智慧體育-體育信息化的必然趨勢

1、智慧體育-體育信息化必然趨勢葉強(qiáng) 葉強(qiáng)（1979），男（漢族），湖北嘉魚人，南京體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)健康系講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究。，魏寧1，蘇楊11南京體育學(xué)院，江蘇省南京市 210014摘要：在科技奧運(yùn)口號(hào)帶動(dòng)下，近幾年我國體育信息化建設(shè)取得了一定發(fā)展和進(jìn)步，但由于體育信息技術(shù)人才缺乏、體育信息基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、體育信息政策法規(guī)滯后等事實(shí)導(dǎo)致體育信息化后續(xù)建設(shè)遇到較多制約型、瓶頸型困局。隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的興起、發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，為解決體育信息化面臨的問題提供了新的機(jī)遇，這就導(dǎo)致了“智慧體育”的提出。物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算是“智慧體育”的戰(zhàn)略技術(shù)支撐?！爸腔垠w育”的應(yīng)用涉及到體

2、育運(yùn)作的方方面面，其根本目的與任務(wù)是讓體育更好的發(fā)揮自身功能與服務(wù)職能，本質(zhì)是讓主體人更好地參與體育。關(guān)鍵詞：智慧；智慧體育；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算 Abstract: With High-tech Olympics slogan, China's sports information technology has made some progress in recent years, but the lack of technical experts, weak infrastructure of sports information and policies and regulations

3、 lags behind, sports information suffer in quagmire. With the rise of a new generation information technology such as Cloud computing and Internet of Things, it provides new opportunities for Sport information, that is “Smart Sports”. Internet of Things and cloud computing are “Smart Sports” strateg

4、ic technology support. “Smart Sports” applications are related to all aspects of Sport, its fundamental purpose and mission is to make sport better. And in essence, it makes people more participate in sports.Keywords: Smart; Smart Sports; Internet of Things (IOT); Cloud Computing1 前言2008年 11月IBM 全球董

5、事長、首席執(zhí)行總裁彭明盛在英國倫敦皇家國際關(guān)系學(xué)院發(fā)表題為“歡迎進(jìn)入智慧時(shí)代”的演講，稱接下來的十年全球?qū)⑦M(jìn)入“智慧”的時(shí)代。至此，對(duì)“智慧地球”理念的討論便在全球范圍延伸開來。近兩年隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化，社會(huì)各行業(yè)逐漸對(duì)“智慧地球”理念有了越來越明確的發(fā)展思路，提出了“智慧城市”、“智慧醫(yī)療”具體實(shí)現(xiàn)行動(dòng)路徑，使人們對(duì)“智慧地球”未來的認(rèn)識(shí)有了清晰的輪廓。2 “智慧體育”與體育信息化2.1 “智慧體育”是體育信息化的發(fā)展必然選擇科技與體育結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代體育的時(shí)代特征。北京提出“科技奧運(yùn)”理念就是要發(fā)揮科學(xué)技術(shù)對(duì)體育的支撐和推動(dòng)，通過廣泛采用當(dāng)代最新科技成果，讓科學(xué)精神

6、、科學(xué)思維和科技成就體現(xiàn)在體育的方方面面。隨著體育信息化的進(jìn)程，體育事業(yè)的從業(yè)者們對(duì)信息資源的認(rèn)識(shí)有了新的發(fā)展，但由于基礎(chǔ)薄弱，我國體育信息人才缺乏、體育資源貧瘠、體育信息基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、體育信息政策、法規(guī)滯后等仍是不爭的事實(shí)。具體表現(xiàn)在：1）體育信息資源分散，缺乏有效、高效的整合途徑和應(yīng)用平臺(tái)，信息化推進(jìn)的廣度和深度滯后于體育事業(yè)整體發(fā)展步伐，難以滿足體育事業(yè)對(duì)信息資源與技術(shù)的急切需求；2）體育信息資源服務(wù)公眾的應(yīng)用手段和內(nèi)容開發(fā)力度不夠，實(shí)時(shí)性、交互性差，缺乏動(dòng)態(tài)更新，體育信息化遭遇“最后一米”；3）最突出的是體育系統(tǒng)內(nèi)各種信息應(yīng)用系統(tǒng)之間不能互連、互通、互操作，“煙囪”現(xiàn)象嚴(yán)重，交流、融合

