棋類競技作弊與反制措施研究

陳 昊，譚風雷

棋類競技作弊與反制措施研究

陳 昊，譚風雷

國網江蘇省電力有限公司，江蘇 南京，210024。

隨著棋類運動獎金的提升和作弊設備成本下降，棋類裁判反作弊壓力漸趨增大。本文分析了棋類競技比賽中的作弊方式，基于無線電技術原理分析了作弊方法相關的技術參數，進一步從非技術措施、場內技術措施、場外技術措施三個維度提出了棋類競技作弊防范措施。通過南京地區某中國象棋賽事的實戰模擬驗證了所提反制措施的有效性，基于裁判視角給出反作弊的相關經驗和建議。

作弊；棋類競技；電磁屏蔽；干擾抑制；反制措施

隨著我國社會經濟的高速發展，各種體育文化活動蓬勃開展。象棋、圍棋等棋類運動以其獨特文化內涵，千百年來為廣大中國人民所喜聞樂見，具有廣闊的群眾基礎[1-4]。近年來，各地擁有豐厚獎金的商業賽事不斷涌現，繁榮了人民的業余文化生活，但是，也應該看到，一些不法分子覬覦比賽獎金，作弊手段層出不窮，對棋類競技帶來了較大沖擊。這些問題導致棋類項目裁判執裁工作面臨著越來越大的壓力[4]。

棋類競技作弊具有社會危害性。一方面，作弊者使用作弊手段顛覆勝負，違背了基本的體育精神，是對棋類運動本身的不尊重；另一方面，作弊者多以攝取金錢為目的，數目到達一定金額，已然觸犯法律[5-7]。同時也應該看到，棋類競技作弊率，尤其是采用高科技手段的作弊率近年來大幅提升，不能簡單以作弊者利益驅動來解釋，也應正視其技術層面的兩個客觀條件：（1）棋類軟件實力已超過人類優秀棋手[8-10]；（2）無線電技術等作弊方法的成熟應用。本研究中，作者以象棋運動為例對現有棋類競技的作弊方式做技術層面的綜述與探討，并結合實際執裁經驗，在技術和管理層面提出有針對性的反制措施，并在實際賽事模擬中驗證了措施的有效性。

1 棋類競技作弊方式方法

隨著棋類軟件實力的不斷提升，近十年來借助科技手段作弊的案例有不斷上升的趨勢。中國象棋軟件被用于象棋競技作弊事件較早，很多象棋非專業賽事不限現場觀戰人數，使中國象棋作弊案例位列圍棋、象棋、國際象棋三大棋之首，作弊的技術手段暴露得也相對充分。因此，下面以中國象棋為例，討論棋類競技作弊方法。

1.1 棋類作弊過程的分解

目前最為熱門基于無線電技術的棋類競技作弊過程，可分為3個環節。

1.1.1 棋盤信息的獲取 整個弈棋過程是作弊棋手和對手之間在一個相對固定的場所在一個特定的時間內來完成的，因此棋盤信息由作弊棋手直接帶出賽場實施作弊的效率較低。一般通過作弊棋手或其觀棋的同伙通過一些特制的電子掃描設備及無線傳輸技術來實現信息的獲取與傳送，（如紐扣等嵌有微型攝像傳輸設備），在外人難以覺察的情況下進行信息的獲取與傳輸。

1.1.2 棋招的拆解 場外作弊人員通過相應的接收設備，將場內發射的相關信號接收，獲得信息后，便通過種種方式獲取應對的招數，一般采用主流象棋軟件進行計算與分析，其速度非常之快，可以在數秒之內計算出拆棋招數。

1.1.3 將招法信息回傳給作弊棋手 場外作弊人員得到拆棋信息后，利用電子設備將其轉換后，再通過相關無線發射設備調制變頻成為射頻信號發射進賽場，場內棋手利用無線電接收設備將載有招法信息的射頻信號接收下來，然后通過解調變成辨識的信號，從而獲得應對招數信息。

1.2 作弊過程中的主要設備

作弊過程中涉及到比賽場內的棋手與場外作弊人員的協調工作，因此所需要的設備應分為場內和場外兩個終端，其作弊形式上來看，場內作弊棋手所處的環境及形勢更為嚴峻，即使是由場內同伙實施盤面信息的獲取及外傳，其被發現的風險也遠高于場外負責拆解回傳的棋手，因此本文重點討論場內作弊者使用的作弊設備。

