“科技冬奧”給5G智慧文旅帶來的新啟示

李 玲，韋廣林，張林林

(1.中國聯(lián)通文化旅游拓展部，北京 100032； 2.首都經(jīng)濟貿易大學旅游互聯(lián)網(wǎng)+研究院，北京 100070；3.文化和旅游部信息中心，北京 100027)

第24屆冬季奧林匹克運動會(即北京冬奧會)于2022年2月4日至20日在北京、張家口兩地三賽區(qū)舉辦。北京冬奧會是新冠肺炎疫情以來首次如期順利舉辦的全球綜合性賽事，充分突出了科技、智慧、綠色、節(jié)儉辦賽的特色。5G技術服務于北京冬奧會辦賽、參賽和觀賽等多個環(huán)節(jié)，是科技冬奧的主要構成之一。北京冬奧會既為其他大型體育賽事舉辦積累了豐富經(jīng)驗也為5G在文旅行業(yè)的服務、傳播、管理、保障和整體數(shù)字化轉型提供了借鑒。

1 5G創(chuàng)新助力科技冬奧

在2022年北京冬奧會上，5G技術服務辦賽、參賽和觀賽等多個環(huán)節(jié)。辦賽環(huán)節(jié)，賽事組織者利用5G網(wǎng)絡無線接入、大帶寬特性，擺脫了物理線纜接入環(huán)境影響，靈活部署防疫檢測設備，實現(xiàn)了精準防控；利用無人和遠程駕駛，實現(xiàn)了人員、物資的快速運送及衛(wèi)生清掃、安全巡檢等綜合性服務工作；利用5G+AR，實現(xiàn)了設備維修的遠程協(xié)作。參賽環(huán)節(jié)，運動員在訓練時可利用5G技術輔助訓練，提高競技水平；賽場上裁判員利用5G視頻輔助系統(tǒng)，提高了判決的精準性；比賽期間，醫(yī)療機構利用5G網(wǎng)絡大帶寬、廣覆蓋特性，及時向受傷運動員提供高效的遠程醫(yī)療救護等服務。觀賽環(huán)節(jié)，轉播機構利用5G網(wǎng)絡超級上行、支持高速移動的特性，為觀眾提供制作多視角、多維度的超高清視頻；賽場內觀眾、運動員等可邊享受比賽，邊實時錄制視頻，制作vlog；觀眾利用移動終端實現(xiàn)了隨時隨地觀看和多視角點播。

1.1 無人駕駛塑造智慧服務新亮點

依托5G網(wǎng)絡，結合北斗精準定位和環(huán)境全域感知技術，基于車路人云協(xié)同的一體化體系，在比賽場館周圍提供5G智能車聯(lián)網(wǎng)和無人駕駛服務，為賽事期間提供安全綠色、高效便捷的交通出行、物流配送、商品零售、環(huán)境清掃等服務保障。

北京冬奧村“電力/物流/清廢/值機”區(qū)域部署了5G無人清掃創(chuàng)新業(yè)務，5G網(wǎng)絡可將場端感知信息及云端數(shù)據(jù)的分析結果實時發(fā)送給無人清掃車，為車輛裝上了“千里眼”和“順風耳”。首鋼園區(qū)部署了17個5G基站、1個北斗地基增強站、近200臺智能路側設備單元等設備，覆蓋面積超過100萬平方米，服務于基于5G智能車聯(lián)網(wǎng)的無人接駁、自主泊車、無人零售、無人配送、無人清掃等10余項應用。

圖1 冬奧5G車聯(lián)網(wǎng)應用場景Fig.1 Application scenarios of 5G car networking of Winter Olympics

1.2 云轉播打造精彩觀賽體驗

“云轉播”通過5G、大數(shù)據(jù)、云計算能力，把轉播拆解成前端信號采集、云端處理能力、導播制作三個環(huán)節(jié)。所有前端視音頻信號經(jīng)過編碼均通過5G或有線網(wǎng)絡傳輸?shù)皆贫?，遠端的導播、制作人員使用云端能力及工具進行視音頻的導切、圖文字幕制作。制作好的內容進行云端分發(fā)，同時還可以在云轉播平臺上建立存儲、編輯系統(tǒng)，使得轉播方工作人員無需到現(xiàn)場就可以直接在遠程制作中心通過云端和現(xiàn)場互動，實現(xiàn)云端節(jié)目導播切換、圖文、字幕等加工制作，最終制作好的內容通過網(wǎng)絡分發(fā)或由后期媒體深加工播出。

