劉 艷
5G技術(shù)在山西省體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用*
劉 艷
(山西省體育科學(xué)研究所,山西 太原 030012)
5G技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。但是我國(guó)在5G+體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)方面的研究非常少,雖然有部分省份提出了戰(zhàn)略合作協(xié)議,但是很多還處于構(gòu)思階段,應(yīng)用到實(shí)際的非常少。文章從山西省體育發(fā)展實(shí)際出發(fā),認(rèn)為5G在山西體育大數(shù)據(jù)平臺(tái)中有巨大的應(yīng)用效應(yīng),不僅可以提升山西體育數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段,推動(dòng)山西競(jìng)技體育、群眾體育智慧化發(fā)展,而且可以變革山西體育傳播體驗(yàn)方式,構(gòu)建山西體育產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)。未來在5G技術(shù)的貫通下,還可以實(shí)現(xiàn)各類體育數(shù)字資源規(guī)?;?、智能化采集及應(yīng)用,為用戶提供更為智慧化的一站式服務(wù)。
5G;體育;大數(shù)據(jù)平臺(tái);山西省
隨著信息技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷融合,數(shù)據(jù)已經(jīng)成為我國(guó)基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源,大數(shù)據(jù)正日益對(duì)我們生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生重要的影響。山西省近年來一直致力于發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì),建成5G基站5萬多個(gè),在多個(gè)領(lǐng)域打造5G+互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),為山西全方位高質(zhì)量發(fā)展提供了有力支撐。為促進(jìn)體育高質(zhì)量發(fā)展,省局將體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用作為發(fā)展數(shù)字體育的重要一環(huán),目前在反興奮劑、國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)、體育科研管理等方面已經(jīng)建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)平臺(tái),為各類數(shù)據(jù)的采集、開發(fā)、共享帶來了巨大的便利條件,大大加快了山西體育的數(shù)字化、智能化進(jìn)程。
人類社會(huì)發(fā)展至今,信息傳遞方式已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。從遠(yuǎn)古時(shí)代的口耳相傳、結(jié)繩記事、擊鼓傳聲,到信號(hào)塔、電報(bào)、電話,傳輸?shù)木嚯x越來越遠(yuǎn),內(nèi)容也越來越復(fù)雜。特別是手機(jī)的誕生,讓信息傳遞突破了時(shí)間、空間的限制,信息傳遞水平也大大提升。從2G到4G,信息傳輸實(shí)現(xiàn)了文字到音頻、視頻的跨越。但是隨著生活節(jié)奏的加快,4G網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn),如人員密集場(chǎng)所網(wǎng)速慢,視頻通話中畫面不穩(wěn)定、不清晰,部分地區(qū)信號(hào)較差等。因此5G技術(shù)是時(shí)代的需要,也是人們?nèi)諠u增長(zhǎng)的信息傳輸需要。
相比4G,5G具有高傳輸、低延時(shí)、大寬帶等特點(diǎn)。5G有更快的傳輸,峰值速率可以達(dá)到10-20Gbit/s,速度約是4G的5-15倍。移動(dòng)性支持500km/h的高速移動(dòng),使無繩化、移動(dòng)化成為可能;5G有更低的延時(shí)。5G空中接口時(shí)延低至1ms,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人們感知疼痛的80ms,使實(shí)時(shí)報(bào)道、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等成為可能;5G有更大的容量。4G技術(shù)對(duì)接入用戶數(shù)有限制,在一個(gè)時(shí)間段,當(dāng)有大量用戶接入到4G網(wǎng)絡(luò)時(shí),會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)速度慢或者不能接入的情況。而5G具備百萬連接/平方公里的設(shè)備連接能力,具有更高的容量、更廣的覆蓋范圍和更低的成本。
