冬奥会短道速滑智能赛道
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冬奥会短道速滑智能赛道 发布于:2021/03/23
    短道速滑是冬季奥运会项目,比赛采用淘汰制,以预、次、半决、决赛的比赛方式进行。4~8名参赛选手在同一条起跑线上同时起跑出发,比赛途中在不犯规的前提下,参赛选手可随时超越对手。参赛选手必须在规定赛道内完成比赛,超出赛道即被判定为犯规。目前,划分赛道采用标线和障碍锥桶。
  我们观看了部分冬奥会短道速滑比赛的视频,并查阅了相关的新闻报道,发现在短道速滑比赛中发生过不少安全事故。我们对其中存在的问题进行了讨论,希望减少比赛中的安全事故。
  一、存在的问题
  1.障碍锥桶自行滑动
  某次短道速滑比赛开始时,用于判定犯规和划分赛道的障碍锥桶自行发生了位移(如图1)。所幸工作人员及时纠正,当场比赛没有因为障碍锥桶的位移发生意外。
  由于冰面较滑,摩擦力较小,障碍锥桶没有被固定,易发生位移,一旦滑到其他地方,参赛选手滑行速度快,来不及反应,易被绊倒,造成安全事故。
  2.易与障碍锥桶发生碰撞
  在超越对手的过程中,参赛选手如果撞击到划定边界的障碍锥桶(如图2)就会摔倒,甚至会因速度太快而飞出场地,或被冰刀割伤,对身体造成非常大的危险。如果有参赛选手犯规,裁判也无法准确地判断。
  二、设计原理
  障碍锥桶立于冰面的特定位置上,起到定位、划分赛道的作用。同时,障碍锥桶是裁判判定参赛选手是否犯规的重要标识。因此,尽管障碍锥桶存在安全隐患,但因其在比赛中的重要作用,无法被取消。
  我们设计了冬奥会短道速滑智能赛道,想用其他物品替代障碍锥桶,既起到标识、划分赛道和判定结果的作用,又能保障参赛选手的人身安全。
  三、结构设计
  冬奥会短道速滑智能赛道是集LED灯赛道、磁力感测犯规、实时温度监测为一体的安全、交互的电子赛道。
  1.用LED灯划分赛道
  用LED灯替代障碍锥桶。LED灯沿赛道被埋于冰面下,可区分赛道(如图3),参赛选手也能更清楚地看清赛道,在规定区域内比赛,避免犯规。此外,裁判还能更清楚、准确地判定参赛选手是否超出赛道。
  LED灯节能环保,颜色、形状可随时切换、更改,在不同的赛事中都可以被应用,还能在比赛休息间歇活跃现场气氛,一物多用。
  2.磁力感测犯规,标识犯规位点
  为了保证比赛结果准确、公平,减少因人工判定造成的误差,我们利用传感器检测参赛选手是否超出赛道,在赛道边缘的冰面下方安装磁力传感器(如图4),在不破坏鞋子结构、不影响滑行效果的情况下,在选手的冰刀上加装少量磁铁。一旦参赛选手触碰赛道边缘,后台便能接收信息,显示其具体触碰情况(如图5),尽可能地避免比赛事故和裁判误判,也能让观众、裁判及时知晓每位参赛选手的实时比赛情况。
  3.实时温度监测
  在赛场上设定多个温度监测点,实时监测赛道冰面的温度,并将数据反馈到后台(如图6),以便工作人员及时对冰面温度进行调控,保证比赛的正常進行。
  冬奥会短道速滑智能赛道模型如图7。
  四、创新点
  冬奥会短道速滑智能赛道既能完成比赛中标识、划分赛道和判定犯规的功能,消除障碍锥桶的安全隐患,又能及时掌握参赛选手的比赛情况,收集准确数据,避免人工误判,并实时监测赛道温度。
  该赛道不仅能被应用在短道速滑比赛中,还可以推广到其他比赛的赛道上(如冰壶、花样滑冰等)。LED灯可被替换为电子显示屏幕,冰面上可以显示实时排名、任意切换赛道。同时,电子显示屏可用于比赛开场动画或颁奖典礼等装饰的工具。
  未来,我们将进一步对作品进行优化,比如精确到某一位运动员的犯规情况,增加红外线感测、磁力感测双重检测运动员是否犯规等。作者:毛俊杰  牟宇曦 来源:发明与创新·中学生
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