國(guó)家速滑館：冰絲帶

創(chuàng)新技術(shù)相互支撐，

共同織就一張堅(jiān)實(shí)的防護(hù)網(wǎng)，

讓公平從一句口號(hào)變?yōu)橛辛Φ膶?shí)際行動(dòng)。

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(chǎng)館已準(zhǔn)備好迎接銀球飛舞的極速交響，愛(ài)知·名古屋的亞運(yùn)舞臺(tái)將會(huì)上演亞洲力量的激情碰撞，這些頂級(jí)賽場(chǎng)見(jiàn)證著運(yùn)動(dòng)健兒全力以赴、逐夢(mèng)爭(zhēng)光的每個(gè)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(duì)賽場(chǎng)上的精彩瞬間，生出激動(dòng)、緊張與動(dòng)容的共鳴。所有選手都在同等的條件、規(guī)則和評(píng)判標(biāo)尺之下，每一場(chǎng)對(duì)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(huì)遇到諸多困難，賽場(chǎng)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(xiǎn)點(diǎn)。在應(yīng)對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)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(chǎng)館將溫濕度、氣流等調(diào)整至毫厘不差，為運(yùn)動(dòng)員提供穩(wěn)定均衡的競(jìng)技環(huán)境；精準(zhǔn)的輔助判罰技術(shù)，用事實(shí)數(shù)據(jù)解決裁決爭(zhēng)議；不斷升級(jí)的藥物檢測(cè)技術(shù)，讓僥幸心理在證據(jù)面前無(wú)處遁形。這些場(chǎng)景下的創(chuàng)新技術(shù)相互支撐，共同織就一張堅(jiān)實(shí)的防護(hù)網(wǎng)，讓公平從一句口號(hào)變?yōu)橛辛Φ膶?shí)際行動(dòng)。

“智慧之基”校準(zhǔn)賽場(chǎng)微變量

體育競(jìng)賽的公平，首先離不開(kāi)堅(jiān)實(shí)的硬件條件基礎(chǔ)。智能場(chǎng)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(dòng)員能否站在同一條公平的起跑線上比拼。無(wú)論是競(jìng)賽場(chǎng)地的物理?xiàng)l件，還是賽場(chǎng)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(jìng)賽場(chǎng)地的條件均衡是公平競(jìng)技的首要前提。作為運(yùn)動(dòng)員比拼的核心舞臺(tái)，任何微小的場(chǎng)地差異都可能影響運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮。創(chuàng)新技術(shù)的價(jià)值，就在于通過(guò)精準(zhǔn)控制消除這些差異，讓每處場(chǎng)地都符合嚴(yán)格的競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)。作為場(chǎng)地條件均衡保障的典型范例，北京冬奧會(huì)國(guó)家速滑館“冰絲帶”采用由國(guó)內(nèi)校企聯(lián)合研制的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二氧化碳跨臨界直冷制冰機(jī)組，成功實(shí)現(xiàn)將冰表面高差控制在4mm內(nèi)、溫差不超過(guò)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(duì)，圍繞二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，布局了一套多層級(jí)、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(duì)在一項(xiàng)發(fā)明專利中公開(kāi)保護(hù)了完整的冰場(chǎng)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(shí)啟動(dòng)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(chǎng)換熱盤管進(jìn)行制冷，然后采集計(jì)算冰面當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的溫差，同時(shí)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(dòng)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?jí)嚎s為液態(tài)并回流至低壓循環(huán)桶實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的循環(huán)。

在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步針對(duì)制冰過(guò)程的制冷劑輸送、壓縮、換熱、回油、熱回收等多個(gè)物理環(huán)節(jié)進(jìn)行專利布局，包括通過(guò)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(guò)設(shè)計(jì)雙級(jí)壓縮方案調(diào)節(jié)節(jié)流閥與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)制冰系統(tǒng)冷熱綜合能量利用最大化、基于耦合多級(jí)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(guò)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(shí)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(guó)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(dòng)員都能在標(biāo)準(zhǔn)化的冰面條件下競(jìng)技，用統(tǒng)一的制冰技術(shù)維護(hù)場(chǎng)地公平的底線。

另一方面，賽場(chǎng)環(huán)境也是影響競(jìng)技狀態(tài)的重要隱形變量。燈光的均勻度、場(chǎng)地的溫濕度、氣流的穩(wěn)定性等，看似微小的環(huán)境因素，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)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(guò)智能調(diào)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些環(huán)境變量的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)把控，讓不同區(qū)域、不同場(chǎng)次的競(jìng)賽環(huán)境保持相對(duì)一致。