2019年6月,國(guó)家工信部向中國(guó)電信、移動(dòng)等發(fā)放了5G商用牌照,標(biāo)志著我國(guó)商用5G時(shí)代正式開啟。5G作為一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),可以為用戶提供虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清視頻等體驗(yàn),滿足移動(dòng)醫(yī)療、智能家居等應(yīng)用需求。5G技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外移動(dòng)通信的研究熱點(diǎn)[1],韓國(guó)和中國(guó)分別成立了5G技術(shù)論壇和IMT-2020(5G)推進(jìn)組,分別發(fā)表了5G Forum White Paper_5G Service Roadmap 2022[2]、5G概念白皮書[3]和5G愿景與需求白皮書[4]??梢哉f5G技術(shù)的誕生開啟了一場(chǎng)新的信息革命,將人與人之間的通信變?yōu)榱巳伺c物、物與物之間的互聯(lián)互通,使我們進(jìn)入一個(gè)萬物互聯(lián)的時(shí)代,必將極大地影響未來社會(huì)的走向。
以“5G”“體育”“大數(shù)據(jù)”等為關(guān)鍵詞,登錄中國(guó)知網(wǎng)、中國(guó)優(yōu)秀博士碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫等學(xué)術(shù)資源平臺(tái)進(jìn)行檢索,一共檢索到中英文共10篇文章,其中3篇中文文獻(xiàn)多是研究5G技術(shù)對(duì)體育事業(yè)、體育智慧化發(fā)展的影響以及體育電視平臺(tái)超高清技術(shù)等的應(yīng)用,7篇外文文獻(xiàn)多是探討5G在體育傳播、云儲(chǔ)存、體育教學(xué)、體育資源管理、智慧體育和醫(yī)療保健等方面的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)5G在體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)相關(guān)應(yīng)用研究非常少。
通過檢索網(wǎng)絡(luò)資源,發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)省份在5G+智慧體育、5G+數(shù)字體育方面開展了相關(guān)建設(shè)。如河北省于2020年11月提出打造“5G+智慧體育”助力新時(shí)代體育強(qiáng)省建設(shè),將與中國(guó)聯(lián)通在5G智慧場(chǎng)館建設(shè)、體育賽事轉(zhuǎn)播、體育產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)等開展深度合作[5]。2021年1月,浙江省體育局在《浙江省體育數(shù)字化改革方案》中提出構(gòu)建“114”體系,即一個(gè)體育數(shù)據(jù)歸集共享管理系統(tǒng),一個(gè)政務(wù)服務(wù)和管理系統(tǒng),四大核心業(yè)務(wù)應(yīng)用,將搭建全省體育數(shù)據(jù)倉,實(shí)現(xiàn)跨部門、跨區(qū)域數(shù)據(jù)共享,建立數(shù)字體育整體智治大系統(tǒng)[6]。
通過整理分析發(fā)現(xiàn),我國(guó)在5G+體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)方面的研究非常少,雖然有部分省份提出了戰(zhàn)略合作協(xié)議,但是很多還處于構(gòu)思階段,應(yīng)用到實(shí)際的比較少。
體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)資源堆積,它匯集了山西體育發(fā)展史、各類人才信息、訓(xùn)練方法、科研成果等,是一個(gè)系統(tǒng)全面、方便快捷、開放共享的平臺(tái),需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存記錄山西擁有的體育資源,如此浩瀚的資源,必然要求該平臺(tái)是一個(gè)系統(tǒng)全面、運(yùn)轉(zhuǎn)流暢、方便快捷、開放共享的平臺(tái)。因此,產(chǎn)生于5G時(shí)代背景的云原生數(shù)據(jù)庫將會(huì)得到廣泛的使用,其高擴(kuò)展性、低成本、更迭快、海量?jī)?chǔ)存特性可以有效克服原來數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展性低、維護(hù)成本高、更迭慢等缺點(diǎn),可以有效應(yīng)對(duì)將來浩瀚資源和訪客激增帶來的壓力。
在國(guó)內(nèi)一些重要賽事中已經(jīng)能看到5G在智能管理、智能評(píng)分方面的一些應(yīng)用。如,在2019年世界軍人運(yùn)動(dòng)會(huì)上,5G技術(shù)與大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)為運(yùn)動(dòng)會(huì)提供了智能供電系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng),不僅可以快速發(fā)現(xiàn)各種安全隱患,而且也大大節(jié)省了人力的支出;在2020年東京奧運(yùn)會(huì)上,5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在計(jì)分統(tǒng)計(jì)、人員管理方面得到了應(yīng)用,5G技術(shù)和AI技術(shù)在智能評(píng)分方面可以捕捉到肉眼無法察覺的動(dòng)作細(xì)節(jié),更有利于比賽的公平公正。
