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

黃濤

對于體育場館而言，主要是為了讓學(xué)生或者運動員進(jìn)行專項訓(xùn)練以及體育競賽的專業(yè)場所，在我國體育發(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，幫助我國智能化體育場館建設(shè)取得了較大進(jìn)步與發(fā)展。體育場館的智能化主要體現(xiàn)在體育場地的照明、遠(yuǎn)程操控設(shè)備以及場館監(jiān)控等。而對于當(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)出了長遠(yuǎn)的發(fā)展前景，同時還被國家提升到了戰(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

簡單而言，物聯(lián)網(wǎng)其實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，通過必要的通訊手段來實現(xiàn)相互聯(lián)系、溝通，并且還能根據(jù)云計算軟件實現(xiàn)對這些設(shè)備與末端設(shè)施的操控，從而實現(xiàn)現(xiàn)實與虛擬相連，將設(shè)施與末端設(shè)備建設(shè)的更加智能化，實現(xiàn)各項設(shè)施設(shè)備之間能夠體現(xiàn)出智能化、互動、互通”[1]。同時，物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過程中，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)以及無線網(wǎng)連接技術(shù)等；應(yīng)用層則包括了云計算技術(shù)、知識獲取以及智能系統(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領(lǐng)域，當(dāng)然在體育場館訓(xùn)練中也有所涉及。目前，隨著當(dāng)前社會對物聯(lián)網(wǎng)的不斷完善，在智能體育場館系統(tǒng)中得到了有效應(yīng)用。例如：物聯(lián)網(wǎng)在智能體育場館系統(tǒng)中場地?zé)艄饪刂啤＿@就需要根據(jù)不同的體育訓(xùn)練項目，針對性的設(shè)計燈光照亮、光照均勻、場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)前國際標(biāo)準(zhǔn)，因為只有保證了比賽場地?fù)碛姓吡己玫臒艄庑Ч约肮庹找曈X背景，才能為運動員以及觀眾創(chuàng)造出良好的視覺效果，而電視臺在對體育賽事進(jìn)行轉(zhuǎn)播或直播時，才能將更清晰的賽況呈現(xiàn)給觀眾。

2. 物聯(lián)網(wǎng)模式下的體育場館系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)的體育場館早就成了現(xiàn)代化體育場館，同時也是智能化體育場館得以體現(xiàn)的重要標(biāo)志，還是體育場館在建設(shè)與發(fā)展中，實現(xiàn)自自動化、數(shù)字化以及信息化發(fā)展的主要表現(xiàn)形式。雖然在體育場館發(fā)展的過程中，對于體育場館的智能化并沒有一個明定義，但是在發(fā)展過程中，依然會不斷豐富智能化體育場館的內(nèi)容，從而體現(xiàn)出智能場館的自動化、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，體育場館的每一次發(fā)展，能夠賦予當(dāng)前體育場館新的含義與內(nèi)容，提升智能化體育場館的實用性(見圖1)。

在通暢情況下，智能化體育場地主要是由“智能監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、場館專業(yè)性系統(tǒng)、實用型信息系統(tǒng)以及綜合布局系統(tǒng)等”。但是隨著現(xiàn)階段的發(fā)展，為了滿足體育專項訓(xùn)練以及人們觀賞需求，智能體育場館已經(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，在智能化體育場館中加入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可以說是在一定程度上直接提升了體育場館的智能化建設(shè)。

圖1 體育場館智能化進(jìn)程

2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

在對智能化體育場館進(jìn)行設(shè)計的過程，要求設(shè)計人員能夠在現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)技術(shù)有機遠(yuǎn)程操控技術(shù)相結(jié)合，從而能夠共同將體育場館建設(shè)成為智能化體育場館。因此，在對這項技術(shù)進(jìn)行設(shè)計的同時，還需要從互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫以及基礎(chǔ)屬性功能這三個模塊進(jìn)行思考，從而將這項系統(tǒng)不斷的完善與優(yōu)化[3]。同時在設(shè)計智能化體育場館的過程中，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館的整體智能化程度，從而真正實現(xiàn)體育場館的智能化管理。

2.2 系統(tǒng)功能性設(shè)計

在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的影響下，所建設(shè)開發(fā)智能化體育場館，必須要配備與場館專業(yè)屬性相關(guān)的管理模式，這樣才能為智能體育場館的發(fā)展提供保障，維護(hù)智能體育場館正常運行。因此在智能化系統(tǒng)設(shè)置過程中，需要在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，還需要體育場館具備一些安全實用性功能，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)系著整個體育場館的建設(shè)與安全，同時也將關(guān)系著體育場館內(nèi)部工作人員以及訓(xùn)練人員的生命財產(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館只能安防系統(tǒng)，同時還可以針對突發(fā)性安全事件做好防范措施，從而盡可能低的減少財產(chǎn)損失。例如：我國國家體育館就是采用了物聯(lián)網(wǎng)傳感這項技術(shù)，在場館使用期間，工作人員將錨索測力計等多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)置在主要位置，同時不斷搜集場館內(nèi)各項安全數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過計算機局域網(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，從而做到對這些問題的分析與反饋。

