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《智能建筑》智慧体育场馆的建设与运营
2020-03-26







文/ 同方股份有限公司 吴 涛 曹菲菲 吴悦明 秦绪忠 

1 前言

       体育场馆是进行运动训练、运动竞赛、群众健身、举办文体活动的重要场所。随着国内和国际型赛事的快速增长,技术的不断革新与发展,“全民健身”及市场的激烈竞争对体育场馆不断提出的新需求,传统的体育场馆正在向智慧体育场馆发展。

       智慧体育场馆的变革过程主要包括两个阶段,第一阶段是智能建筑框架下的硬件设施建设。随着技术的不断迭代和升级,用户的注意力逐渐从硬件设施转向商业服务,这也迎来了第二次变革,即智能终端和 软件升级衍生出各种服务模式。

       无论是硬件改造还是软件升级,我们不能仅仅追求技术上的“高大上”和 “惊艳”,还应基于现有技术来解决建设中的痛点, 真正改善场馆的管理与运营能力。一方面,从用户的痛点出发,优化用户体验。另一方面,从管理的痛点入手,提高管理效率。具体可以分三步走:通过硬件投入,尽可能解放人力资源,实现自动化;将自动化与信息数据相结合,辅助决策依据,实现智能化;通过智能化,构建新的业务服务模式,创造新的利润增长点,实现智慧化。

2 打造智慧体育场馆应以人为本

       体育场馆面向的用户可以概括为几大类,分别是:场馆运营者、场馆消费者、主办方、运动员、商户、媒体等。

       场馆运营者主要关注场馆自身的运营情况。例如,提高管理效率,解放更多的人力物力;在安全、 舒适的前提下,节能减排,使场馆更加绿色;做好场馆无形资产管理,场馆间来往的客流信息数据,精细化运营的客户信息数据,通过打造全新的业务模式和解决方案,创造新的盈利增值点。

       场馆消费者,包括观众和运动员等,也是场馆的最终用户。无论是出行停车、场内消费、观看比赛和表演、还是在场馆运动参赛的良好体验,都是场馆健 康运营的基础。因此,解决数字化与人性化、商业化 与竞技场文化、标准化服务与用户个人需求等之间的矛盾,从用户痛点出发,优化用户体验,才能产生真正的价值。

       主办方包括演出、活动等组织机构,其需求主要集中在档期时段、完善的配套服务(大型活动申报、安保、场地搭建、门票、赞助、转播、网络等)。无论是大型场馆还是全民健身场馆,此类活动的配套能 力都是场馆基本运营能力的体现。为了更好地实现品牌价值与经济回报,场馆运营者最大的需求就是活动转场效率与空间坪效的提高。

       商户主要指场馆综合体内的各类商户,包括但不 限于餐饮、娱乐、培训机构、服饰纪念品售卖等商 户。对于这类商户最核心的需求就是借助场馆各种活 动为各自店铺引流。同时,这类商户也对场馆C端用 户的用户体验起到重要作用。通过规划好商业动线让用户更好地体验到各类服务,利用信息化技术提升各类商户服务能力,采用差异化定位及招商来更好匹配场馆运营,都是智慧场馆需要考虑的问题。目前全民 健身场馆中的商户更多是培训机构、训练营这样的生态合作机构,作为全民健身场馆运营方,还需要考虑 如何借助场馆平台为培训机构更好地引流招生,借助日常活动整合更多资源,为商户创造更多更大的价值。

       对于媒体而言,在商业空间里的任何内容都有可能变成媒体内容。所以智慧体育场馆需要有媒体意识,既要有服务电视、转播机构的意识,又要有服务当下网红直播的意识。

       新时代的智慧体育场馆,不应是好大喜功的高额 投入、高深莫测的概念产品,更不应是孤芳自赏的标 榜,而应切实解决场馆运营痛点,回归人性,为运营者、消费者、主办方、运动员、商户、媒体等创造实 实在在的价值。由于智慧体育场馆涉及到的各类智能 化、信息化的技术及应用众多,本文将结合体育场馆的特点,重点从绿色运营、智慧安全、消费者体验等方面探讨智慧体育场馆的建设与运营。

3 绿色运营

3.1 通过持续优化,保证不同运营模式下的控制品质及节能运行

       对体育场馆内的冷机群控系统、空调机组、新风机组、送排风机、风机盘管、给排水系统、照明回 路、电梯系统等进行监控,在赛时要满足各项环境指 标及要求,比赛区要安全可靠,观赛区要舒适、绿 色、健康;在赛后的日常运营中,还应具有节能、环保、高效、易使用、易维护等特点,有助于快速提高转场效率,有效降低运营成本。

       由于场馆各个区域的布局及使用功能随着季节、 比赛和重大活动、日常经营任务的变化而调整,与之对应的外部气象环境、系统控制参数设定值、内部负荷需求等,也会随之变化。因此,控制系统的建设应 具有灵活性,包括部署灵活、配置灵活、组网灵活、 编程灵活、维护升级灵活等。