現(xiàn)如今疫情反復(fù),使得很多線下體育賽事無法開展,利用5G技術(shù),一些賽事可以通過線上比賽來進(jìn)行。例如馬拉松比賽,2021年的太原馬拉松就是在線上舉辦,選手可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用任意跑步軟件APP完成所報(bào)項(xiàng)目規(guī)定的里程,并將跑步記錄上傳相關(guān)程序,后臺(tái)工作人員審核通過后,即可發(fā)放相關(guān)成績(jī)證書。但是目前省內(nèi)一些線上賽事都是在相互獨(dú)立的平臺(tái)進(jìn)行,不利于賽事宣傳或后續(xù)數(shù)據(jù)利用。而將省內(nèi)線上賽事統(tǒng)一接入山西體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái),不僅可以連續(xù)存儲(chǔ)個(gè)人歷年成績(jī),為以后開展相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)支撐。還可以利用5G+4K+VR技術(shù)進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)視頻傳輸,可以有效減少直觀的視覺遮擋,在大大提高比賽成效的同時(shí),比賽成績(jī)判定也會(huì)更加準(zhǔn)確。
山西省體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)將逐漸繪制全省全民健身地圖,實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館服務(wù)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)。人們不僅可以通過在線平臺(tái)完成場(chǎng)館查詢、餐飲查詢、商品銷售、支付停車費(fèi)等,還可以通過在線預(yù)定數(shù)據(jù)查看高低峰時(shí)間段,實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰健身。例如2022年北京冬奧會(huì)體育場(chǎng)館就使用5G技術(shù),不僅可以提供在線查詢賽事日程、場(chǎng)館位置、座位圖等,還可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付、路線推薦等。且當(dāng)這類大型體育賽事觀看人數(shù)突增時(shí),5G技術(shù)的大寬帶、低延時(shí)就能有效提升場(chǎng)館內(nèi)信息數(shù)據(jù)的接收處理能力,為數(shù)據(jù)的安全保駕護(hù)航。
圖1 全民健身智能服務(wù)平臺(tái)
5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,室內(nèi)健身系統(tǒng)通過智能腕表、智能器材等高科技裝備可以將健身者的體重、血壓、呼吸頻率、心率等數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇萍计脚_(tái),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)健身者的身體狀況,一旦發(fā)現(xiàn)異常,將在終端設(shè)備上發(fā)出警報(bào),提醒健身者及周邊人注意。平臺(tái)還可以提供健身指導(dǎo)和虛擬健身情景,并對(duì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,生成健身效果評(píng)估報(bào)告,供健身者參考。
在戶外健身系統(tǒng)中,通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),根據(jù)人們戶外健身偏好和健身路徑,總結(jié)各類人群健身規(guī)律和特點(diǎn),向各類健身愛好者推薦適合他們的戶外健身方案。同時(shí)5G技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以將戶外運(yùn)動(dòng)中的交通、餐飲、住宿、醫(yī)療、購(gòu)物、休閑等整合起來,讓戶外健身者通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)APP就能完成運(yùn)動(dòng)裝備租借、食宿客棧預(yù)定等,還可以從平臺(tái)查看實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)量、身體機(jī)能指標(biāo)、熱量消耗等數(shù)據(jù),并結(jié)合數(shù)據(jù)分析生成鍛煉及飲食方案,極大提升群眾體育健身的體驗(yàn),從而達(dá)到科學(xué)健身的目的。