2.3 場館環(huán)境系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效運用，可以直接改善當(dāng)前體育場館周圍的整體環(huán)境建建設(shè)，這一點包括了場館照明設(shè)備、溫度控制、濕度控制以及周邊交通環(huán)境控制等。對于體育場館對溫度以及濕度的控制，主要包含了場館在照明時采用的亮度、廣播通知音效、現(xiàn)場環(huán)境溫度以及空氣濕度等，為了不必要的資源浪費，對于這些資源可以采用檢測的方式用傳感器進(jìn)行收集分析，并提供適合這項場館運用的設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)；同時，這項系統(tǒng)還要與場館的整個安全防護(hù)形成并聯(lián)關(guān)系，從而對智能體育場館中的照明線路及設(shè)備做好安全防范措施，及時處理照明線路中出現(xiàn)的安全隱患[4]。例如，濟南市國奧體育館就是將地緣熱泵系統(tǒng)與當(dāng)前場館的照明設(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)對場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，從而有效滿足場館照明需求和溫度需求。

2.4 智能體育知識儲備系統(tǒng)

在對智能體育場館的建設(shè)過程中，不僅需要考慮對體育賽事以及日常馴良服務(wù)，同時也是人們建設(shè)的主要場地，因此就需要工作人員在這項系統(tǒng)的設(shè)計過程中，能夠根據(jù)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建出一個大型體育知識庫，從而確保人們在日常鍛煉中，可以通過這項系統(tǒng)對這項體育鍛煉項目有著充分了解[5]。同時在只能儲備系統(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，同時在對有用信息挖掘的過程中，可以將這些信息有規(guī)律的分部到場館智能化系統(tǒng)中，方便人們對訓(xùn)練方法以及體育知識查詢，將這一項系統(tǒng)的實用性發(fā)揮出來。

例如：人們在日常的場館訓(xùn)練以及健身過程中，可以通過捂臉網(wǎng)技術(shù)有效的提升運動人員在這以體育項目的知識儲備與效率，再配合上場館知識與體育教育部門的聯(lián)合，將場館內(nèi)知識儲備不斷更新，更好的實現(xiàn)了知識服務(wù)，從而進(jìn)一步提高訓(xùn)練質(zhì)量與鍛煉質(zhì)量。體育場館系統(tǒng)還可以根據(jù)云計算以及人工智能的方式，在傳統(tǒng)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，加入社會資源的優(yōu)化配置與儲備，從而構(gòu)建起信息知識與服務(wù)平臺，這樣一來，就能通過場館內(nèi)智能系統(tǒng)，對體育活動的效果進(jìn)行預(yù)測，讓體育更好的服務(wù)于社會生活。

3. 智能化場館的發(fā)展趨勢

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)展過程中，對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成為了智能體育場館系統(tǒng)及其發(fā)展的基礎(chǔ)，也是不斷完善智能體育場館系統(tǒng)及其發(fā)展的主要技術(shù)前體。

3.2 智能場館虛擬化經(jīng)營

智能場館虛擬經(jīng)營，是相對與場館實體化經(jīng)營所提出的經(jīng)營方式，對于虛擬化經(jīng)營而言，存在者多變的需求與競爭，這時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)，必然會出現(xiàn)場地供應(yīng)鏈以及各項設(shè)備間距周期縮短的情況，這樣可以保證智能體育場館與企業(yè)合作單位之間更容易建立合作關(guān)系，最終實現(xiàn)各項設(shè)施的優(yōu)劣互補，提升場館內(nèi)部經(jīng)濟效益與社會效益。除此之外，想要實現(xiàn)智能場館的虛擬化經(jīng)營，還需要將改變場館傳統(tǒng)的經(jīng)營方式[6]。例如：虛擬售票技術(shù)，這項技術(shù)不僅能夠幫助場館建設(shè)人員提升工作效率，同時還可以方面人們進(jìn)行日常訓(xùn)練與健身；虛擬競賽技術(shù)與訓(xùn)練，同樣的，這樣的競賽與訓(xùn)練方式可以極大程度節(jié)省場館空間與設(shè)備使用，用簡單的虛擬設(shè)備就能滿足人們對經(jīng)濟的需求。

3.3 綠色智能場館

綠色智能場館的提出，也是順應(yīng)了我國建設(shè)資源節(jié)約型社會、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，實現(xiàn)智能場館建設(shè)，因此能夠極大程度的減少對水、電等資源的使用，為體育愛好者或?qū)I(yè)體育運動員提供健康舒適的場館環(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)在智能體育場館系統(tǒng)中的運用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對體育場館進(jìn)行信息化、數(shù)字化、自動化管理，還能有效提升對智能體育場館的管理效率，同等條件下，智能化體育場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)云計算以及人工智能對知識儲備的挖掘，不斷將智能體育場館進(jìn)行完善、優(yōu)化，可以直接建立起新的體育信息結(jié)構(gòu)與知識服務(wù)憑條，達(dá)到對體育信息以及效果的預(yù)測與決策， 將智能體育場館的整體結(jié)構(gòu)有效發(fā)揮出來，確保體育場館實現(xiàn)有序管理與服務(wù)，同時這一點也是當(dāng)前知識社會背景下，智能體育場館所要發(fā)展的主要方向。

4. 總結(jié)

雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在體育場館工作中有著如此重要的表現(xiàn)，但是在實際應(yīng)用過程中，往往還會存在著不足之處，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，都沒有相對完善的措施和對策。此外，論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何應(yīng)用于體育場館智能化也沒有足夠認(rèn)識，對這項智能化技術(shù)有著過分一來，沒有明白這始終都是一項輔助性手段，不能直接替代人們的日常訓(xùn)練與健身。