場內作弊棋手（或同伙）身處賽場，直面裁判和對手，甚至還有警惕性高的觀戰棋迷，作弊行為必須非常隱蔽盡可能不被發現，將攝像和發射傳輸設備組合制成微型設備是一種相對高效的手段。設備的使用主要有兩種思路，一種是借助通用設備，一種是使用定制工具。

1.2.1 通用設備 近年來智能手機的普及，在物理條件上具備利用智能手機或其通信終端設備拍攝現場比賽盤面信息，借助公共通訊網絡，實現信息外傳。

1.2.2 定制工具 定制工具的優勢在于在信號傳輸上可以擺脫公網頻段的限制，其外形設計上分為兩類，（1）是象棋賽場可能出現的物品，如茶杯型、手表型、風油精瓶型、紐扣型、鋼筆型等。（2）是和人體結合緊密的物品，磁共振技術耳機、有源無線隱形耳機，數字攝像眼鏡、光電密顯眼鏡等。

下面介紹一種基于針孔攝像頭的作弊模式。

針孔攝像頭內置于作弊棋手的茶杯杯蓋上，索尼1600萬像素鏡頭，光學防抖，自帶熱點可與10m以內的手機實時預覽，同伙使用該茶杯拍攝盤面信息，經光電轉換和定時控制掃描處理器處理將視頻圖像轉化為多幀電信號。通過定制的微波無線發射設備將這些電信號送至場外。場外作弊人員（可能在附近的車內）使用配套的手持式接受設備接受信號，完成計算后反饋回賽場。當前，已知這種無線電發射設備工作頻率集中分布的頻段處于800MHz-2.5GHz頻段，通常具有多個頻道（一種典型的頻率為1060-1380MHz）。

1.3 通訊方式分類

作弊的通訊方式分為語音通信和數字通信工具兩類。

1.3.1 語音通信 對于場內作弊棋手雖存在借助賽場特別功能區，如衛生間、吸煙室等區域語音通訊方式作弊，但暴露風險較大。更常見的場內同伙在賽場附近無人處語音接受，并返回賽場再以暗號等方式告知作弊棋手。這種方式一般采用單工、模擬、調頻通信方式，但有向雙工、數字和其他調制方式轉變的傾向。典型的使用頻率有76-87MHz，137-167MHz，220-250MHz，400-470MHz、600-650MHz。

1.3.2 數字通信 該方式特點是傳輸可視信息，全程無聲音發出，降低了被周圍棋迷發現的可能。其使用頻率以400-470MHz居多；調制方式通常為二進制數字頻率調制（2SFK），目前也有向其他調制方式轉變的趨勢。

隨著棋類競技賽事反作弊意識的增強，作弊裝備也在不斷的更新換代，由早期的盒裝接收器、收發器，發展今天越來越具有隱蔽性的各種裝置。更有作弊者將作弊裝置裝入假牙、甚至植于皮下，可以看著是第二種思路（和人體結合緊密的物品）的一種延伸，給反作弊帶來了額外的工作量。

2 作弊手段的理論基礎與分析

下面以較主流的無線電手段作弊為例，闡述其原理，為反作弊措施實施提供依據。

基于無線電手段的作弊一般利用電磁波的波粒二象性，即無線電電磁波具有繞射、穿透障礙物的原理，其中載有信息的電磁波傳送與接收的距離不遠，忽略障礙物的影響外基本可以遵循無線電自由空間波損耗規律。

（2）用分貝表示的自由空間傳播路徑損耗L為：

由（2）可以看出，電磁波的損耗和作弊無線電發射距離和使用頻率有關。由此可以分析出賽場作弊工具發射距離不宜太遠，頻率亦有限制。這對棋類賽事反作弊措施提供了兩條重要的技術依據：

（1）存在在賽場附近捕捉信號發射源的可能

（2）存在監測、遮蔽周圍特定頻段的特定電磁波信號發覺作弊行為的可能[11-12]。

3 反制措施研究

基于對棋類作弊方法的研究，可采取一些反制措施加以防范。考慮到廣大棋類愛好者對棋類運動的喜愛，存在近距離觀摩比賽的實際需求，且出于棋類運動推廣普及的考慮，不宜用雖有效果，但可能降低棋類運動群眾參與度的措施（如完全禁止棋迷入場觀摩的做法，短期來看可減少作弊的媒介，長期來看對棋類運動推廣未必有利）。

