國家速滑館：冰絲帶

創(chuàng)新技術(shù)相互支撐，

共同織就一張堅實的防護(hù)網(wǎng)，

讓公平從一句口號變?yōu)橛辛Φ膶嶋H行動。

2026年依舊是讓體育迷們熱血沸騰的一年，米蘭-科爾蒂納的雪山上記錄下冬奧選手滑出的矯健身姿，倫敦世乒賽的場館已準(zhǔn)備好迎接銀球飛舞的極速交響，愛知·名古屋的亞運(yùn)舞臺將會上演亞洲力量的激情碰撞，這些頂級賽場見證著運(yùn)動健兒全力以赴、逐夢爭光的每個瞬間。依托體育比賽中超越勝負(fù)的公平準(zhǔn)則，我們得以對賽場上的精彩瞬間，生出激動、緊張與動容的共鳴。所有選手都在同等的條件、規(guī)則和評判標(biāo)尺之下，每一場對決都是力量、速度與意志力的較量。

然而，在守護(hù)公平底線的路上會遇到諸多困難，賽場環(huán)境的客觀差異、人工判罰的生理局限、藥物的使用都是影響比賽公平的風(fēng)險點。在應(yīng)對上述風(fēng)險的過程中，創(chuàng)新科技是不可或缺的重要力量：標(biāo)準(zhǔn)化智能場館將溫濕度、氣流等調(diào)整至毫厘不差，為運(yùn)動員提供穩(wěn)定均衡的競技環(huán)境；精準(zhǔn)的輔助判罰技術(shù)，用事實數(shù)據(jù)解決裁決爭議；不斷升級的藥物檢測技術(shù)，讓僥幸心理在證據(jù)面前無處遁形。這些場景下的創(chuàng)新技術(shù)相互支撐，共同織就一張堅實的防護(hù)網(wǎng)，讓公平從一句口號變?yōu)橛辛Φ膶嶋H行動。

“智慧之基”校準(zhǔn)賽場微變量

體育競賽的公平，首先離不開堅實的硬件條件基礎(chǔ)。智能場館作為承載賽事的核心載體，其標(biāo)準(zhǔn)化、智能化水平?jīng)Q定著運(yùn)動員能否站在同一條公平的起跑線上比拼。無論是競賽場地的物理條件，還是賽場環(huán)境中的溫濕度、風(fēng)速等參數(shù)，都需要進(jìn)行精準(zhǔn)把控。

一方面，競賽場地的條件均衡是公平競技的首要前提。作為運(yùn)動員比拼的核心舞臺，任何微小的場地差異都可能影響運(yùn)動員的發(fā)揮。創(chuàng)新技術(shù)的價值，就在于通過精準(zhǔn)控制消除這些差異，讓每處場地都符合嚴(yán)格的競賽標(biāo)準(zhǔn)。作為場地條件均衡保障的典型范例，北京冬奧會國家速滑館“冰絲帶”采用由國內(nèi)校企聯(lián)合研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二氧化碳跨臨界直冷制冰機(jī)組，成功實現(xiàn)將冰表面高差控制在4mm內(nèi)、溫差不超過0.5℃的制冰效果。

參與研發(fā)該技術(shù)的天津大學(xué)田華教授團(tuán)隊，圍繞二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，布局了一套多層級、多維度的專利保護(hù)體系。首先，作為整套技術(shù)的基礎(chǔ)方法與系統(tǒng)框架，該團(tuán)隊在一項發(fā)明專利中公開保護(hù)了完整的冰場制冷系統(tǒng)及控制方法，其核心方案是采用兼顧環(huán)保和安全的自然工質(zhì)——二氧化碳作為制冷劑，先采集低壓循環(huán)桶狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)參數(shù)滿足預(yù)設(shè)安全指標(biāo)和性能條件時啟動二氧化碳制冷劑泵，將低壓循環(huán)桶內(nèi)液態(tài)二氧化碳傳輸至冰場換熱盤管進(jìn)行制冷，然后采集計算冰面當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的溫差，同時獲取平行壓縮機(jī)組中各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，再根據(jù)溫差和這些運(yùn)行參數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié)平行壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，將低壓循環(huán)桶分離出的氣態(tài)二氧化碳壓縮為液態(tài)并回流至低壓循環(huán)桶實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的循環(huán)。