2022年北京冬奧會在京張高鐵上建立了4K超高清演播室。京張高鐵全線實現(xiàn)沿線5G網(wǎng)絡100%覆蓋，5G下載平均速率320 Mbps，上傳平均速率50 Mbps，充分保障了4K超高清視頻傳輸?shù)男枨?。北京冬奧會期間，該超高清演播室為央視國際頻道、央視新聞頻道等提供了20多個場次共計近百小時的現(xiàn)場直播，直播期間5G傳輸效果穩(wěn)定、畫面清晰流暢，成功將5G、高鐵和超高清視頻直播技術三大中國“名片”合而為一，打造了全球首個高鐵場景下的4K超高清直播平臺。

圖2 高鐵超高清演播室支撐北京冬奧會Fig.2 Support of high definition studio of high speed rail for Beijing Winter Olympics

自由視角技術以4K多軌廣播級影像同步采集編碼和畫面合成技術為核心，可圍繞不同中心點進行拍攝，呈現(xiàn)出現(xiàn)場人物或物體360°環(huán)繞視角的立體感效果?？蛻舳丝蓪崿F(xiàn)任意視角切換、自由縮放、隨時暫停、定格旋轉、慢動作環(huán)繞等功能，從而實現(xiàn)直播畫面的“千人千面”互動體驗?；?G網(wǎng)絡，利用現(xiàn)場部署的多機位或環(huán)繞機位提供環(huán)繞整個場地的任意角度視頻信息，供用戶以旋轉切換的方式找到自己希望的視角和最佳追隨觀看位置。

2022年北京冬奧會在張家口賽區(qū)U型池場地桁架部署的120臺專業(yè)4K攝像機，提供秒級制作輸出能力，為賽事信號制作提供更大自由度畫面、更短特效輸出時間，同時引入了焦點移動、防抖等智能技術，圓滿完成13場比賽的自由視角轉播服務。

圖3 多視角制播支撐北京冬奧會Fig.3 Support of multi-angle production and broadcast for Beijing Winter Olympics

1.3 場館大腦提升場館運維效率

五棵松冰上運動中心部署了可視化運營平臺，對接場館內環(huán)境、能耗、照明、電梯、門禁、消防、停車場和視頻會議等系統(tǒng)，實現(xiàn)了場館內系統(tǒng)、設備等信息的動態(tài)采集，將人員、空間、設備、能源與數(shù)據(jù)流無縫結合，提升了場館運營和維護效率。按照疫情防控要求，五棵松體育中心嚴格落實“分區(qū)不重疊、流線不交叉、界面嚴管控、人員不跨區(qū)”的原則，將場館進行了閉環(huán)內外的區(qū)域劃分，通過平臺提供5G+AI遠程協(xié)作功能，實現(xiàn)閉環(huán)內外不同區(qū)域之間人員實時AR協(xié)作。

圖4 五棵松體育中心場館可視化運營平臺Fig.4 Visualization operation platform of Wukesong Sports Center Venue

1.4 智慧急救實現(xiàn)賽場“極速救援”

5G智慧急救以急救車為基礎，依托5G高速率、低時延、大連接的特性，實時同步傳輸患者生命體征的監(jiān)護數(shù)據(jù)，在急救車無法到達的區(qū)域還可使用急救背包進行第一時間救治，使急救中心和醫(yī)院能夠提前快速準確獲取病情，制定急救方案，及時指導在途救治，部署急救資源，為急救病人打開綠色生命通道，實現(xiàn)“上車即入院”。

2022年北京冬奧會定點急救轉運機構北京急救中心升級了25輛5G智慧急救車優(yōu)先用于救治急危重癥傷員。賽事期間，北京急救中心共派出234名醫(yī)務人員、50輛急救車開展冬奧醫(yī)療保障。5G智慧急救車上配有除顫監(jiān)護儀、心電圖機等先進的監(jiān)護搶救設備，基于5G急救網(wǎng)關、5G急救單兵等設備，將診療影像、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)實時、清晰、穩(wěn)定地傳輸至定點醫(yī)院，實現(xiàn)了急救車和指揮部的視頻通信和遠程指導。

圖5 5G助力冬奧賽事醫(yī)療保障Fig.5 5G assistance function of medical security of Winter Olympics

北京市紅十字會救援服務中心在冬奧會期間基于5G網(wǎng)絡構建空地救援保障，冬奧期間提供了22輛急救車和2架救援型直升機，滿足了緊急救治需求。

1.5 5G網(wǎng)絡提供先進可靠的保障

本次冬奧會統(tǒng)一規(guī)劃北京、張家口兩地三賽區(qū)的場館5G網(wǎng)絡，為冬奧組委、運動員、奧運大家庭、媒體、轉播商、觀眾等用戶提供一攬子通信服務解決方案。