7、、共享步履維艱；數(shù)據(jù)質(zhì)量低下，集約化、智能化程度差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)多但用不上，有數(shù)據(jù)但用不好，有信息但找不到?，F(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展對(duì)我國體育信息環(huán)境建設(shè)提出更高層次的要求，這既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。這些問題的存在和解決，要求我們探索新的出路。如何抓住機(jī)會(huì)，以“智慧地球”為契機(jī)，全面推進(jìn)我國體育信息環(huán)境建設(shè)，是發(fā)展我國體育信息環(huán)境首要解決的任務(wù)，而智慧時(shí)代的來臨則帶來了一個(gè)前所未有的機(jī)會(huì)，即“智慧體育”。2.2“智慧體育”的定義所謂“智慧”，可以簡單地理解為“隨獲所需、知輕重、知進(jìn)退”，即隨時(shí)獲取所需信息，據(jù)此判斷主次，并做出決策。它包含三個(gè)要素，即數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。1）數(shù)字化是基礎(chǔ)-生物芯片、傳感器等設(shè)

8、備的高度運(yùn)用，任何事物都可以被感知并以數(shù)字的方式被實(shí)時(shí)感知及度量計(jì)算，從而將傳統(tǒng)的物理世界數(shù)值化。2）網(wǎng)絡(luò)化是條件-隨著科技愈發(fā)成熟，上述這一切都可以通過 Internet 相互聯(lián)接到一起；物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)在已經(jīng)形成并且快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)可以充分互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)物理世界與人類社會(huì)系統(tǒng)的全面互聯(lián)，系統(tǒng)和物體從而可以相互交談。3）智能化是核心-有了這樣一個(gè)全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，新的計(jì)算模式能處理海量的終端設(shè)備和傳感器，并把它們與強(qiáng)大的后臺(tái)系統(tǒng)連接起來，借助強(qiáng)大的計(jì)算能力和高級(jí)分析能力，通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)⒍逊e如山的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔鄱床?，所有行為將變得更智能。?duì)于“智慧體育”目前沒有公認(rèn)的統(tǒng)一定義，但可以從科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用

9、等方面理解為：“智慧體育”能讓體育的服務(wù)與管理更聰明，它無處不在的智能傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)體育行為的全面感知，利用云計(jì)算等智能處理技術(shù)對(duì)海量感知信息進(jìn)行處理和分析，對(duì)包括競技體育、全民健身、體育場館及設(shè)施等各種需求做出智能化響應(yīng)和智能化決策支持?！爸腔垠w育”是體育信息化的進(jìn)一步發(fā)展和深化，是體育信息化的延伸、拓展和升華。2.3 “智慧體育”的特征由于“智慧體育”能夠充分運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合體育系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對(duì)于體育領(lǐng)域內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)，為體育事業(yè)的發(fā)展提供信息服務(wù)與保障。具體來說，“智慧體育”需要具備四大特征：1）全面感測-遍布各處的傳感器和智能設(shè)備組成“物聯(lián)

10、網(wǎng)”，對(duì)現(xiàn)實(shí)體育行為進(jìn)行全面測量、監(jiān)控和分析； 2）充分整合-“物聯(lián)網(wǎng)”與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完全連接和融合，實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的智能傳輸、存儲(chǔ)和管理。并通過各種信息系統(tǒng)融合和基于云計(jì)算平臺(tái)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合，構(gòu)建“智慧體育”的信息基礎(chǔ)設(shè)施。3）激勵(lì)創(chuàng)新-鼓勵(lì)體育事業(yè)的參與者在信息基礎(chǔ)設(shè)施之上進(jìn)行業(yè)務(wù)的創(chuàng)新應(yīng)用，為體育事業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的發(fā)展動(dòng)力。4）協(xié)同運(yùn)作-基于信息基礎(chǔ)設(shè)施，通過構(gòu)建一種新的服務(wù)模式或一種新的能提供服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)海量感知數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)，為人們提供各種不同層次、不同要求的低成本、高效率的智能化服務(wù)，體育事業(yè)的參與者從而能進(jìn)行和諧高效的協(xié)作，達(dá)成行業(yè)運(yùn)行的最佳狀態(tài)。