國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)是國(guó)家為系統(tǒng)掌握我國(guó)國(guó)民體質(zhì)狀況和發(fā)展規(guī)律,在全國(guó)范圍內(nèi)定期開展的體質(zhì)監(jiān)測(cè)活動(dòng)。山西省國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)現(xiàn)已投入使用。該平臺(tái)不僅可以對(duì)歷年國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析,而且通過5G技術(shù),還可以實(shí)時(shí)傳輸被測(cè)者的各項(xiàng)數(shù)據(jù),為被測(cè)者建立體質(zhì)檔案,對(duì)不同年齡段、不同體質(zhì)狀況人群的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)范圍、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo),可以有效提高全民健身科學(xué)化水平。
圖2 山西省國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)登錄界面
體育是一種較為特殊的文化現(xiàn)象,具有可觀賞性、不可重復(fù)性和競(jìng)爭(zhēng)性,如何真實(shí)、全面、生動(dòng)地傳播體育信息是媒體孜孜不倦的追求。從紙質(zhì)媒介、電視、電腦、手機(jī)到穿戴顯示設(shè)備,體育離我們的距離越來越近。未來5G技術(shù)的發(fā)展,必將為體育內(nèi)容呈現(xiàn)提供更為豐富的形式,我們身邊的很多物體都有可能成為接受信息的端口,觀眾將在豐富多樣的終端收看高保真節(jié)目和無卡頓直播,自媒體內(nèi)容制作將會(huì)更為簡(jiǎn)單、便捷。
2019年,二青會(huì)圣火采集儀式上,山西聯(lián)通獨(dú)家保障的5G+VR視頻傳播的特點(diǎn)就是5G超小時(shí)延、360度全景直播、5G實(shí)景實(shí)時(shí)拼接、實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)演示,這在全國(guó)電視頻道轉(zhuǎn)播中尚屬首例。2020年10月,CBA聯(lián)盟與中國(guó)移動(dòng)咪咕公司合作“5G聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,探索AI、VR、4K、8K等技術(shù)和5G技術(shù)與觀賽之間的深度融合[7]。5G的高網(wǎng)速、低延時(shí)、大寬帶為VR運(yùn)行創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的條件,其高達(dá)1Gbps的帶寬為VR視頻傳輸帶來了極致的觀看體驗(yàn),即使數(shù)百萬人同時(shí)觀看也毫無卡頓,甚至可以在直播中與賽場(chǎng)觀眾在線聊天、為比賽喝彩、自選觀賽視角等,讓人們感覺就像置身賽事一般。
未來在山西體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)中,5G支持下的虛擬現(xiàn)實(shí)將會(huì)讓觀眾瞬間抵達(dá)體育賽事現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行360度全景觀察,大大提升了新聞報(bào)道的深度和廣度。在這種媒體融合狀態(tài)下,信息流通的渠道將會(huì)暢通無阻,所有信息都會(huì)以最佳的形式呈現(xiàn)給觀眾,觀眾將會(huì)體驗(yàn)到現(xiàn)場(chǎng)般的體驗(yàn)感,甚至可以定制個(gè)性化的體驗(yàn)方式。
體育產(chǎn)業(yè)囊括了體育管理服務(wù)、體育場(chǎng)館服務(wù)、體育中介服務(wù)、體育用品及其他體育相關(guān)服務(wù),其具有巨大的關(guān)聯(lián)性和融合性,如與旅游、健康、文化的關(guān)聯(lián),與科技、互聯(lián)網(wǎng)的交融,讓其在智慧體育產(chǎn)業(yè)方面有巨大的優(yōu)勢(shì)。在山西體育產(chǎn)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)開發(fā)中,5G技術(shù)將為包括競(jìng)技體育、全民健身、休閑體育、體育場(chǎng)館及設(shè)施等提供智能化產(chǎn)品和服務(wù),打造智能化的體育服務(wù)平臺(tái),將體育領(lǐng)域的海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的全面關(guān)聯(lián),無處不在的感知設(shè)備也將傳統(tǒng)體育現(xiàn)狀變?yōu)閿?shù)字體育,改變傳統(tǒng)體育產(chǎn)業(yè)供給模式,讓人們可以更加便捷、準(zhǔn)確的獲取所需要的體育資源,大大提升工作效率。如在體育賽事管理中,通過智能平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)購(gòu)票、路況導(dǎo)航、泊車導(dǎo)航、入口導(dǎo)航、掃碼入場(chǎng)、導(dǎo)航入座、廣告推送、體育用品推送等一體化服務(wù)平臺(tái)。在觀看比賽中,可以找到需要的比賽贊助商商品、球員用品等,觀眾在線就能享受到線下的購(gòu)物體驗(yàn),還可以實(shí)時(shí)分享、視頻回放、視頻互動(dòng)等,大大滿足人們的多種需求。