       通过场馆管理信息与建筑设备控制系 统的结合,由场馆经营人员提供活动类 型、时间段、所在区域、大致进行阶段等信息的输入,系统可根据这些信息和预设 条件,自动判断活动进展不同阶段设备的 运行模式,自动决策机电设备的工作时间和运行调节策略,满足不同场景下的环境 控制品质。

       根据场馆不同运营模式,建立人体用能习惯预测模型,为用能设备制定控制和 节能策略提供依据。结合人工智能的理念,通过数据挖掘、节能专家诊断,建立能源自适应控制模型库,自动优化控制策略及各项运行参数。

       基于运营云平台的搭建,采用设计、建设、运营管理一体化模式,有助于获取实时监控数 据,并对长期积累的数据进行分析、挖掘。根据每个 体育场馆不同的运营特点,逐步修正完善自适应控制模型库,可使系统进一步满足用户使用需求,逐步达到与体育场馆的完美切合,使节能优化与实际控制过程形成闭环。

3.2 群智能技术在水立方项目中的应用

       以水立方项目为例,2022年冬奥会冰壶比赛期间,需要实现冰壶比赛大厅热湿环境控制,满足赛场 对环境的热湿要求;冬奥会后,则需满足日常赛事、 重大活动的运行需求,以及为市民提供冬夏两季健身娱乐活动场所的需求。



       我们在水立方项目中采用了群智能技术,通过该技术,实现控制系统的自组织、自适应、自调节、持续优化,保证不同运营模式下体育场馆各个区域的环境品质,同时提高整个冷热源和空调系统的综合运行 效率,实现安全管理和节能运行。

通过对各种相关数据的接入,结合群智能技术空 间定位的能力,将人、物、时间、空间等数据信息关联,可扩展更多智慧化应用。

       例如,水立方各区域多是高大、连通空间,有多个出入口,气流组织比较复杂。同时,馆内有泳池、 餐饮等经营区域,多功能厅等区域又有可能承接国家重要外事活动,气流组织稍有不慎,泳池、餐饮区域 的空气就会流动到举办重大活动的区域,严重影响场馆的环境品质及用户体验。

结合群智能技术,通过场模型建模分析,实现气流场动态识别和优化控制。通过遍布在水立方的各种 室内环境传感器参数的梯度变化、各个区域的全空气 系统运行参数、各个送排风机的启停状态以及各个出 入口的开启情况,采用场模型等建模分析,综合分析识别场馆中气流场的动态变化。在此基础上,进一步调节各暖通设备运行状态,实现泳池、餐饮区域微负压,重点区域微正压,从而保证整个场馆的环境品质。

4 智慧安全

       智慧体育场馆的安全建设,主要包括安全防范系统,信息发布、智能导引及人员疏散,停车场管理及 场馆周边交通信息导引,应急管理等。

4.1 安全防范系统

       采用先进的视频采集技术、智能分析技术,结合人工智能技术,对体育场馆内外进行全方位的监控和分析,全面掌握现场情况,得出相应的人员流动状况、突发事件、异常行为、周边道路拥堵状况等真实数据,为运营者提供实时的信息,为场馆的运营和信息发布提供数据支撑。

       结合BIM+3D GIS技术,实现基于三维的安全管控,如三维全局态势分析、重点目标建模、图像一键定位、快速导航等功能。

       随着5G技术的发展,利用5G超大带宽、低延时的特点,在临时监控区或巡逻人员头盔上设置移动摄像 机。通过5G传输方式回传至监控平台,极大扩展了安防监控范围。

(1)人脸识别

       结合安检设备,如金属安检门、金属探测器、X光包裹安检机等,实现人员及物品的安全检测与入场。 通过人脸识别技术辅助票务与安检环节,为持票者提 供刷脸入场服务。在体育场馆重要出入口、售票口、 检票口等区域部署人脸抓拍摄像机,对经过该位置的人员进行人脸抓拍、人脸特征的提取和分析。系统对接公安部数据库,基于深度学习的人脸智能算法,实现黑名单布控报警、人脸比对、人脸照片查询等功能。

       在内部人员办公区及重要区域,设置人脸识别速通门、人脸识别门禁控制器、人脸考勤机等,实现基于人脸识别的出入口控制和考勤管理。

(2)客流检测

       随着场馆内大型赛事及重大活动的举办,需要建 立面向各类客流特点的疏导机制,建立完善的客流流动检测机制,更好地发现场馆内的客流动向特点和规律,形成有效的引导。

       系统通过在体育场馆重要出入口、检票口、活动、休闲、售卖等区域设置客流统计摄像机,对客流数据进行实时采集,并以此建立体育场馆内人员的流向趋势监测。通过进一步的数据挖掘,配置辅助设备及相关服务,建立良好的内部客流流通渠道。

(3)密度检测

       通过在人流密集活动区域部署密度检测摄像机,对区域内的人员密度进行实时检测和密度预警。通 过对视频中的人流进行目标检测、场景建模,实时输出人群密度分布图,并可根据模型数据输出人数趋势 图。展示当前区域内的活动人数,并将一段时间内人群活动状态完整呈现,便于评估现场人群密度的发展态 势。当监控区域内人群密度达到一定阈值时,系统界面自动发出报警信号,便于快速启动相关预案措施。