3.1 非技術型措施

3.1.1 嚴格報名制度 報名階段確認身份信息，禁止冒用身份，使用假身份證方式參加比賽。實名參賽，大幅提升了作弊者的作弊成本。

3.1.2 完善賽場設施 比賽級別一般但獎金高的賽事，衛生間、吸煙室、茶歇區應盡量靠近賽場，防止作弊者利用遠離裁判、其他參賽者視線的機會有不軌行為。

3.1.3 賽前約法三章 比賽過程中禁止作弊自然毋庸提及，但是某些細節規定需要賽前明言（如某些比賽時禁止以聽音樂為由帶耳機，帶耳機直接判負。此類規定并非約定俗稱，需要明言），（1）是杜絕作弊者的借口，（2）是本分的參賽者因瓜前李下的行為誤觸犯相關規定。

3.1.4 賽中控制 賽場保持愛好者看棋的有序性，防止重重圍住參賽者觀看，這樣可以防止作弊者同伙使用其他手段與作弊者交流，傳遞作弊信息。建議在淘汰賽階段或關鍵局，設立有圍擋的對局區，可以大幅提升作弊者的作弊成本。

3.2 場外技術措施

3.2.1 安全檢查措施 對重要比賽，尤其是獎金較高的比賽，建議實施安全檢查。使用安檢設備（安檢通道、金屬探測器[13-14]等）可以在很大程度上防止作弊參賽者及其同伙夾帶可疑設備進入賽場。考慮到購置安檢設備經濟成本較高，可以采取租賃的方式。必要時可以再增加人工安檢。

此外，在報名階段潛在參賽者就能獲悉本次賽事有安檢，本身對作弊者已有一定威懾作用，從源頭上已減少了作弊者參賽概率。

3.2.2 場外電磁檢測措施 有條件的賽事，可以安排1名場外巡視人員在賽場外巡視，使用檢測裝置檢測賽場周圍有無可疑無線電信號、可疑人員、車輛。提升作弊者作弊難度。

3.3 場內技術措施

3.3.1 信號屏蔽措施 類似評標現場、重大考試出卷閱卷，比賽時啟動信號屏蔽裝置，全波段遮蔽手機或其他通訊設備信號，阻斷作弊者和場外同伙的聯系，實現反作弊。

3.3.2 特定頻段屏蔽 信號屏蔽雖然效果明顯，但是賽場畢竟不同于評標現場或考場，全波段屏蔽雖然干擾了作弊者，也影響了觀戰棋迷，考慮到現在手機對人們日常生活的重要性，盡管作弊者不一定使用手機頻段，但全波段屏蔽一開，往往“玉石俱焚”，如果觀戰棋迷數小時不能接電話，將影響棋迷觀戰的積極性。

可以考慮采用電磁環境凈空間生成器等特定頻段屏蔽裝置，該類裝置在電力行業等領域已有應用[15-16]，該裝置可以在一定頻率范圍內檢測不同頻率信號的異常波動，動態跟蹤特定頻率，有選擇性的壓制特定頻率的作弊信號，同時又可將對手機信號的影響降到最低，其抑制原理簡述如下：

基于雙T陷波器的裝置相應電路的傳輸函數為：

其中ω0=1/RC。當ω=ω0時，G（jω）=0，此時能濾除f0=1/2πRC的頻率，而對于其他頻率，G（jω）約為1，能很好的使其他頻率的信號通過。易見，可以改變電容和電阻值來調整須抑制的頻率。

令G（j）=0.707時，得到上下限截止頻率為：

基于上述原理的特定頻段屏蔽裝置如圖1。

圖1 特定頻段屏蔽裝置

作弊者在察覺信號被壓制后，一般會因心虛中止作弊行為。這里再討論一種更為極端情況，作弊者在已知道信號被壓制的情況下，仍然鋌而走險，如通過臨場大幅調大功率同時躍變信號頻率的方式，希冀突破信號屏蔽。此時賽場的電磁場會出現較大變化。可基于賽場本身的電磁環境背景噪聲設置信號異常波動閾值，超過閾值時直接觸動報警，提示當值裁判發現作弊行為。

