科技助力讓風(fēng)可以看得見

“這是我夢(mèng)寐以求的禮物，20年來，我一直期盼能夠有一個(gè)這樣的系統(tǒng)。”初次看到系統(tǒng)時(shí)，國(guó)家隊(duì)外籍射擊教練阿梅特在發(fā)出驚嘆的同時(shí)高興地跳了起來。

究竟是什么樣的系統(tǒng)能讓國(guó)家隊(duì)教練如此激動(dòng)?

1月25日，科技日?qǐng)?bào)記者在現(xiàn)場(chǎng)采訪系統(tǒng)領(lǐng)銜研發(fā)人、中科院空天信息創(chuàng)新研究院研究員邵蕓時(shí)了解到，這套系統(tǒng)確實(shí)不簡(jiǎn)單。它是一套可以精準(zhǔn)捕捉、“看見”風(fēng)向和風(fēng)速的系統(tǒng)，能夠?yàn)閲?guó)家隊(duì)教練員和運(yùn)動(dòng)員提供更快速、更精細(xì)的氣象服務(wù)。

弄清國(guó)家隊(duì)訓(xùn)練中遇到的“痛點(diǎn)”

雪上項(xiàng)目是冬奧會(huì)的重頭戲，占獎(jiǎng)牌總數(shù)的70%。然而，雪上項(xiàng)目比賽場(chǎng)或訓(xùn)練場(chǎng)往往氣象條件嚴(yán)酷多變。場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)時(shí)刻都在變化，是影響我國(guó)雪上項(xiàng)目競(jìng)技成績(jī)和訓(xùn)練效率與安全性的重要因素之一。

“有些雪上競(jìng)技項(xiàng)目比賽往往在幾秒、十幾秒到數(shù)十秒時(shí)間內(nèi)結(jié)束，有些項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員需要從十幾米的高空平穩(wěn)落地，而時(shí)刻都在變化的風(fēng)速、風(fēng)向，不僅會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技成績(jī)，也會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員能否安全地完成規(guī)定動(dòng)作，避免受傷。”邵蕓解釋道。

以往教練員只能依靠風(fēng)向旗往哪里飄、飄成什么樣的狀態(tài)，來判斷訓(xùn)練場(chǎng)的風(fēng)速、風(fēng)向。這種判斷不僅具有主觀不確定性，還非常模糊，有時(shí)甚至可能會(huì)出現(xiàn)誤判。

“我們研發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)的量化，能夠?qū)崟r(shí)獲取訓(xùn)練場(chǎng)10米級(jí)高精度的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，直接換算成風(fēng)指數(shù)，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)、Pad等智能終端，為教練員臨場(chǎng)指揮比賽、保障運(yùn)動(dòng)員的生命安全提供決策輔助。”談起自己領(lǐng)銜研發(fā)的雪上項(xiàng)目場(chǎng)地環(huán)境要素影響評(píng)估與臨場(chǎng)決策輔助支持系統(tǒng)，邵蕓充滿自信。

事實(shí)上，早在2008年，邵蕓就開始了對(duì)風(fēng)的研究。“那時(shí)候，我做的是微波遙感海面風(fēng)場(chǎng)反演研究。”邵蕓說。

通過近10年的研究，邵蕓摸清了風(fēng)的變化規(guī)律。同時(shí)，通過與國(guó)家隊(duì)的交流溝通，她也弄清楚了國(guó)家隊(duì)在訓(xùn)練過程中遇到的“難點(diǎn)”“痛點(diǎn)”。

“他們需要在很小的區(qū)域場(chǎng)地，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地獲取風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)。”邵蕓說，比如，對(duì)自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員來說，從什么地方開始起滑，直接影響比賽成績(jī)和安全落地，他們需要根據(jù)實(shí)時(shí)的風(fēng)的數(shù)據(jù)信息調(diào)整起滑位置。

實(shí)現(xiàn)從“感知風(fēng)”到“看見風(fēng)”的跨越

邵蕓對(duì)風(fēng)變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)與國(guó)家隊(duì)的需求一拍即合。

2019年8月，由邵蕓領(lǐng)銜申報(bào)的“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)“雪上項(xiàng)目場(chǎng)地環(huán)境要素影響評(píng)估與臨場(chǎng)決策輔助支持系統(tǒng)”通過答辯，正式立項(xiàng)。

根據(jù)雪上項(xiàng)目地形復(fù)雜、氣象條件多變等實(shí)際情況，邵蕓帶領(lǐng)項(xiàng)目組進(jìn)行了500多天的跟隊(duì)觀測(cè)、模型構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)?zāi)M、人工智能大數(shù)據(jù)分析，最終成功研發(fā)出雪上項(xiàng)目輔助決策支持系統(tǒng)。

“這一由我國(guó)科學(xué)家研發(fā)的首套雪上項(xiàng)目臨場(chǎng)指揮支持系統(tǒng)的誕生，改變了過去主要依靠經(jīng)驗(yàn)來決策指揮訓(xùn)練的狀況，實(shí)現(xiàn)了從‘感知風(fēng)’到‘看見風(fēng)’的跨越，填補(bǔ)了我國(guó)外場(chǎng)雪上競(jìng)技體育精準(zhǔn)氣象科技保障的技術(shù)空白。”邵蕓說。

更重要的是，項(xiàng)目研發(fā)的比賽臨場(chǎng)決策輔助支持系統(tǒng)具備可移植、易操作特點(diǎn)，在不少國(guó)家隊(duì)都可以得到應(yīng)用。目前，該系統(tǒng)已被用于自由式滑雪空中技巧、冬季兩項(xiàng)、跳臺(tái)滑雪、北歐兩項(xiàng)、大跳臺(tái)等雪上競(jìng)技體育項(xiàng)目的備戰(zhàn)訓(xùn)練中。

基于這一重大專項(xiàng)科研成果在冬奧會(huì)備戰(zhàn)中的成功應(yīng)用，2021年7月，在2022年北京冬奧會(huì)冰雪項(xiàng)目2020—2021賽季表彰大會(huì)上，邵蕓受聘為中國(guó)冰雪科學(xué)家。

采訪中，邵蕓多次強(qiáng)調(diào)，好成績(jī)的取得離不開項(xiàng)目組成員的共同努力，功勞簿上不能少了國(guó)家衛(wèi)星氣象中心黃富祥研究員，中科院空天院李津平副研究員、王國(guó)軍副研究員、李飛研究員等人的名字。

春節(jié)期間正好是北京冬奧會(huì)舉辦時(shí)間，邵蕓也不會(huì)休息。“我和我的部分團(tuán)隊(duì)成員從2月1日開始到冬奧會(huì)結(jié)束，都必須值守在崗位上，為重點(diǎn)的雪上項(xiàng)目提供氣象保障服務(wù)。”邵蕓說道。

(記者 陸成寬 實(shí)習(xí)記者 孫明源)

標(biāo)簽： 數(shù)據(jù)信息 支持系統(tǒng) 決策輔助 氣象條件