基于“科技冬奧”的智慧場館需求分析與系統功能設計

劉占省，孫佳佳，李久林，劉習美

(1.北京工業大學建筑工程學院，北京 100124；2.北京城建集團，北京 100088)

目前我國的體育場館普遍存在能耗浪費多、人才資源匱乏、管理體制不完善、政策保障不足等問題[1]，并制約我國體育場館的可持續綠色發展，影響體育場館整體賽時、賽后正常運營的同時，也給社會和環境造成了沉重的負擔。在這種困境下，BIM技術、物聯網、移動互聯網、大數據、人工智能等新興技術的出現與發展為建設綠色、節能、最佳運營效益的體育場館提供了契機。信息化技術與體育場館不斷結合與相互滲透，“智慧場館”應運而生。圖~3是國外應用了高科技技術的典型智慧場館案例。

圖1 東京奧運會場館

圖2 平昌冬奧會主場館

圖3 俄羅斯世界杯喀山體育場

根據智慧城市的定義[2]，智慧場館是將建筑信息模型、物聯網、移動互聯網、大數據、人工智能、VR等新興信息技術運用到場館的設計規劃、建設和運營管理的全生命周期，以實現賽時功能需要、賽后綜合利用、提高運營效率、提升用戶體驗為目標的軟件和硬件的結合體。目前，已有學者對智慧場館的建設運營和未來發展進行了研究。CAO[3]建立手持設備與服務器的通信，通過2種指令交互實現對場館燈光設備的間接控制，從而實現節能管理；WU和LI[4]結合基于Web GIS的體育館智能服務系統，通過對用戶出行方式的深入分析，設計出到達場館的最優路徑；WANG[5]研究了基于物聯網的智能體育場館系統及其發展趨勢，指出現代智能體育場正變得越來越安全、高效、舒適和方便；徐永清[6]提出智慧場館已進入創新 4.0時代，并提出了智慧場館運維管理平臺的基本架構；陳望君[7]提出了智慧場館運營建設的思路，并將其應用在蘇州奧體中心的整體建設中，增強了場館本身運作能力；肖文升[8]通過剖析當前智慧場館發展的困境，提出了未來智慧場館發展的若干策略，為后續研究提供參考；陳曉靜和楊俊峰[9]在“互聯網+”和智慧城市的發展背景下，探討了智慧城市服務于智慧場館的可能。

盡管學者們做了相關的研究，我國體育場館的智慧化建設和可持續性運營仍然面臨著嚴峻的問題，像平昌冬奧會主場館因無法維持運營而被迫拆除的例子屢有發生。經過多方調研后發現，智慧場館還停留在概念階段，或者僅是少量、單點的智能化應用，缺乏對智慧場館的需求分析和對應的功能設計。因此，本文圍繞智慧場館，在對以往體育場館創新技術進行整理總結的基礎上，分析當代智慧場館的需求，并針對觀賽服務需求進行智慧場館觀賽服務系統功能設計，最后給出智慧場館發展的建議，希望為今后的智慧場館建設提供建議與參考。

1 以往體育場館創新技術經驗

通過對往屆體育賽事智慧場館創新技術的整理(表1~3)，總結出以下特點：

(1)電視轉播的模式由傳統電視逐步覆蓋到智能終端，VR技術的出現使高清轉播、“身臨其境”成為可能。

(2)高速Wi-Fi網絡(5G)逐漸普及，移動通訊網絡場館范圍全覆蓋。

(3)遠程監控設備(無人機)的使用逐漸增多，應用范圍擴大。

(4)人工智能機器人在交通、管理、餐飲方面在逐步嘗試運用。

(5)電子支付服務已成為大型體育賽事必選項。

(6)關注人性化服務和觀眾體驗互動已成為智慧場館的目標。

以往體育場館創新技術的應用為新一代智慧場館的建設提供了寶貴的技術經驗，5G、人工智能等信息技術的快速發展也為其提供了契機，新一代智慧場館無疑將具有更高的科技含量和技術水平。

