基于物聯(lián)網(wǎng)的智能體育場(chǎng)館系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)研究

黃濤

對(duì)于體育場(chǎng)館而言，主要是為了讓學(xué)生或者運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練以及體育競(jìng)賽的專業(yè)場(chǎng)所，在我國(guó)體育發(fā)展道路上占據(jù)著重要地位，在當(dāng)前智能化建筑以及信息技術(shù)快速發(fā)展前提下，幫助我國(guó)智能化體育場(chǎng)館建設(shè)取得了較大進(jìn)步與發(fā)展。體育場(chǎng)館的智能化主要體現(xiàn)在體育場(chǎng)地的照明、遠(yuǎn)程操控設(shè)備以及場(chǎng)館監(jiān)控等。而對(duì)于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的整體發(fā)展而言，已經(jīng)發(fā)展成了新一代通訊技術(shù)，并且在許多行業(yè)中都體現(xiàn)出了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景，同時(shí)還被國(guó)家提升到了戰(zhàn)略發(fā)展層面。

1. 物聯(lián)網(wǎng)的定義與具體應(yīng)用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

簡(jiǎn)單而言，物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是一種物與物之間相互連接的網(wǎng)絡(luò)，主要指的是：“能夠?qū)⒁恍╇S處可見的設(shè)備與末端設(shè)施，通過(guò)必要的通訊手段來(lái)實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)系、溝通，并且還能根據(jù)云計(jì)算軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備與末端設(shè)施的操控，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與虛擬相連，將設(shè)施與末端設(shè)備建設(shè)的更加智能化，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)施設(shè)備之間能夠體現(xiàn)出智能化、互動(dòng)、互通”[1]。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過(guò)程中，也有這一定的內(nèi)涵與意義，主要表現(xiàn)為感知層面、應(yīng)用層面與技術(shù)層面三大類，其中感知層面則是由RFID、系統(tǒng)所具備的傳感器網(wǎng)絡(luò)、遙感控制系統(tǒng)以及設(shè)備條形碼等技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)傳輸層則包括了M2M網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)連接技術(shù)以及無(wú)線網(wǎng)連接技術(shù)等；應(yīng)用層則包括了云計(jì)算技術(shù)、知識(shí)獲取以及智能系統(tǒng)等。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的提出，主要是為了滿足各種煩應(yīng)用的需求，實(shí)現(xiàn)物與物之間能夠進(jìn)行完善的信息交換，并且還是當(dāng)前新一代信息技術(shù)的總稱。物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)前的發(fā)展之初，就已經(jīng)成為了符合當(dāng)前發(fā)展的需求，并且應(yīng)用到了人們所涉及的各項(xiàng)領(lǐng)域，當(dāng)然在體育場(chǎng)館訓(xùn)練中也有所涉及。目前，隨著當(dāng)前社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的不斷完善，在智能體育場(chǎng)館系統(tǒng)中得到了有效應(yīng)用。例如：物聯(lián)網(wǎng)在智能體育場(chǎng)館系統(tǒng)中場(chǎng)地?zé)艄饪刂啤＿@就需要根據(jù)不同的體育訓(xùn)練項(xiàng)目，針對(duì)性的設(shè)計(jì)燈光照亮、光照均勻、場(chǎng)地炫光效果以及燈光控制[2]。正式的體育賽事而言，燈光效果要能夠符合當(dāng)前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橹挥斜ＷC了比賽場(chǎng)地?fù)碛姓吡己玫臒艄庑Ч约肮庹找曈X背景，才能為運(yùn)動(dòng)員以及觀眾創(chuàng)造出良好的視覺效果，而電視臺(tái)在對(duì)體育賽事進(jìn)行轉(zhuǎn)播或直播時(shí)，才能將更清晰的賽況呈現(xiàn)給觀眾。