在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊進(jìn)一步針對制冰過程的制冷劑輸送、壓縮、換熱、回油、熱回收等多個物理環(huán)節(jié)進(jìn)行專利布局，包括通過雙節(jié)流電子膨脹閥的協(xié)同控制精準(zhǔn)調(diào)節(jié)制冷劑液量、通過設(shè)計雙級壓縮方案調(diào)節(jié)節(jié)流閥與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)制冰系統(tǒng)冷熱綜合能量利用最大化、基于耦合多級熱回收和多模式噴射降低壓縮能耗并提高運(yùn)行效率等的具體方案，構(gòu)建貫穿基礎(chǔ)原理、核心部件、控制算法到系統(tǒng)集成的完整創(chuàng)新保護(hù)網(wǎng)。通過專利技術(shù)在冰面建設(shè)中的落地使用，不僅打造出更快的冰面，更是實現(xiàn)了速滑賽道條件的高度一致。

得益于技術(shù)的成熟應(yīng)用與推廣，相關(guān)制冰技術(shù)在2024年國際滑聯(lián)速滑世界杯北京站中得到延續(xù)應(yīng)用，讓不同賽事、不同批次的運(yùn)動員都能在標(biāo)準(zhǔn)化的冰面條件下競技，用統(tǒng)一的制冰技術(shù)維護(hù)場地公平的底線。

另一方面，賽場環(huán)境也是影響競技狀態(tài)的重要隱形變量。燈光的均勻度、場地的溫濕度、氣流的穩(wěn)定性等，看似微小的環(huán)境因素，對運(yùn)動員的視覺判斷、體能消耗、技術(shù)發(fā)揮都存在直接影響。創(chuàng)新技術(shù)通過智能調(diào)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對這些環(huán)境變量的實時精準(zhǔn)把控，讓不同區(qū)域、不同場次的競賽環(huán)境保持相對一致。

針對包含賽場環(huán)境控制的智慧場館運(yùn)行服務(wù)系統(tǒng)，國家速滑館“冰絲帶”工程總工程師李久林作為發(fā)明人申請發(fā)明專利，該申請適配國家速滑館的特點，構(gòu)建由指揮中心、應(yīng)用系統(tǒng)層、平臺層、存儲中心、網(wǎng)絡(luò)層與基礎(chǔ)設(shè)施層相互連接組成的一體化架構(gòu)，解決大型場館環(huán)境管理等難題。

專利中系統(tǒng)平臺層包括的智能化集成平臺，在賽場環(huán)境控制中起到重要作用。該平臺是中國科學(xué)院軟件研究所與北京市建筑設(shè)計研究院有限公司聯(lián)合研發(fā)的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)管理平臺，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理核心是通過對公司擁有軟件著作權(quán)的現(xiàn)有實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行跨領(lǐng)域技術(shù)改造獲得的，接入了包括制冰系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)在內(nèi)的36個子系統(tǒng)和超10萬個數(shù)據(jù)采集點，通過傳感器捕捉和計算比賽場地的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)過多源異構(gòu)數(shù)據(jù)建模與感知、多子系統(tǒng)聯(lián)動控制等技術(shù)，調(diào)控除濕系統(tǒng)、座椅送風(fēng)系統(tǒng)等，實現(xiàn)速滑館內(nèi)環(huán)境參數(shù)的嚴(yán)格控制。同時，兩個團(tuán)隊已作為聯(lián)合著作權(quán)人獲得場館數(shù)據(jù)管理平臺的軟件著作權(quán)，對創(chuàng)新技術(shù)平臺成果進(jìn)行有效保護(hù)。

國家速滑館的相關(guān)研究和實踐團(tuán)隊圍繞場館建設(shè)形成了包括競賽場地建造、賽場環(huán)境控制在內(nèi)的多維度技術(shù)成果，已獲得不少于140件發(fā)明、實用新型專利，這些專利成果支撐著場館建設(shè)，實現(xiàn)了賽場環(huán)境的精準(zhǔn)可控與均衡統(tǒng)一，為運(yùn)動員打造出公平競技的環(huán)境基礎(chǔ)。

“數(shù)字之眼”鎖定毫厘間真相

保障體育競技公平除了實現(xiàn)賽場條件的均衡外，裁判的實時精準(zhǔn)判罰同樣是不可或缺的核心環(huán)節(jié)。競速賽事中觸線時的毫米級距離等比賽結(jié)果的計量判決，和球類賽事中球體落地是否出界等比賽爭議的判罰裁決，這些影響體育競賽公平的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，僅依賴裁判肉眼判斷有時會存在偏差。創(chuàng)新技術(shù)的使用，能夠讓比賽的客觀計量判決和爭議判罰裁決結(jié)果可追溯、可驗證、可信任。