表1 東京奧運會智慧場館創新技術

表2 平昌冬奧會智慧場館創新技術

表3 俄羅斯世界杯智慧場館創新技術

2 智慧場館需求分析

本文調研了北美職業體育場大慶游泳館、中國文字博物館、沈陽奧林匹克綜合館等大型體育場館和文化場館的現實需求，結合上一節對往屆體育賽事智慧場館應用新技術的總結，分析概括出智慧場館的需求至少包括：數字化網絡環境需求、運營系統需求、觀賽體驗需求、觀賽服務需求、市場開發需求、后勤保障需求(圖4)。

圖4 智慧場館需求

2.1 數字化網絡環境需求

近期，中國互聯網信息中心發布了第43次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[10]，報告顯示到2018年12月為止，我國網民規模已達8.29億，全年新增網民5 653萬。可見，人們的日常生活已經離不開互聯網。而在大型場館這種人員密度高的場所，更需要保持手機信號的穩定性，以及場館無線網絡環境的穩定性，以便支持現場觀眾的各種信息化互動，提升觀眾體驗[11]；另外，對于智慧場館的運營來說，用戶通過場館的網絡環境部署進行微信、微博等平臺的數據共享，也為場館及產品的推廣宣傳提供幫助。場館運營方通過網絡部署進行數據采集與后續統計分析，進而實現智慧場館的管理。

值得一提的是，我國的國產品牌華為與中興等在高密度大型場館無線網絡覆蓋方面提出了可實行的解決方案，如中興新支點ICG、云網視、引入AI等。

2.2 運營系統需求

對于大型場館來說，賽時、賽后將產生大量的業務數據和文檔資料，賽時高峰期也將迎來上萬人的人流壓力，如果沒有一套完整的運營系統輔助相關人員管理，將面臨不可預測的數據混亂與人員混亂問題。因此，智慧場館的運行需要構建一套運營系統，將電子數據信息共享，通過各個子系統反饋的數據實現資源最優調配；通過實時安全監控進行風險預測預警；通過動態數據分析為場館管理人員提供決策依據，提高決策質量。

另外，智慧場館的建設還應考慮到從賽時到賽后的無縫切換，以賽后需求預埋賽前設計規劃，不僅要保證比賽期間的正常運行，還要保證長期運營的需要，在運動員訓練培訓、健身娛樂、商業活動等方面提供高水平、高質量的服務，實現場館的有機更新和功能的快速轉換(圖5)。

圖5 智慧場館運營需求

2.3 觀賽體驗需求

由往屆體育賽事智慧場館的新技術應用來看，關注人性化服務和觀眾體驗互動已成為智慧場館的目標。通過VR技術與360°全景攝像機的結合，可使觀眾以第一視角沉浸式觀賽；通過場館無線網絡覆蓋與5G高速網絡，可增加觀眾間的互動體驗；通過富有科技感的現場互動如微博上墻、有獎問答等，可以調動觀賽氣氛，進而提高觀眾體驗。

2.4 觀賽服務需求

場館內每日需要接待的觀眾人數眾多，而每位觀眾提出的服務需求往往呈現出重復性與個性化并存的特點，因此，傳統的人工解答已經滿足不了觀眾觀賽服務的需求。針對手機網民覆蓋率極高這一趨勢，可以設計一套面向觀眾的觀賽服務系統，通過APP或小程序等形式提供給觀眾使用，為觀眾觀賽前、觀賽中、觀賽后提供全面、及時、便利的服務。

2.5 市場開發需求

為了在場館的后期運營中獲得持續盈利，需要在場館舉辦各種活動從而吸引觀眾買票獲得收益。因此，在場館進行市場開發戰略制定時，需通過一定的技術與分析手段更準確的識別出不同觀眾群體的消費意愿與行為特點，如喜愛觀看的比賽類型、是否加入VIP等，從而確定喜好與消費水平，運用市場開發策略進行定向投放。

智慧場館運營者在進行市場開發時，可考慮線上與線下策略相結合，根據實際情況與預算搭建或優化場館網站、社交媒體賬號、微信小程序、移動客戶端等，在合適的時間節點引入第三方營銷咨詢服務商，有效地利用既有觀眾數據，增加用戶粘性。