針對(duì)包含賽場(chǎng)環(huán)境控制的智慧場(chǎng)館運(yùn)行服務(wù)系統(tǒng)，國(guó)家速滑館“冰絲帶”工程總工程師李久林作為發(fā)明人申請(qǐng)發(fā)明專利，該申請(qǐng)適配國(guó)家速滑館的特點(diǎn)，構(gòu)建由指揮中心、應(yīng)用系統(tǒng)層、平臺(tái)層、存儲(chǔ)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(chǎng)館環(huán)境管理等難題。

專利中系統(tǒng)平臺(tái)層包括的智能化集成平臺(tái)，在賽場(chǎng)環(huán)境控制中起到重要作用。該平臺(tái)是中國(guó)科學(xué)院軟件研究所與北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司聯(lián)合研發(fā)的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理核心是通過(guò)對(duì)公司擁有軟件著作權(quán)的現(xiàn)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)子系統(tǒng)和超10萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，通過(guò)傳感器捕捉和計(jì)算比賽場(chǎng)地的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)建模與感知、多子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制等技術(shù)，調(diào)控除濕系統(tǒng)、座椅送風(fēng)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)速滑館內(nèi)環(huán)境參數(shù)的嚴(yán)格控制。同時(shí)，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)已作為聯(lián)合著作權(quán)人獲得場(chǎng)館數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的軟件著作權(quán)，對(duì)創(chuàng)新技術(shù)平臺(tái)成果進(jìn)行有效保護(hù)。

國(guó)家速滑館的相關(guān)研究和實(shí)踐團(tuán)隊(duì)圍繞場(chǎng)館建設(shè)形成了包括競(jìng)賽場(chǎng)地建造、賽場(chǎng)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(shí)用新型專利，這些專利成果支撐著場(chǎng)館建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了賽場(chǎng)環(huán)境的精準(zhǔn)可控與均衡統(tǒng)一，為運(yùn)動(dòng)員打造出公平競(jìng)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(jìng)技公平除了實(shí)現(xiàn)賽場(chǎng)條件的均衡外，裁判的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)判罰同樣是不可或缺的核心環(huán)節(jié)。競(jìng)速賽事中觸線時(shí)的毫米級(jí)距離等比賽結(jié)果的計(jì)量判決，和球類賽事中球體落地是否出界等比賽爭(zhēng)議的判罰裁決，這些影響體育競(jìng)賽公平的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，僅依賴裁判肉眼判斷有時(shí)會(huì)存在偏差。創(chuàng)新技術(shù)的使用，能夠讓比賽的客觀計(jì)量判決和爭(zhēng)議判罰裁決結(jié)果可追溯、可驗(yàn)證、可信任。

在比賽的客觀計(jì)量判決中，主要包括時(shí)間計(jì)量判決和分?jǐn)?shù)計(jì)量判決兩類，創(chuàng)新的時(shí)間計(jì)量、分?jǐn)?shù)計(jì)量技術(shù)能夠提供高速數(shù)據(jù)采集與瞬時(shí)計(jì)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(lái)的影響。

在時(shí)間計(jì)量判決項(xiàng)目中，以游泳項(xiàng)目為例，山東中泳電子股份有限公司圍繞游泳比賽計(jì)時(shí)的核心場(chǎng)景，申請(qǐng)保護(hù)計(jì)時(shí)設(shè)備硬件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(qǐng)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(shí)、雙核同步計(jì)時(shí)、雙視角視頻采集和軌跡追蹤等，依托上述知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，該企業(yè)研發(fā)出游泳計(jì)時(shí)、視頻仲裁等一系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠性計(jì)時(shí)，已成功服務(wù)數(shù)百場(chǎng)省級(jí)以上游泳賽事。

在分?jǐn)?shù)計(jì)量判決項(xiàng)目中，以射箭項(xiàng)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(jī)判定，更成功服務(wù)于巴黎奧運(yùn)會(huì)射箭項(xiàng)目。該公司在已申請(qǐng)的專利中公開(kāi)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(tái)工業(yè)相機(jī)捕捉圖像，在側(cè)方部署激光雷達(dá)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)人工智能算法融合兩類數(shù)據(jù)，計(jì)算出高精度的箭矢三維運(yùn)動(dòng)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(diǎn)、軌跡及落靶點(diǎn)等三維坐標(biāo)的數(shù)據(jù)記錄，為成績(jī)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(qǐng)TTR鷹眼挑戰(zhàn)并挑戰(zhàn)成功。