11、2.4 “智慧體育”的必要性進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代，信息技術(shù)促進(jìn)社會(huì)產(chǎn)生了巨大變革，“數(shù)字體育”只是起點(diǎn)不是終點(diǎn)，還需要深化發(fā)展，進(jìn)一步解決“數(shù)字城市”這個(gè)網(wǎng)上城市“數(shù)字空間”與現(xiàn)實(shí)體育“物理空間”相分離的問題，即通過物聯(lián)網(wǎng)把網(wǎng)上“數(shù)字體育”與“現(xiàn)實(shí)體育”聯(lián)系在一起，“數(shù)字體育”的進(jìn)一步深化發(fā)展必然走向“智慧體育”，并與其他行業(yè)的“智慧”應(yīng)用一起構(gòu)建了“智慧星球”的宏偉藍(lán)圖，因此“智慧體育”是21世紀(jì)體育信息化發(fā)展的戰(zhàn)略需求。2.5 “智慧體育”的可行性“智慧體育”既是社會(huì)需求的產(chǎn)物，也是技術(shù)推動(dòng)的結(jié)果。新一代信息技術(shù)在體育信息化建設(shè)中的快速發(fā)展為“智慧體育”的實(shí)現(xiàn)提供了可能。1）“物聯(lián)網(wǎng)”為“智

12、慧體育”戰(zhàn)略提供了新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施?；ヂ?lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，萬維網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了信息的聯(lián)網(wǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)則是集傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)及射頻識(shí)別裝置等感知技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能運(yùn)算技術(shù)等于一體，實(shí)現(xiàn)以全面感知、可靠傳輸、智能處理為特征，連接物理世界的網(wǎng)絡(luò)。所以物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和發(fā)展，為“智慧體育”的實(shí)施提供了強(qiáng)大的技術(shù)和物質(zhì)支撐。2）云計(jì)算為“智慧體育”提供新的應(yīng)用服務(wù)模式。云計(jì)算并不是單純的技術(shù)問題，而是方法論，是思維方式和工作方法的改變，是一種新的服務(wù)方式。它以應(yīng)用為目的，通過互聯(lián)網(wǎng)將大量的硬件、軟件和數(shù)據(jù)等資源按照一定的結(jié)構(gòu)體系連接起來，并隨需求的變化不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)體系，建立一種內(nèi)耗最小、功效最大的虛擬

13、資源服務(wù)中心，組成一個(gè)龐大的資源池，并作為服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶。云計(jì)算解決了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合與同化，避免了數(shù)據(jù)“孤島”，支持動(dòng)態(tài)增量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，并提出了“軟件即服務(wù)”的口號(hào)，指出信息化建設(shè)不僅僅是軟硬件建設(shè)，而應(yīng)該是根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)服務(wù)的理念，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成。3）其他行業(yè)的應(yīng)用案例為“智慧體育”提供了參考借鑒。已出現(xiàn)的某些“智慧城市”的應(yīng)用案例，如“智慧交通”領(lǐng)域的“自動(dòng)收費(fèi)”，“智慧醫(yī)療”領(lǐng)域的“個(gè)人保健”、“醫(yī)療監(jiān)護(hù)”等等。這些都為實(shí)現(xiàn)“智慧體育”積累了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。2.6 “智慧體育”的總體框架“智慧體育”在總體上可以采用5層架構(gòu)，即由人的體育行為、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算服務(wù)平

14、臺(tái)和智能服務(wù)與決策組成，如圖1所示。圖5 “智慧體育”的架構(gòu)示意圖3 “智慧體育”的前景展望3.1 “智慧體育”的典型應(yīng)用案例1）智慧型的體育場館現(xiàn)代化體育場館非常注重智能化，現(xiàn)有信息技術(shù)能聯(lián)結(jié)建筑硬件（場地、服務(wù)空間與其他附屬設(shè)施）與軟件（管理、運(yùn)轉(zhuǎn)、經(jīng)營策略），能使建筑功能得以高效運(yùn)轉(zhuǎn)，場館的經(jīng)濟(jì)效益也得以體現(xiàn)，而智慧型體育場館則能在此基礎(chǔ)上大大提高舒適性、便利性。以卡塔爾2022年世界杯計(jì)劃投資570億美元建造的場館為例，它們能夠克服中東高溫干燥的氣候，通過傳感器感測場館各個(gè)角落的溫度、濕度狀況，利用智能空調(diào)系統(tǒng)，為賽場各區(qū)域調(diào)節(jié)提供最適宜溫度、濕度、日照等環(huán)境參數(shù)，能使運(yùn)動(dòng)員更好的適應(yīng)