2.6 后勤保障需求

按照智慧場館總體建設目標，需建立完善的后勤保障系統，為智慧場館的運行提供一個安全、節約、高效的環境。因此，要求智慧場館應具有包括安保系統、車輛進出口管理系統、停車服務、緊急情況疏散、報修、餐飲管理、保潔后勤保障功能。

3 智慧場館觀賽服務系統功能設計

本文從智慧場館整體運行的角度分析了智慧場館的多項需求，針對其中的“觀賽服務需求”，設計了觀賽服務系統的功能模塊，旨在提高觀眾觀賽體驗，為觀眾的觀賽全過程提供便利。設計的智慧場館觀賽服務系統功能包括信息功能、社交功能、觀賽服務功能、商業功能、數據分析功能。具體如圖6所示。

圖6 智慧場館觀賽服務系統功能設計

3.1 信息功能

作為智慧場館APP的基礎功能，主要包括賽會活動日程，場館相關信息與資訊，場館座位圖，運動員基本信息模塊，為觀眾提供基本的信息資訊。

3.2 社交功能

如同其他社交平臺一樣，智慧場館APP也需要社交功能來增加線上觀眾的雙向互動。主要包括線上社區，互動游戲(預測比分、問答競賽)，線上直播(評論、彈幕、社交媒體分享)，附近的人，咨詢客服。

3.3 觀賽服務功能

觀賽服務功能主要負責提升觀眾觀賽體驗，為觀賽過程提供便利。主要包括移動支付(包括支付門票、支付停車費用等)，路徑導航(幫助觀眾尋找座位、衛生間、餐廳、汽車，并自動決策最優路線)，自助點餐，鏡頭回放，VR沉浸式體驗，以及其他類通知(緊急情況、天氣預警)。

3.4 商業功能

智慧場館 APP商業功能用于挖掘消費者潛在消費需求，并提供便利的服務獲取渠道。主要包括購買門票，線上商店，合作推廣，加入我們(作為贊助商之一為智慧場館提供支持)，贊助商權益，廣告模塊。

3.5 數據分析功能

數據分析功能是智慧場館APP的后臺分析模塊。通過智慧場館 APP，可以以較低的成本獲得更多有價值的數據信息并進行大數據分析。主要包括讀取用戶位置信息，讀取用戶身份信息，獲取用戶授權的文字、聲音、圖像信息，獲取關聯的社交媒體信息，對用戶進行人口細分與定位，分析用戶消費行為偏好與潛在需求。基于該低成本且有用的信息，開發者可通過數據分析技術為觀眾提供個性化推廣方案，增加用戶粘性，創造持續收益。

4 小結與建議

本文梳理了以往體育場館的創新技術，借鑒其技術應用經驗，并對當下智慧場館的需求進行較為全面的分析，提出智慧場館的需求至少包括數字化網絡環境需求、運營系統需求、觀賽體驗需求、觀賽服務需求、市場開發需求、后勤保障需求六大項。在此基礎上，針對“觀賽服務需求”設計了觀賽服務系統功能，主要包括信息功能、社交功能、觀賽服務功能、商業功能、數據分析功能等，有助于提高觀眾觀賽體驗，為觀眾的觀賽全過程提供便利。結合本文的研究及智慧場館目前的發展現狀，提出以下建議：

(1)從俄羅斯世界杯到平昌冬奧會再到未來的東京奧運會，可以看到科技在其中起著巨大的作用。隨著科技技術的不斷發展進步，新一代智慧場館的建設無疑將具有更高的科技含量，更加展現著體育與科技的交叉碰撞。智慧場館建設正朝著數字化、網絡化、智能化、信息化的方向邁進。

(2)智慧場館的使用應不僅僅在于比賽期間，后期的正常運營也非常重要。以服務人民作為智慧場館發展的重要任務，充分利用智慧場館現有資源，開展多種市民活動，全面提升智慧場館的服務水平。

(3)除了場館運營方本身的融資活動外，相關部門也需加強對智慧場館的財政投入力度，以保證場館后期的定期檢測與智能化產品研發，從而共同打造多方參與的投入機制。