在爭(zhēng)議判罰的輔助裁決中，球類項(xiàng)目中球體的高速運(yùn)動(dòng)容易引發(fā)判罰爭(zhēng)議，而創(chuàng)新技術(shù)通過(guò)提供客觀數(shù)據(jù)還原賽事場(chǎng)景，讓判罰結(jié)果更具信服力。在2025年多哈世乒賽中，中國(guó)選手王楚欽曾多次在被判罰發(fā)球違規(guī)后示意申請(qǐng)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(guó)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(duì)發(fā)球遮擋、擦網(wǎng)擦邊爭(zhēng)議等多種典型場(chǎng)景開(kāi)發(fā)算法模型，采用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、高速相機(jī)多角度慢動(dòng)作回放等技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)乒乓球軌跡和落點(diǎn)的毫米級(jí)跟蹤和還原。并且，瑞蓋科技面向乒乓球、足球等各類體育項(xiàng)目打造鷹眼裁判等智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了落點(diǎn)判斷、越位劃線等一系列輔助裁決功能。針對(duì)上述各類技術(shù)，該企業(yè)申請(qǐng)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(guò)相關(guān)技術(shù)的落地應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了體育比賽中各類爭(zhēng)議場(chǎng)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(jìng)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(jìng)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(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)建起讓違規(guī)者無(wú)處遁形的檢測(cè)體系。

作為服務(wù)北京冬奧會(huì)、巴黎奧運(yùn)會(huì)等一系列重大賽事的興奮劑檢測(cè)技術(shù)，干血點(diǎn)技術(shù)是由中國(guó)反興奮劑中心與世界反興奮劑機(jī)構(gòu)、國(guó)際奧委會(huì)等開(kāi)展國(guó)際創(chuàng)新研究合作研發(fā)出的革命性檢測(cè)方法，其原理是通過(guò)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(cè)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(huì)正式批準(zhǔn)通過(guò)了干血點(diǎn)檢查方法技術(shù)文件，標(biāo)志著這一技術(shù)的正式國(guó)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(shí)產(chǎn)權(quán)制度的支撐下，中國(guó)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(diǎn)檢查器材的難點(diǎn)問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)技術(shù)保護(hù)。

針對(duì)定量采集問(wèn)題，中國(guó)反興奮劑中心與浙江大學(xué)方群教授團(tuán)隊(duì)合作，申請(qǐng)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(guò)合頁(yè)式結(jié)構(gòu)件集成，通過(guò)展開(kāi)與對(duì)折兩種工作狀態(tài)的切換，實(shí)現(xiàn)納升至毫升級(jí)液體樣品的精確定量采集、處理與長(zhǎng)期保存，其裝置利用微通道網(wǎng)絡(luò)入口處的疏水自動(dòng)隔斷結(jié)構(gòu)和毛細(xì)管作用力收集定量樣品，通過(guò)對(duì)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(shí)自動(dòng)完成混合、過(guò)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(duì)裝置防篡改問(wèn)題，中國(guó)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(guò)實(shí)用新型、外觀設(shè)計(jì)兩類知識(shí)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(guò)設(shè)置易損物理結(jié)構(gòu)實(shí)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(guò)防松爪與卡合槽的傾斜角度配合，在旋松過(guò)程中實(shí)現(xiàn)折斷，通過(guò)觀察防松爪是否斷裂即可判斷樣本在運(yùn)輸過(guò)程中是否被篡改，適用于液體樣本的檢測(cè)，而后者為直拉開(kāi)啟的盒狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)箭頭形卡扣體與卡扣槽的寬度差配合，在分離過(guò)程中實(shí)現(xiàn)斷裂，通過(guò)觀察各卡扣體的破損情況判斷樣本是否被開(kāi)啟，適用于干血點(diǎn)等多種類型樣本的檢測(cè)。

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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)》和干血點(diǎn)技術(shù)文件標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于興奮劑檢查器材的要求，已成功落地用在北京冬奧會(huì)、杭州亞運(yùn)會(huì)等國(guó)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(chǎng)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(shí)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(jiān)實(shí)的法律護(hù)盾，更通過(guò)推動(dòng)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(gè)環(huán)節(jié)，使公平切實(shí)化為運(yùn)動(dòng)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(shí)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(jiǎng)牌都經(jīng)得起檢驗(yàn)。（作者單位：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心）

（文章來(lái)源：《創(chuàng)意世界》2026年4月號(hào)）

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編校：苑寶平