針對室內場館，尤其是舉行開幕式的國家體育場(鳥巢)，為了滿足該場館10萬級用戶大容量和用戶直播大帶寬業(yè)務的雙重需求，研發(fā)了新型5G微站設備，可實現(xiàn)單小區(qū)3.4Gbps的業(yè)界最高峰值速率。

針對直播大上行需求和多用戶同時接入帶來的網(wǎng)絡業(yè)務爆發(fā)需求，結合室內分布式Massive MIMO技術創(chuàng)新，通過精準的波束配對、賦型和資源分配，極大提升了高干擾場景下RB的利用率，實現(xiàn)了“彈性”容量，使單小區(qū)容量再提升3～4倍。

圖6 中國聯(lián)通冬奧通信運行指揮中心(TTOC)Fig.6 China Unicom Winter Olympics Communication Operation Command Center(TTOC)

本屆冬奧會的雪上項目比賽大多在室外山區(qū)進行，地形崎嶇、比賽場館建筑結構極為復雜，不易鋪設專線、光纜等通信設備，所以在雪上項目比較集中的室外場館建設了一張全方位、無死角的優(yōu)質移動基礎網(wǎng)絡。

北京冬奧會與冬殘奧會期間，全部賽事的指揮運行網(wǎng)絡(OIN)、賽時媒體轉播傳送網(wǎng)絡(BCN)和賽會基礎通信服務都通過奧運通信網(wǎng)絡(OTN)這列“高速列車”連接到全部場館。賽事組織調度在通信方面采用了冬奧通信運行指揮中心(TTOC)，所有通信信息服務都在這里得到了統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一處理和統(tǒng)一服務。這里承擔著北京、河北、延慶兩地三賽區(qū)的冬奧通信運行保障指揮調度及跨域業(yè)務和國際業(yè)務調度、響應，為所有場館提供7×24 h技術支撐服務。

2 科技冬奧啟迪5G智慧文旅

在科技力量推動下，以冬奧會為代表的重大體育賽事不斷超越極限，創(chuàng)造新紀錄。由于體育賽事的需要，科學技術得到了深入研究，取得了新成果。北京冬奧會成功出色的舉辦，5G為代表的數(shù)字科技功不可沒，也給文旅行業(yè)帶來了諸多啟示。

進入新發(fā)展階段，要實現(xiàn)旅游的高質量發(fā)展，依靠要素驅動和投資驅動，難以提升旅游領域全要素生產率，要通過技術創(chuàng)新創(chuàng)造旅游新服務，構建旅游新流程，形成資源與要素新能量[1]。張凌云等學者認為，“智慧旅游是基于新一代的信息通信技術(ICT)，為滿足游客個性化需求，提供高品質、高滿意度服務，而實現(xiàn)旅游資源及社會資源的共享與有效利用的系統(tǒng)化、集約化的管理變革”[2]。近年來，大多景區(qū)也都在發(fā)展智慧景區(qū)建設，5G技術推廣為智慧景區(qū)建設帶來了很多新思路和條件。政府監(jiān)管部門利用5G網(wǎng)絡對全國范圍內的景區(qū)、景點、博物館等進行全方面監(jiān)管監(jiān)測、應急調度；景區(qū)管理企業(yè)借助5G，實現(xiàn)了管理效能、服務質量、服務內容、評級評定等能力的提升；游客在游覽過程中，利用5G網(wǎng)絡進行游前規(guī)劃、游中體驗、游后分享等全流程服務。

2.1 5G+智能無人設備是文旅服務的重要設施

景區(qū)是較為封閉的場所、有相對固定的路線，這一特性令景區(qū)5G+無人駕駛擺渡車得到了進一步推廣。面向服務，5G無人觀光車、無人零售車等一系列智能服務也會給游客帶來不一樣的游玩體驗。景區(qū)5G+智能無人設備旨在實現(xiàn)針對游客的信息服務和實時交互，提升旅游品質，深化旅游服務，為景區(qū)提供可運營的增值服務和便利服務[3]。海南呀諾達、深圳蓮花山公園、西寧園博園和龍門石窟等多個旅游目的地，正是通過引入5G+無人駕駛擺渡車，持續(xù)打造疫后獲客新亮點。面向管理，基于5G網(wǎng)絡，5G無人巡邏車、5G無人機巡檢和5G無人清掃不僅將管理觸點靈活送達一線，還可以把一線的高清視頻視角實時傳遞到后臺指揮中心，構成了空、天、地、人立體通信網(wǎng)絡，進一步提高了景區(qū)管理效率。