運(yùn)動(dòng)員傷病是訓(xùn)練中難以避免的,特別是高危項(xiàng)目,但是很多體育訓(xùn)練單位因?yàn)槿鄙賹I(yè)的醫(yī)療團(tuán)隊(duì)使運(yùn)動(dòng)員傷病不能得到及時(shí)治療,一旦錯(cuò)過了治療的黃金時(shí)間,就會(huì)對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆的損傷,嚴(yán)重的甚至影響到運(yùn)動(dòng)員生涯和生命。5G的推廣和應(yīng)用,使遠(yuǎn)程醫(yī)療有了實(shí)現(xiàn)的可能。2019年1月19日,我國(guó)一名外科醫(yī)生利用5G技術(shù)實(shí)施了全球首例外科手術(shù),這是遠(yuǎn)程跨空間手術(shù)的首例。2019年7月17日,國(guó)內(nèi)首例5G+MR(混合現(xiàn)實(shí))遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)乳腺手術(shù)獲得圓滿成功。因?yàn)槌晒邮芰藝?guó)內(nèi)首例5G遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)乳腺手術(shù),72歲的毛奶奶也被大家稱作“5G奶奶”。由于體育康復(fù)人才的培養(yǎng)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,5G所要做的是以空間換時(shí)間,用5G的手段和方法為運(yùn)動(dòng)員的康復(fù)需求提供幫助,在優(yōu)化體育康復(fù)資源配置的同時(shí)也能為運(yùn)動(dòng)員帶來更好的治療體驗(yàn)。
在山西體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)的開發(fā)中,將設(shè)置遠(yuǎn)程康復(fù)示教、移動(dòng)康復(fù)設(shè)備數(shù)據(jù)互聯(lián)、遠(yuǎn)程遙控手術(shù)等,將大大突破診斷和治療的地域限制,實(shí)現(xiàn)康復(fù)師與運(yùn)動(dòng)員更高效的對(duì)接。同時(shí)5G低時(shí)延、高可靠性的特點(diǎn)能為用戶提供毫秒級(jí)的端到端時(shí)延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證,實(shí)現(xiàn)“瞬時(shí)傳輸”的體驗(yàn)[8],能更好地支持連續(xù)監(jiān)測(cè)和感官處理裝置,收集運(yùn)動(dòng)員實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),為后期治療提供針對(duì)性服務(wù)。5G技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)信息快速上傳、海量?jī)?chǔ)存、智能共享,通過醫(yī)療設(shè)備可以將患者歷史治療數(shù)據(jù)上傳至該平臺(tái),醫(yī)生可以遠(yuǎn)程詳細(xì)了解患者情況,并給出針對(duì)性治療方案,可以大大減少運(yùn)動(dòng)員到一線城市治療費(fèi)用,具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。
當(dāng)今的體育已不再只是金牌競(jìng)技,早已不斷滲透到生活的方方面面。山西省體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)在5G技術(shù)的貫通下,可以將競(jìng)技體育、全民健身、體育場(chǎng)館、體育傳播、體育康復(fù)等共生于一個(gè)數(shù)字平臺(tái)中,將一切可鏈接之物鏈接起來,形成一個(gè)超大體量的在線數(shù)字平臺(tái),實(shí)現(xiàn)各類體育數(shù)字資源規(guī)?;⒅悄芑杉?、應(yīng)用,為用戶提供更為智慧化的一站式體育服務(wù)平臺(tái),滿足各類用戶的個(gè)性化需求,這不僅是現(xiàn)代體育發(fā)展的方向,更是推進(jìn)體育強(qiáng)國(guó)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)國(guó)家富強(qiáng)的重要手段。
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On the Application of 5G Technology in Shanxi Sports Science and Technology Big Data Platform
LIU yan
(Shanxi Institute of Sport Science, Taiyuan 030012, Shanxi, China)
山西省科技廳基金項(xiàng)目《山西省國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫的建立與開發(fā)應(yīng)用》(項(xiàng)目編號(hào):201803D31226);山西省體育局基金項(xiàng)目《山西省體育科技大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用》(項(xiàng)目編號(hào):20TY120)。
劉艷(1986—),碩士,研究實(shí)習(xí)員,研究方向:體育信息。