在比賽的客觀計量判決中，主要包括時間計量判決和分?jǐn)?shù)計量判決兩類，創(chuàng)新的時間計量、分?jǐn)?shù)計量技術(shù)能夠提供高速數(shù)據(jù)采集與瞬時計算能力，構(gòu)建起完備證據(jù)鏈，避免人為誤差與操作延遲所帶來的影響。

在時間計量判決項目中，以游泳項目為例，山東中泳電子股份有限公司圍繞游泳比賽計時的核心場景，申請保護(hù)計時設(shè)備硬件、系統(tǒng)設(shè)計、智能數(shù)據(jù)處理和設(shè)備質(zhì)量管控等全流程技術(shù)成果，已申請20余件專利、50余件軟件著作權(quán)，核心技術(shù)涵蓋北斗校時、雙核同步計時、雙視角視頻采集和軌跡追蹤等，依托上述知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，該企業(yè)研發(fā)出游泳計時、視頻仲裁等一系列產(chǎn)品，實現(xiàn)高精度、高可靠性計時，已成功服務(wù)數(shù)百場省級以上游泳賽事。

在分?jǐn)?shù)計量判決項目中，以射箭項目為例，上海東方傳媒技術(shù)有限公司參與聯(lián)合研發(fā)的射箭賽事智能產(chǎn)品，不僅支撐了2024年射箭世界杯上海站的風(fēng)速捕捉、箭速解析與成績判定，更成功服務(wù)于巴黎奧運(yùn)會射箭項目。該公司在已申請的專利中公開了射箭賽事捕捉可視化的具體方案，方案中在箭道首尾部署多臺工業(yè)相機(jī)捕捉圖像，在側(cè)方部署激光雷達(dá)采集點云數(shù)據(jù)，通過人工智能算法融合兩類數(shù)據(jù)，計算出高精度的箭矢三維運(yùn)動軌跡，并生成可視化模型用于數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)崿F(xiàn)箭矢起射點、軌跡及落靶點等三維坐標(biāo)的數(shù)據(jù)記錄，為成績判定提供可追溯的客觀依據(jù)。

2025年，多哈世乒賽上，王楚欽申請TTR鷹眼挑戰(zhàn)并挑戰(zhàn)成功。

在爭議判罰的輔助裁決中，球類項目中球體的高速運(yùn)動容易引發(fā)判罰爭議，而創(chuàng)新技術(shù)通過提供客觀數(shù)據(jù)還原賽事場景，讓判罰結(jié)果更具信服力。在2025年多哈世乒賽中，中國選手王楚欽曾多次在被判罰發(fā)球違規(guī)后示意申請TTR鷹眼挑戰(zhàn)并挑戰(zhàn)成功，完成利用科技的自證。這是“中國鷹眼”首次亮相世乒賽，該套由北京瑞蓋科技自主研發(fā)的鷹眼系統(tǒng)，針對發(fā)球遮擋、擦網(wǎng)擦邊爭議等多種典型場景開發(fā)算法模型，采用虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實、高速相機(jī)多角度慢動作回放等技術(shù)，能實現(xiàn)乒乓球軌跡和落點的毫米級跟蹤和還原。并且，瑞蓋科技面向乒乓球、足球等各類體育項目打造鷹眼裁判等智能系統(tǒng)，實現(xiàn)了落點判斷、越位劃線等一系列輔助裁決功能。針對上述各類技術(shù)，該企業(yè)申請并授權(quán)10余件專利、30余件軟件著作權(quán)進(jìn)行技術(shù)的全面保護(hù)，通過相關(guān)技術(shù)的落地應(yīng)用，實現(xiàn)了體育比賽中各類爭議場景的全方位智能輔助裁決。

“科技之盾”構(gòu)筑公平防火墻

作為影響體育公平競技的重要挑戰(zhàn)，興奮劑的使用能夠借助化學(xué)手段干預(yù)競技表現(xiàn)，干擾體育公平秩序。隨著科技的不斷發(fā)展，創(chuàng)新技術(shù)為反興奮劑提供了更精準(zhǔn)且全面的防控能力，在樣本采集運(yùn)輸、興奮劑檢測等各個環(huán)節(jié)構(gòu)建起讓違規(guī)者無處遁形的檢測體系。