圖7 基于5G的立體通信網(wǎng)絡架構圖Fig.7 Three-dimensional communication network architecture based on 5G

2.2 5G+云轉播是文化傳播重要手段

5G無線傳輸減少了拍攝現(xiàn)場的布線復雜度，滿足了在旅游目的地特定點位視頻回傳的需求，同時靈活部署移動機位，可以在移動狀態(tài)下開展直播。通過5G切片技術切割出多個虛擬的端到端專用保障通道，為4K/8K超高清視頻信號回傳提供了穩(wěn)定充足的網(wǎng)絡帶寬。5G多視角直播、自由視角直播和子彈時間技術，不僅具備了廣電級4K-12G SDI能力輸出，還可以在3 s內直接輸出制作好的子彈時間信號，可以保證百毫秒時延內的直播自由視角能力輸出，可以在鏡頭畫面覆蓋的任意點放大、任意點旋轉、任意點推拉，為文化和內容傳播提供更大自由度畫面、更短特效輸出時間。

依托5G+云轉播技術，冬奧開通了京張高鐵演播室。未來，在旅游專列、旅游大巴上的5G直播也會是旅途中的重要服務內容，成為豐富旅游體驗、拉近游客與景區(qū)距離的重要手段。博物館“云直播”則是文博領域的精英文化向大眾進行廣泛傳播的機會，凸顯著強烈的國家敘事傾向，表達了專業(yè)知識分子的審美意趣、價值取向，具有普及知識、傳承文化的重要功能[4]?；?G云轉播技術，不僅可以讓人們清晰看到運動員在北京冬奧賽場上勇奪金牌的英姿，也將大量應用于數(shù)字演藝領域，幫助線上觀眾沉浸式的欣賞藝術，使舞臺藝術資源能以更多元的方式走向市場。

2.3 5G+智慧大腦是文旅管理的重要方向

冬奧期間，場館大腦為奧運場館實現(xiàn)場館內系統(tǒng)、設備等信息的動態(tài)采集，將人員、空間、設備、能源與數(shù)據(jù)流無縫結合，顯著提升了場館運營和維護效率。

在文化旅游領域，大型文博、文化場館也需要通過場館大腦，實現(xiàn)對館內建筑、物品和人員等信息的統(tǒng)一管理，滿足數(shù)字化網(wǎng)絡環(huán)境需求、運營系統(tǒng)需求、觀賽體驗需求、觀賽服務需求、市場開發(fā)需求、后勤保障需求等智慧場館的六大項需求[5]，而文旅項目的主體也逐漸從單個旅游目的地逐漸拓展為復合旅游帶，以文旅帶動產業(yè)。隨著治理范圍和數(shù)據(jù)范圍的不斷增加，大型景區(qū)及文旅小鎮(zhèn)，除了客流、消費以外，還要匯聚城管、交通、消防、應急、環(huán)保等多個部門的數(shù)據(jù)。文旅行業(yè)需要以城市大腦的理念建設文旅大腦，對人員、空間、設備、能源與數(shù)據(jù)流進行無縫結合，并融合物聯(lián)網(wǎng)設備、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務信息等多元數(shù)據(jù)為一體，實現(xiàn)可視化運營。構建數(shù)據(jù)中臺，打通各方數(shù)據(jù)壁壘，匯聚人工智能算法的智能中臺賦予景區(qū)管理和服務的新智慧，既要對設施、安保等問題做到主動發(fā)現(xiàn)、提前預測、主動管理，也要實現(xiàn)人員統(tǒng)籌調度、遠程協(xié)作、遠程巡視、綠色能效管理、IT系統(tǒng)可視化等功能，提升場館管理效率，減少人力成本，實現(xiàn)標準化流程化服務，以統(tǒng)一應用平臺服務區(qū)域內的游客、居民和相關企業(yè)。

2.4 5G+綜合急救體系是技能旅游的重要保障

技能性旅游是通過旅游者掌握并運用專門技術，實現(xiàn)旅游的旅游形態(tài)。滑雪旅游、滑板旅游、潛水旅游、帆船旅游、攀巖旅游等都屬于技能性旅游形態(tài)，隨著新生代旅游群體的形成及旅游的深度發(fā)展，圍繞技能性旅游的產業(yè)體系、產品體系和空間體系的構建，已成為旅游新發(fā)展階段的重點工作[1]。以滑雪旅游、登山旅游等為代表的技能性旅游場景中，醫(yī)療急救將成為旅游保障體系中特別重要的環(huán)節(jié)。技能旅游中，游客發(fā)生損傷的幾率要遠遠大于傳統(tǒng)旅游形態(tài)，像高山滑雪等雪上項目速度快、難度高、危險性大，容易發(fā)生扭傷、摔傷、骨折、凍傷等，游客救護現(xiàn)場往往具有傷情多樣、時間緊迫、條件有限等特點，需要在服務區(qū)域內建立便捷、高效、移動的急救保障體系，快速響應轉運救治，搭建起生命“綠色通道”，有效利用院前急救時間，實現(xiàn)“急速救援”，為游客在旅游體驗過程中的生命安全保駕護航。