3.3.3 場內巡視與監控措施 安排一名技術人員（比賽后期每輪局數大幅下降時，亦可由有經驗的裁判兼任）手持檢測終端于賽場（含衛生間、吸煙室、茶歇區）中巡視，并在休息室設置監控區，重點觀察有無使用非電磁信號類設備（攝像眼鏡、攝像紐扣），有無編碼發報類的異常手勢。

圖2 場內監控

場內當值裁判可能負責多局比賽，亦要加強自己所負責比賽區域的異常狀況巡查。除上述檢查項外，亦要重點留意棋手交談中有無買棋賣棋、外圍下注賭棋等違規言語，行棋過程中有無異常跡象（落子速度異常，走法有違常理）。

此外，使用軟件的作弊者往往有零失誤，攻殺異常精準，賽前賽后不與對手說話、不復盤討論等特征[17-18]，有這些特征之一本身并不構成作弊嫌疑（如有選手因性格原因或個人偏好，不喜歡與對手做口頭交流），但是幾個特征疊加，會讓作弊者的身影凸顯。尤其是和作弊者經歷了一局博弈的對手會往往能有所感覺。當值裁判如加強關注，積極收集信息，即使未采用技術措施，亦能有所覺察。

4 作弊模擬與反制措施的實際應用

將研制的反作弊設備配合上述討論反制措施，應用于2019、2021年南京市電力系統某單位職工象棋比賽與2020、2022年江蘇省電力系統某單位職工象棋比賽。其中，2021年的比賽同步進行了模擬作弊試驗，對反制措施應用效果的考察更為全面，下面以2021年比賽為例展開討論，

4.1 賽前情況分析

賽制為前6輪積分循環，取前4名循環賽。積分循環階段，全程允許棋迷近身觀戰。淘汰賽階段，棋迷允許保持距離觀看。

賽場配備裁判長1人，裁判3人，當值技術人員1人，場外巡視人員1人。裁判長以外的執裁方所有成員事先不知道模擬作弊者人數及作弊方式。

模擬作弊團隊分甲乙兩組，乙組采取雙人作弊（對局作弊者B，室外作弊者1人），對局作弊者本身象棋水平較低，每步均依賴象棋軟件（“名手”），一獲得招法提示立即行棋。甲組采取多人作弊（對局作弊者A，偽裝棋迷的作弊者2人，室外作弊者1人），對局作弊者象棋水平相對較高，前十步不使用軟件，獲得招法提示后將根據局面緊迫程度延時行棋，增加隱蔽性。兩組作弊者相互知道對方存在，并初步知道裁判方的人員配置和技術力量安排。賽前兩個當局作弊者與象棋軟件進行了內部測試，即使是水平較高的對局作弊者A，亦不敵“名手”，即象棋軟件實力明顯高于對局者，用棋軟提升對局者獲勝概率具有可行性。

另安排特別對局者C。該隊員共有兩項任務，（1）是模擬被收買的棋手，協助甲組的對局作弊者獲得較多勝局；（2）是將在第4輪、第5輪模擬相約買棋。該隊員不參與其他技術性的作弊行為，正常參加其他輪次的比賽。

作弊模擬方案由單位首席工程師、裁判長及其他2名技術專家制定。裁判長掌握每輪的編排，必要時根據作弊團隊賽況，相機暗中調整對局形勢。

所有模擬作弊者和收買棋手為在本單位招募的內部志愿者，執裁方的裁判為本單位具有象棋執裁經驗的職工，技術人員為本單位相關專業技術人員，本身具備相關專業知識，賽前對反作弊設備操作與監控進行了針對性訓練。

4.2 積分循環階段的作弊與反制

在積分循環階段，首輪安排的是兩組作弊者之間對局，該局不實施作弊，甲組對局作弊者A憑實力先勝乙組對局作弊者B。第2輪，乙組按計劃實施作弊，當值技術人員檢測到異常信號，短暫確認后，報告當值裁判，當值裁判結合現場信息，在第2輪開賽5min內發現作弊行為。事后詢問作弊者B的對手，對手稱亦察覺異常，已有所懷疑。