作為服務(wù)北京冬奧會、巴黎奧運(yùn)會等一系列重大賽事的興奮劑檢測技術(shù)，干血點技術(shù)是由中國反興奮劑中心與世界反興奮劑機(jī)構(gòu)、國際奧委會等開展國際創(chuàng)新研究合作研發(fā)出的革命性檢測方法，其原理是通過采集極少量毛細(xì)血管血液并經(jīng)自然干燥形成干血斑塊，用專用器具切取圓片并用特定溶劑萃取得到目標(biāo)分析物，再使用串聯(lián)質(zhì)譜等方法檢測分析完成最終確證。該技術(shù)創(chuàng)傷小、精度高且成本低，使反興奮劑檢查有條件轉(zhuǎn)向更大覆蓋面的普查，更好地守護(hù)體育公平。2021年，世界反興奮劑機(jī)構(gòu)執(zhí)委會正式批準(zhǔn)通過了干血點檢查方法技術(shù)文件，標(biāo)志著這一技術(shù)的正式國際標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。

在血液采集和運(yùn)輸中，符合技術(shù)文件要求的器材至關(guān)重要，在知識產(chǎn)權(quán)制度的支撐下，中國反興奮劑中心已成功攻克樣本的定量采集和裝置防篡改兩大干血點檢查器材的難點問題并實現(xiàn)技術(shù)保護(hù)。

針對定量采集問題，中國反興奮劑中心與浙江大學(xué)方群教授團(tuán)隊合作，申請液體樣品定量采集、處理與保存裝置及方法發(fā)明專利并獲得授權(quán)，該專利技術(shù)將微流控定量量取芯片與多孔材料處理保存芯片通過合頁式結(jié)構(gòu)件集成，通過展開與對折兩種工作狀態(tài)的切換，實現(xiàn)納升至毫升級液體樣品的精確定量采集、處理與長期保存，其裝置利用微通道網(wǎng)絡(luò)入口處的疏水自動隔斷結(jié)構(gòu)和毛細(xì)管作用力收集定量樣品，通過對折翻轉(zhuǎn)使樣品在重力與多孔材料表面張力作用下轉(zhuǎn)移至處理保存單元，同時自動完成混合、過濾、富集等處理，有效提升了微量液體樣品的采樣效率與保存穩(wěn)定性。

針對裝置防篡改問題，中國反興奮劑中心與杭州奧泰生物技術(shù)股份有限公司合作，通過實用新型、外觀設(shè)計兩類知識產(chǎn)權(quán)形式保護(hù)防篡改裝置。所涉專利技術(shù)中的裝置通過設(shè)置易損物理結(jié)構(gòu)實現(xiàn)不可逆的防篡改功能，并以破壞痕跡作為判斷依據(jù)，分為旋轉(zhuǎn)式容器及其配合結(jié)構(gòu)和蓋合式容器及其卡扣結(jié)構(gòu)兩種方式，前者通過防松爪與卡合槽的傾斜角度配合，在旋松過程中實現(xiàn)折斷，通過觀察防松爪是否斷裂即可判斷樣本在運(yùn)輸過程中是否被篡改，適用于液體樣本的檢測，而后者為直拉開啟的盒狀結(jié)構(gòu)，通過箭頭形卡扣體與卡扣槽的寬度差配合，在分離過程中實現(xiàn)斷裂，通過觀察各卡扣體的破損情況判斷樣本是否被開啟，適用于干血點等多種類型樣本的檢測。

上述樣本定量采集和防篡改裝置的相關(guān)成果符合世界反興奮劑機(jī)構(gòu)《檢查和調(diào)查國際標(biāo)準(zhǔn)》和干血點技術(shù)文件標(biāo)準(zhǔn)中對于興奮劑檢查器材的要求，已成功落地用在北京冬奧會、杭州亞運(yùn)會等國內(nèi)外大型賽事的興奮劑防控中，為體育賽事公平保駕護(hù)航。

從智能場館的環(huán)境調(diào)控到判罰系統(tǒng)的精準(zhǔn)輔助，再到反興奮劑技術(shù)的嚴(yán)密防控，知識產(chǎn)權(quán)始終扮演著不可或缺的重要角色，它不僅為保障公平的技術(shù)成果提供堅實的法律護(hù)盾，更通過推動技術(shù)的落地應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化推廣，讓公平的理念滲透入體育的每一個環(huán)節(jié)，使公平切實化為運(yùn)動員腳下的同一起跑線、裁判手中的公正之尺、不容逾越的清晰底線。技術(shù)創(chuàng)新與知識產(chǎn)權(quán)并肩而立，共同守護(hù)這份公平，不為任何一方的勝利，只為讓體育回歸它最純粹的樣子——在這里，每一次全力拼搏都值得尊重，每一塊榮譽(yù)獎牌都經(jīng)得起檢驗。（作者單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心）

（文章來源：《創(chuàng)意世界》2026年4月號）

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編校：苑寶平