2. 物聯(lián)網(wǎng)模式下的體育場(chǎng)館系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)的體育場(chǎng)館早就成了現(xiàn)代化體育場(chǎng)館，同時(shí)也是智能化體育場(chǎng)館得以體現(xiàn)的重要標(biāo)志，還是體育場(chǎng)館在建設(shè)與發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)自自動(dòng)化、數(shù)字化以及信息化發(fā)展的主要表現(xiàn)形式。雖然在體育場(chǎng)館發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)于體育場(chǎng)館的智能化并沒有一個(gè)明定義，但是在發(fā)展過(guò)程中，依然會(huì)不斷豐富智能化體育場(chǎng)館的內(nèi)容，從而體現(xiàn)出智能場(chǎng)館的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化建設(shè)，不僅如此，在這樣的前提下，體育場(chǎng)館的每一次發(fā)展，能夠賦予當(dāng)前體育場(chǎng)館新的含義與內(nèi)容，提升智能化體育場(chǎng)館的實(shí)用性(見圖1)。在通暢情況下，智能化體育場(chǎng)地主要是由“智能監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、場(chǎng)館專業(yè)性系統(tǒng)、實(shí)用型信息系統(tǒng)以及綜合布局系統(tǒng)等”。但是隨著現(xiàn)階段的發(fā)展，為了滿足體育專項(xiàng)訓(xùn)練以及人們觀賞需求，智能體育場(chǎng)館已經(jīng)變成了智能化建筑與智能化體育相結(jié)合的復(fù)合型系統(tǒng)。由此看來(lái)，在智能化體育場(chǎng)館中加入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可以說(shuō)是在一定程度上直接提升了體育場(chǎng)館的智能化建設(shè)。

2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

在對(duì)智能化體育場(chǎng)館進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程，要求設(shè)計(jì)人員能夠在現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)技術(shù)有機(jī)遠(yuǎn)程操控技術(shù)相結(jié)合，從而能夠共同將體育場(chǎng)館建設(shè)成為智能化體育場(chǎng)館。因此，在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，還需要從互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及基礎(chǔ)屬性功能這三個(gè)模塊進(jìn)行思考，從而將這項(xiàng)系統(tǒng)不斷的完善與優(yōu)化[3]。同時(shí)在設(shè)計(jì)智能化體育場(chǎng)館的過(guò)程中，該需要與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，這樣才能確保提升體育場(chǎng)館的整體智能化程度，從而真正實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館的智能化管理。

圖1 體育場(chǎng)館智能化進(jìn)程

2.2 系統(tǒng)功能性設(shè)計(jì)

在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的影響下，所建設(shè)開發(fā)智能化體育場(chǎng)館，必須要配備與場(chǎng)館專業(yè)屬性相關(guān)的管理模式，這樣才能為智能體育場(chǎng)館的發(fā)展提供保障，維護(hù)智能體育場(chǎng)館正常運(yùn)行。因此在智能化系統(tǒng)設(shè)置過(guò)程中，需要在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，還需要體育場(chǎng)館具備一些安全實(shí)用性功能，例如：智能安防系統(tǒng)、智能環(huán)境控制系統(tǒng)以及智能通訊系統(tǒng)等。

智能安防系統(tǒng)。防火防盜、防災(zāi)關(guān)系著整個(gè)體育場(chǎng)館的建設(shè)與安全，同時(shí)也將關(guān)系著體育場(chǎng)館內(nèi)部工作人員以及訓(xùn)練人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，就能有效提升體育場(chǎng)館只能安防系統(tǒng)，同時(shí)還可以針對(duì)突發(fā)性安全事件做好防范措施，從而盡可能低的減少財(cái)產(chǎn)損失。例如：我國(guó)國(guó)家體育館就是采用了物聯(lián)網(wǎng)傳感這項(xiàng)技術(shù)，在場(chǎng)館使用期間，工作人員將錨索測(cè)力計(jì)等多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)置在主要位置，同時(shí)不斷搜集場(chǎng)館內(nèi)各項(xiàng)安全數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過(guò)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息傳達(dá)給相關(guān)專業(yè)人士，從而做到對(duì)這些問題的分析與反饋。