比賽第4輪，特別對局者C按既定計劃和對手在場外相約買棋，C的對手當即拒絕，裁判方人手不足，交談時間又短，未能發現，C的對手亦未舉報；第5輪，特別對局者C按照既定計劃再次在賽場內和第5輪對手相約買棋，當值裁判發覺后當即制止該行為，并予以警告。賽后有選手反映聽到C公然討論買棋義憤不已，已準備向裁判長舉報這種買棋行為。

整個積分循環階段，甲組作弊者全程蟄伏，不實施作弊，依靠首輪先勝乙組作弊者、被收買棋手C的讓局以及預先安排的一輪輪空勝，加上甲組對局作弊者A自身象棋實力，順利以并列第1名進入循環賽階段。

因為不知道甲組作弊者的存在，執裁方其他成員誤以為模擬作弊者已捕獲，演習已結束。裁判長從其他裁判、技術人員的言語中能感覺到大家思想上已有所松懈，當即指出大家應繼續保持警惕到比賽結束，但未提示還存在另一組作弊者。

4.3 淘汰賽階段的作弊與反制

在淘汰賽階段，甲組按計劃實施作弊。因為賽場此時開啟了特定頻段屏蔽裝置，遮蔽作弊信號，導致作弊基本失效。

技術人員監測到信號異常（察覺時間明顯慢于積分循環階段），但因為以為模擬作弊者已捕獲，未能如積分循環賽階段立即警示裁判，而是在繼續觀察。在技術上已能明確判斷出異常后，又因為心中遲疑，再次等待確認后，才將該異常告知了裁判長。裁判長確認技術人員已成功確定作弊者后，宣布演習結束。

淘汰賽階段，有1名現場當值裁判已覺察了1名“偽裝棋迷”行為可疑，但未能在演習結束前獲得進一步證據。事后詢問對局作弊者的對手，對手稱感覺到了作弊者有異常，但當時局面形勢吃緊，未能有太多懷疑。

事后詢問甲組作弊者，全過程未能成功實施作弊，多次作弊信息傳輸失敗，僅有2次信息勉強可辨識，“偽裝棋迷”結合自己的判斷，將招法成功提示給對局作弊者A。但因“偽裝棋迷”第1次判斷錯誤，對局作弊者A結合自身實力判斷該招法不能采信，未聽從提示。“偽裝棋迷”第2次判斷雖正確，對局作弊者因有之前的顧慮，同時當時存在一步作弊者能看得較清的次優招法，故對局作弊者A亦未敢采信。

4.4 模擬作弊與反制過程中的經驗和建議

（1）依靠象棋軟件“名手”的普通版本，正常應可在本次職工比賽中奪冠，使用象棋軟件作弊方式亦具備理論上可行性。

（2）技術上的反制措施是有效的，但需要配合思想的警覺。同樣的技術條件，反作弊的效果存在較大差異。這在兩階段中同一個技術人員的臨場表現中有充分的體現。

（3）在反制措施壓力下，大幅增加了作弊難度，甚至大幅加大了作弊者的心理壓力。如本次演習中，唯一一次的正確作弊信息傳遞，作弊者臨場未敢采信。

（4）作弊者對手的信息較為重要，本次演習中兩次作弊者的對手，一無反作弊經驗，二無心理準備，甚至有一個對手因水平不高，都沒聽說過“名手”“楚漢棋緣”等象棋軟件，但是兩人都在一定程度上從對局中覺察到異常，不能歸結于巧合。裁判應高度重視作弊者對手以當局者視角的懷疑和感覺。

（5）完全靠裁判人力防范買棋問題較有壓力，建議集中精力監督重點場次，重點人群的監控。同時高度重視仗義執言的棋手、棋迷提供的舉報信息。

（6）限于試驗條件，反制措施的應用經驗來自于作弊者棋力有限的低級別賽事。如果作弊者棋力甚高，又只在關鍵對局的關鍵幾步使用棋類軟件，其識別難度必將大幅上升。對于一般賽事，本文所討論的技術和方法，應對“求財”型的作弊選手已綽綽有余。

5 結 論

當前棋類競技中作弊行為對棋類競技執裁帶來了挑戰。表面上看棋類作弊是選手體育道德水準下降造成的，實際上外部誘因和技術條件加劇了作弊的發生。當前的棋類項目裁判的執裁工作面臨著新形勢，一方面，要熟悉業務，公平、公正執裁；另一方面，面對新形勢要積極自我提升，在作弊方式和技術原理基礎上，積極從管理措施和技術措施等維度多管齊下，引入其實有效防范措施，遏制棋類競技中的各種作弊行為，促進棋類運動的發展。

[1] 閆乃慈，黃春梅，李延山.高校大學生運動員運動倦怠研究——以新疆師范大學為例[J].四川體育科學，2022，41（02）：69～72.