(4)异常行为检测

       通过异常行为检测,对人员的异常行为进行提前布防,实时预警,及时处置。对出现在设定警戒区域内的运动目标进行自动侦测并触发报警,上传报警抓 拍图片;支持进入区域、离开区域、区域徘徊检测; 巡查人员离开设定区域范围到达设置值时,触发报警,并上传报警抓拍图片。

4.2 信息发布、智能导引及人员疏散

(1)信息发布

       信息发布系统将音视频信号通过信息发布平台传输到显示终端,以高清晰的数字信号播出。可发布赛事直播、现场活动直播、政府公告、新闻、广告、天气预报、场馆内空气质量等信息。应用“互联网+” 技术,结合多种展现和发布手段,根据不同区域和受众群体,做到分别管理,有针对性地发布信息。

(2)智能导引

       通过信息发布显示屏、引导指示屏、引导标识、 自助查询机等,提供室内导引。同时结合微信公众号、手机APP等应用,向用户提供基于手机终端的场馆三维室内地图,通过手机进行快速定位,提供用户至目的地的路径规划及实景AR导航。

(3)人员疏散

       结合客流检测与分析技术,人员分布和出口分布,通过设置指示牌、引导标识、闸口放行装置等,指导体育场馆内人流的疏导与引流,辅助紧急情况下 的疏散管理。

4.3 停车场管理及场馆周边交通信息导引

(1)停车场管理

       在体育场馆的停车场设置停车场管理系统,主要包括:车牌识别、图像对比、剩余车位显示、车位引导、反向寻车等功能。

       在严格管控通行车辆的同时,保证整个出入口的 通行效率,避免停车场出入口拥堵状况的出现,提高管理水平,同时提升用户停车体验。

(2)车流监测

       对接交通管理系统、停车场管理系统,并在体育 场馆周边部署高清摄像机,通过前端监控设备及平台算法,对经过的车辆进行实时监测,统计车流量,得知周边路段的交通压力。

       系统可与公安部门及交警部门的黑车数据库进行联网对比,也可自建黑车数据库。抓拍到的车牌号、 车型、颜色等车辆信息与黑车数据库进行实时比对,如果确定为黑车,则禁止入场,并进行远程报警,同 时提示相关部门进行确认。

(3)交通信息导引

       交通信息导引,主要通过外场诱导显示设备,把交通诱导信息发布出去。系统可实现远程控制,及时发布警告警示信息、交通诱导信息和公众信息,包括人流、路况信息、停车场车位信息等,公众可提前了 解体育场馆周边道路状况,避免交通阻塞,减少交通事故等。

4.4 应急管理

       结合安全防范系统、消防系统、“物联网+音视 频”采集技术、人员定位技术等,构建应急管理系统。系统可收集事故现场信息,接收上级指令,并将指令下达至各相关子系统、各相关人员。

       通过建立应急处理预案,对体育赛事、重大活动、日常运营过程中突发的事件做好各项保障工作, 确保运营安全。当事件触发时,自动启动应急预案,实现对火灾、非法行为、自然灾害、重大安全事故、 公共卫生事件和社会安全事件的本地及远程报警。同时联动广播系统,及时进行应急广播;联动应急照明和疏散系统,实现紧急疏散与逃生导引;联动各相关 系统,例如门禁系统自动开门、车辆出入口自动开启 等,为人员疏散提供最大便利。

5 消费者体验

       随着5G技术的发展,针对体育场馆的不同场景, 基于5G技术实现赛场超高清直播、网络直播等应用。 在赛事直播时,可通过4K摄像机、无人机等对运动员实时监测、追踪,结合5G超大带宽,实现超高清、多视角、低时延的赛事直播。还可以通过在运动员服装上安装的监控、传感装置,将运动员比赛数据通过5G 网络实时回传,结合VR/AR技术,使观众通过佩戴相应装备,以运动员的第一视角来观看比赛,拥有身临其境的观赛体验。观众还可以通过扫描二维码直接进 入体育场的直播画面,方便实现互动分享。

       通过部署人工智能机器人,为观众提供赛事讲解、智能引导及互动交流。

       通过体育场馆APP或官方微信公众号,为观众提供场馆相关信息与资讯、赛事信息、自助预订场地、 活动报名、领取全民健身优惠、场馆导航、订单管理、线上社区、线上直播、停车收费、自助点餐、紧 急通知、天气预警等多种增值服务。

       与此同时,场馆运营者可通过APP挖掘用户潜在需求,通过商业分析技术,调整商业战略及推广方案,为用户提供更加个性化、品质化的服务。

6 结论

       智慧体育场馆的建设与运营,需要不断满足时代的发展变化以及人们对于体育场馆的新需求。其意义在于提升场馆商业价值,提升服务水平和运营效率, 优化资源配置,催生新型运动服务并形成体育新生 态。随着“云、大、智、物、移”以及5G、VR/AR、 BIM、数字孪生、音视频技术以及信息化系统的快速发展和应用,智慧体育场馆的建设还将有更为广阔的空间。