2.3 場(chǎng)館環(huán)境系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效運(yùn)用，可以直接改善當(dāng)前體育場(chǎng)館周圍的整體環(huán)境建建設(shè)，這一點(diǎn)包括了場(chǎng)館照明設(shè)備、溫度控制、濕度控制以及周邊交通環(huán)境控制等。對(duì)于體育場(chǎng)館對(duì)溫度以及濕度的控制，主要包含了場(chǎng)館在照明時(shí)采用的亮度、廣播通知音效、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度以及空氣濕度等，為了不必要的資源浪費(fèi)，對(duì)于這些資源可以采用檢測(cè)的方式用傳感器進(jìn)行收集分析，并提供適合這項(xiàng)場(chǎng)館運(yùn)用的設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，這項(xiàng)系統(tǒng)還要與場(chǎng)館的整個(gè)安全防護(hù)形成并聯(lián)關(guān)系，從而對(duì)智能體育場(chǎng)館中的照明線路及設(shè)備做好安全防范措施，及時(shí)處理照明線路中出現(xiàn)的安全隱患[4]。例如，濟(jì)南市國(guó)奧體育館就是將地緣熱泵系統(tǒng)與當(dāng)前場(chǎng)館的照明設(shè)備相結(jié)合，在線路系統(tǒng)中形成并聯(lián)的方式，這樣一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)場(chǎng)館的智能化控制與管理，另一方面還能將地?zé)豳Y源進(jìn)行充分應(yīng)用，從而有效滿足場(chǎng)館照明需求和溫度需求。

2.4 智能體育知識(shí)儲(chǔ)備系統(tǒng)

在對(duì)智能體育場(chǎng)館的建設(shè)過(guò)程中，不僅需要考慮對(duì)體育賽事以及日常馴良服務(wù)，同時(shí)也是人們建設(shè)的主要場(chǎng)地，因此就需要工作人員在這項(xiàng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠根據(jù)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建出一個(gè)大型體育知識(shí)庫(kù)，從而確保人們?cè)谌粘ｅ憻捴校梢酝ㄟ^(guò)這項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)這項(xiàng)體育鍛煉項(xiàng)目有著充分了解[5]。同時(shí)在只能儲(chǔ)備系統(tǒng)中，還需要具備一些數(shù)據(jù)的挖掘能力，這樣才能在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，將體育知識(shí)傳輸給專業(yè)訓(xùn)練人員以及健身的公民，達(dá)到全民體育的作用，同時(shí)在對(duì)有用信息挖掘的過(guò)程中，可以將這些信息有規(guī)律的分部到場(chǎng)館智能化系統(tǒng)中，方便人們對(duì)訓(xùn)練方法以及體育知識(shí)查詢，將這一項(xiàng)系統(tǒng)的實(shí)用性發(fā)揮出來(lái)。

例如：人們?cè)谌粘５膱?chǎng)館訓(xùn)練以及健身過(guò)程中，可以通過(guò)捂臉網(wǎng)技術(shù)有效的提升運(yùn)動(dòng)人員在這以體育項(xiàng)目的知識(shí)儲(chǔ)備與效率，再配合上場(chǎng)館知識(shí)與體育教育部門的聯(lián)合，將場(chǎng)館內(nèi)知識(shí)儲(chǔ)備不斷更新，更好的實(shí)現(xiàn)了知識(shí)服務(wù)，從而進(jìn)一步提高訓(xùn)練質(zhì)量與鍛煉質(zhì)量。體育場(chǎng)館系統(tǒng)還可以根據(jù)云計(jì)算以及人工智能的方式，在傳統(tǒng)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，加入社會(huì)資源的優(yōu)化配置與儲(chǔ)備，從而構(gòu)建起信息知識(shí)與服務(wù)平臺(tái)，這樣一來(lái)，就能通過(guò)場(chǎng)館內(nèi)智能系統(tǒng)，對(duì)體育活動(dòng)的效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，讓體育更好的服務(wù)于社會(huì)生活。

3. 智能化場(chǎng)館的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)字化、信息化發(fā)展

數(shù)字化與信息化技術(shù)的有效應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中屬于廣義范疇，同時(shí)也是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)工作的基礎(chǔ)。因此，在物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成為了智能體育場(chǎng)館系統(tǒng)及其發(fā)展的基礎(chǔ)，也是不斷完善智能體育場(chǎng)館系統(tǒng)及其發(fā)展的主要技術(shù)前體。

3.2 智能場(chǎng)館虛擬化經(jīng)營(yíng)