[2] 馬永軍，胡俊生，鄭 兵.智力運動：一種值得教育關注的生活元素[J].中國體育科技，2013，49（05）：120～124.

[3] 儲亞娟.全媒體時代高校體育文化傳播路徑研究[J].四川體育科學，2022，41（02）：120～123+139.

[4] 時國興.影響裁判臨場執法注意范圍的心理因素分析[J].南京體育學院學報（社會科學版），2002（06）：86～87.

[5] 趙 毅.自治的黃昏?——從我國法院裁判考察司法介入體育的邊界[J].體育與科學，2015，36（05）：39～46.

[6] 蔣 菠，陳秋屹，文艷紅，等.體育回歸教育：校園足球后備人才教體結合“一條龍”培養模式研究[J].四川體育科學，2021，40（05）：139～143.

[7] 李擁軍，郭曉燕.情理法則在裁判說理中的功能與應用[J].河南大學學報（社會科學版），2022，62（03）：28～34+153.

[8] 魏印福，李舟軍.動態規劃求解中國象棋狀態總數[J].智能系統學報，2019，14（01）：108～114.

[9] 趙冬斌，邵 坤，朱圓恒，等.深度強化學習綜述：兼論計算機圍棋的發展[J].控制理論與應用，2016，33（06）：701～717.

[10] 陳興國，俞 揚.強化學習及其在電腦圍棋中的應用[J].自動化學報,2016,42（05）：685～695.

[11] 鄭鳳杰，夏善紅，陳賢祥.三維電場傳感器仿真優化及性能測試[J].傳感技術學報，2008（06）：946～950.

[12] 譚風雷，陳 昊，何嘉弘.基于通徑分析和相似時刻的特高壓變壓器頂層油溫預測[J].電力自動化設備，2021，41（11）：217～224.

[13] 劉昊明，劉正平.電磁屏蔽技術的分析研究[J].微計算機信息，2005（25）：156～157+36.

[14] 鄭林濤，董永生，史恒亮.一種新型X射線安檢圖像增強算法[J].科學技術與工程，2014，14（23）：252～256.

[15] 譚風雷，張兆君，吳興泉，等. 支持向量機優化的線性插值法在變壓器油溫預處理中的應用[J]. 現代電力，2020，37（06）：591～597.

[16] 陳 昊，徐懂理，黃阮明，等，交直流電場的實用計算與測量研究[J].南京工程學院學報，2018，16（02）：1～7.

[17] 陳 昊，廖英祺，張連芹，等，基于自適應濾波的信號分離與窄帶干擾抑制[J]電力工程技術，2019，28（02）：129～134.

[18] 王 斌.2008年全國象棋個人錦標賽特輯[M]. 中國香港：中國文化出版社，2009.

Research on Cheating and Countermeasure in Chess Competition

CHEN Hao, TAN Fenglei

State Grid Jiangsu Electric Power Co. Ltd, Nanjing Jiangsu, 210024, China.

With the increase of bonus and the decrease of cost of cheating equipment in chess games, the anti cheating pressure of referee is increasing. This paper analyses the cheating methods in chess competitions in analyzed in this paper. Based on the principle of radio technology, the technical parameters related to cheating methods are analyzed. Moreover, furthermore, the countermeasures is proposed from non-technical measures, on-site technical measures and off-site technical measures. The effectiveness of the proposed countermeasures is verified by the simulation of a Chinese Chess competition in Nanjing, and the corresponding experience and suggestion on anti-cheating is provided from the perspective of referee.

Cheating; Chess competition; Electromagnetic shielding; Interference suppression; Countermeasure

1007―6891（2022）06―0073―05

10.13932/j.cnki.sctykx.2022.06.15

G891

A

2021-07-25

2022-05-10

國網江蘇省電力公司創新工作室項目（2017016J16，2018016J03）。