15、比賽環(huán)境，也能使觀眾更投入的觀賞比賽。2）智慧型的運(yùn)動(dòng)健康管理系統(tǒng)通過MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器和健身器械上的安裝的傳感器，將人體運(yùn)動(dòng)信息（時(shí)間、強(qiáng)度、頻率等）進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)傳送到運(yùn)動(dòng)健康管理中心，運(yùn)動(dòng)健康分析系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)信息加以分析、整理后通過手機(jī)等途徑給予健身者的運(yùn)動(dòng)建議反饋。一旦與數(shù)字城市電子地圖和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合，人們還能在健身同時(shí)被告知最近的體育設(shè)施、體育場館以及相關(guān)資訊。通過智慧型的運(yùn)動(dòng)健康管理系統(tǒng)，人們能“練什么、怎么練、到哪兒練”，真正做到讓人們?cè)诒憬?、快樂和運(yùn)動(dòng)中收獲健康。3）智慧型的運(yùn)動(dòng)員管理系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)員是競技體育運(yùn)動(dòng)的主角，運(yùn)動(dòng)員的監(jiān)測和管理一直是體育管理部門關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

16、有了智慧型的運(yùn)動(dòng)員監(jiān)測系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)和生物傳感器技術(shù)，對(duì)常規(guī)生理生化指標(biāo)測量、每日訓(xùn)練量、當(dāng)前所在地信息等的智能監(jiān)控、預(yù)警和決策，確保運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)可以對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行有效管理。以大型體育比賽為例，隨著柔性顯示技術(shù)和生物傳感器技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)員到比賽現(xiàn)場注冊(cè)時(shí)領(lǐng)取一張信息卡，運(yùn)動(dòng)員證件、住宿、比賽編排等信息可以實(shí)時(shí)獲知，它還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員生理生化指標(biāo)從而有效預(yù)防興奮劑，此外運(yùn)動(dòng)員通過信息卡可及時(shí)咨詢各種比賽信息，這樣一來比賽組委會(huì)可以確保運(yùn)動(dòng)員在參賽過程“看得見、管得著”。3.2 “智慧體育”應(yīng)用的重點(diǎn)及難點(diǎn)近代科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展使人們堅(jiān)信一點(diǎn)：“沒有做不到、只有想不到”?，F(xiàn)代科技極大

17、了的改變了奧運(yùn)百年的面貌，如同運(yùn)動(dòng)裝備從普通材料到復(fù)合材料，手計(jì)時(shí)到電計(jì)時(shí)，“智慧體育”也將改變體育的未來。但是任何一項(xiàng)新事物成長必將經(jīng)歷重重波折，任何阻礙都將延緩甚至扼殺其發(fā)展，因此發(fā)展之初的關(guān)注與培養(yǎng)至關(guān)重要。1）體育信息化缺乏社會(huì)參與度，致使其一直落后于其他行業(yè)信息化。“智慧體育”蘊(yùn)含著巨大商機(jī)，發(fā)展之初需要獲得政策和經(jīng)費(fèi)的支持，一旦在某些應(yīng)用中取得突破必將吸引眾多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)介入；2）部分傳感器的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵性能有待突破。例如運(yùn)動(dòng)傳感器已在步態(tài)性別、體力活動(dòng)監(jiān)測領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展，但其小型化、多功能化、采集精度等方面仍有不足，制約了其在“智慧體育”中的廣泛應(yīng)用；3）算法體現(xiàn)而不是代替

18、人的思維。云計(jì)算技術(shù)中大量算法的運(yùn)用提高了信息處理的效率和效果，通過數(shù)據(jù)挖掘等智能化的分析，極大擴(kuò)充了人的信息空間，但任何決策最終任由主體人來制定，人是“智慧體育”的主體。算法的使用也必須與具體體育領(lǐng)域應(yīng)用任務(wù)結(jié)合，因此“智慧體育”鼓勵(lì)創(chuàng)新。只有創(chuàng)新，“智慧體育”才能更好服務(wù)體育、服務(wù)健康。3.3 “智慧體育”的幾點(diǎn)建議1）體育信息人才是推動(dòng)“智慧體育”的中堅(jiān)力量，因此加大力度進(jìn)行的體育信息人才的引進(jìn)與培養(yǎng)，應(yīng)在體育院校中開設(shè)體育信息實(shí)驗(yàn)室，培育體育領(lǐng)域中的信息技術(shù)專家，信息技術(shù)領(lǐng)域的體育專家，專門從事“智慧體育”的開發(fā)與應(yīng)用。2）鼓勵(lì)“智慧體育”前端和后端的研發(fā)，提供信息基礎(chǔ)設(shè)施。前端指體育行為監(jiān)控的智能傳感器網(wǎng)絡(luò)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)透徹感知和全面互聯(lián)；后端指體育行為云決策平臺(tái)開發(fā)及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能處理和智能