智能場(chǎng)館虛擬經(jīng)營(yíng)，是相對(duì)與場(chǎng)館實(shí)體化經(jīng)營(yíng)所提出的經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)于虛擬化經(jīng)營(yíng)而言，存在者多變的需求與競(jìng)爭(zhēng)，這時(shí)就需要利用好各種供應(yīng)鏈整體體系，體現(xiàn)出占率經(jīng)營(yíng)中“多贏”局面。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與建設(shè)，必然會(huì)出現(xiàn)場(chǎng)地供應(yīng)鏈以及各項(xiàng)設(shè)備間距周期縮短的情況，這樣可以保證智能體育場(chǎng)館與企業(yè)合作單位之間更容易建立合作關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)施的優(yōu)劣互補(bǔ)，提升場(chǎng)館內(nèi)部經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。除此之外，想要實(shí)現(xiàn)智能場(chǎng)館的虛擬化經(jīng)營(yíng)，還需要將改變場(chǎng)館傳統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)方式[6]。例如：虛擬售票技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠幫助場(chǎng)館建設(shè)人員提升工作效率，同時(shí)還可以方面人們進(jìn)行日常訓(xùn)練與健身；虛擬競(jìng)賽技術(shù)與訓(xùn)練，同樣的，這樣的競(jìng)賽與訓(xùn)練方式可以極大程度節(jié)省場(chǎng)館空間與設(shè)備使用，用簡(jiǎn)單的虛擬設(shè)備就能滿足人們對(duì)經(jīng)濟(jì)的需求。

3.3 綠色智能場(chǎng)館

綠色智能場(chǎng)館的提出，也是順應(yīng)了我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)、環(huán)境保護(hù)工作、人與自然和諧相處的主要發(fā)展方向。智能場(chǎng)館的建設(shè)正式在傳統(tǒng)建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)代化建設(shè)手段、通訊技術(shù)以及現(xiàn)代化控制技術(shù)的共同作用，實(shí)現(xiàn)智能場(chǎng)館建設(shè)，因此能夠極大程度的減少對(duì)水、電等資源的使用，為體育愛好者或?qū)I(yè)體育運(yùn)動(dòng)員提供健康舒適的場(chǎng)館環(huán)境。尤其是在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)與科學(xué)思想的不斷進(jìn)步中，智能體育場(chǎng)館的建設(shè)工作已經(jīng)成為了人與自然和諧相處的主要建設(shè)項(xiàng)目之一。

3.4 應(yīng)用效益分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能體育場(chǎng)館系統(tǒng)中的運(yùn)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)體育場(chǎng)館進(jìn)行信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化管理，還能有效提升對(duì)智能體育場(chǎng)館的管理效率，同等條件下，智能化體育場(chǎng)館能夠在管理效率上提升28%左右，可見其發(fā)揮出的應(yīng)用效益[7]。再根據(jù)云計(jì)算以及人工智能對(duì)知識(shí)儲(chǔ)備的挖掘，不斷將智能體育場(chǎng)館進(jìn)行完善、優(yōu)化，可以直接建立起新的體育信息結(jié)構(gòu)與知識(shí)服務(wù)憑條，達(dá)到對(duì)體育信息以及效果的預(yù)測(cè)與決策， 將智能體育場(chǎng)館的整體結(jié)構(gòu)有效發(fā)揮出來(lái)，確保體育場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)有序管理與服務(wù)，同時(shí)這一點(diǎn)也是當(dāng)前知識(shí)社會(huì)背景下，智能體育場(chǎng)館所要發(fā)展的主要方向。

4. 總結(jié)

雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在體育場(chǎng)館工作中有著如此重要的表現(xiàn)，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往還會(huì)存在著不足之處，受到了一定制約。例如：在應(yīng)用的穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)和安全等問題中，都沒有相對(duì)完善的措施和對(duì)策。此外，論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何應(yīng)用于體育場(chǎng)館智能化也沒有足夠認(rèn)識(shí)，對(duì)這項(xiàng)智能化技術(shù)有著過(guò)分一來(lái)，沒有明白這始終都是一項(xiàng)輔助性手段，不能直接替代人們的日常訓(xùn)練與健身。