5G智慧急救，通過5G急救終端的部署及5G智慧急救-景區(qū)保障平臺的構建及基于臨時調度、5G院前院內一體化、急救背包管理、人員定位管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和展示等多維度急救業(yè)務協(xié)同場景的應用，實現(xiàn)了各類信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，支撐景區(qū)急救現(xiàn)場、院前急救、醫(yī)院院內急診和?？凭戎蔚榷喾骄o密協(xié)作。從游客現(xiàn)場呼救第一時間開始，通過急救轉運時間軸，在多部門進行數(shù)據(jù)聯(lián)動與業(yè)務協(xié)作，提升了資源調度和急救轉運效率。利用5G急救車、急救背包、定位手環(huán)，以低延遲、大帶寬的5G網(wǎng)絡為傳輸通道，構建了高效急救保障體系。

2.5 5G網(wǎng)絡是文旅數(shù)字化轉型的重要基礎

本次冬奧會提供了定制化的5G網(wǎng)絡部署和統(tǒng)一的通信指揮保障，這既是未來國際大型賽事的普遍要求，也提示大型旅游目的地和大型場館在數(shù)字化轉型過程中要更加重視5G基礎網(wǎng)絡的建設。

根據(jù)文旅行業(yè)對5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)的覆蓋范圍、帶寬、安全隔離等級、無線網(wǎng)絡增強特性等差異化需求，5G虛擬專網(wǎng)打造了大上行、超高可靠、超低時延、5G切片、5G高精度同步、5G高精度定位、5G LAN、TSN、廣域漫游、二次認證、能力開放等30項以上的網(wǎng)絡差異化能力。

5G MEC邊緣云是云網(wǎng)邊協(xié)同的一項重要創(chuàng)新，是5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)CT連接能力和IT計算能力的交匯點，是5G業(yè)務終端面向5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)的主要發(fā)力點，也是邊緣算力和中心云算力交互的中繼站。通過將業(yè)務下沉部署至5G網(wǎng)絡邊緣，為文旅行業(yè)提供就近ICT融合服務和開放能力，構建“云網(wǎng)邊端業(yè)”一體化服務能力。云邊協(xié)同是5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)的典型場景，不論是AR、VR、云游戲“中央廚房+分銷門店”模式，還是自動駕駛“中心指揮+邊邊協(xié)同”以及重要數(shù)據(jù)的“云邊容災”，均提出了云邊協(xié)同需求。

5G切片涵蓋通用切片、定制切片兩類，支持為文旅行業(yè)不同客戶、不同業(yè)務提供數(shù)據(jù)隔離、功能可定制、SLA可保障的切片服務；支持敏捷業(yè)務部署，實現(xiàn)全國切片業(yè)務一點受理、一點簽約、在線開通；支持不同覆蓋區(qū)域、不同上下行帶寬、靈活使用周期的靈活計費；支持租戶自助服務，實現(xiàn)用戶級切片業(yè)務可視、可管、可控的智慧運營。

5G高可用網(wǎng)絡通過5G終端側雙發(fā)選收、基站異頻覆蓋雙活、基站備份、承載雙鏈路、網(wǎng)絡池化、本地部署超可靠邊緣網(wǎng)關等措施，實現(xiàn)了網(wǎng)絡99.999%高可用性，滿足了文旅行業(yè)特定場景下對網(wǎng)絡高可靠性的需求。

3 總結和展望

重大體育賽事已成為展示現(xiàn)代科技最新成就的窗口，文旅行業(yè)是人們體驗科技成果的主要行業(yè)。文化旅游和體育都是社會化產業(yè)，很多其他行業(yè)的先進應用都可以在本行業(yè)中形成相應的落地場景。以5G為代表的數(shù)字新基建不僅直接給文旅行業(yè)的各個細分場景帶來了變革，還可以利用其服務千行百業(yè)的底座特性，將其他行業(yè)的新技術、新應用引入到文旅行業(yè)，促進文旅和其他行業(yè)的融合，從而推動文旅行業(yè)成為科技賦能國民經(jīng)濟的示范行業(yè)。