经济新闻》记者从大丰实业获悉，大丰实业子公司大丰体育参与“科技冬奥”国家重点研发计划项目的多个课题，承担“体育展示互动呈现终端研发”的研究工作，参与“面向可穿戴发光设备的互动体验视听控制系统研发”和“云端互联观众互动体验系统集成与应用示范”的部分研究工作。除了主火炬地面装置系统，大丰实业还运用科技手段为本届冬奥会赛场营造出“氛围感”。

为了弥补观众不能到现场观赛的遗憾，大丰实业表示，公司承担相关课题的研发团队专门在7000个座位上安装了“荧光棒”。这并不是普通的荧光棒，它会基于无线群控技术，根据工作人员在云端创编的内容，呈现不同的氛围效果。

有观众的时候，观众可将荧光棒拿在手里挥舞，这样能让观众和运动员之间形成良好互动，增加比赛现场的氛围。而在没有观众时，这些荧光棒就放在扶手上，可以产生各种柔和的光，每个独立的荧光棒有256种颜色，呈现出观众满场的效果。

据冬奥会赛事组委会介绍，即便入场观众不多，但只要观众席上星星点点的灯光比较多，运动员就更容易兴奋起来，有助于他们提高成绩。

大丰实业方面介绍，上述名为“云端互联观众互动体验系统集成与应用示范”的项目是由公司和中国传媒大学一起合作研发的。在该项目研发推进中，大丰实业方面已经获得一项实业新型专利、申请两项发明专利、登记一项软件著作权。

据了解，作为终端的荧光棒，具有通过RF射频控制技术读写座椅位置信息进行定位、也可以通过主动定位技术自动获取荧光棒定位数据，从而直接将云端输出内容通过荧光棒进行场景呈现。

而传统的荧光棒要么是独立操作使用，要么是利用无线电控制系统进行中央集中控制，简单地把预设储存在每个荧光棒内存中的内容进行定时播放，不能实现小范围内的小组成员间的联动控制，后台创意内容不能实时播放，降低荧光棒氛围调节的准确性及灵活性。

但面向大规模可穿戴发光设备点阵无线群控系统及技术结合观赛互动效果的云资源创编系统，通过本地服务器连接云端及现场基站，从云端读取创编内容数据，再通过多个基站分发数据，由基站采用2.4G RF的无线通信方式控制荧光棒发光。每个服务器最多可以控制30个基站，每个基站最多可以控制3500个荧光棒，每个荧光棒可显示256色，刷新频率不低于10帧，达到一个服务器控制10万荧光棒的表演规模。