智慧体育-体育信息化的必然趋势.doc

智慧体育-体育信息化必然趋势叶强 叶强（1979），男（汉族），湖北嘉鱼人，南京体育学院运动健康系讲师，硕士，主要从事计算机及运动生物力学研究。，魏宁1，苏杨11南京体育学院，江苏省南京市 210014摘要：在科技奥运口号带动下，近几年我国体育信息化建设取得了一定发展和进步，但由于体育信息技术人才缺乏、体育信息基础设施薄弱、体育信息政策法规滞后等事实导致体育信息化后续建设遇到较多制约型、瓶颈型困局。随着物联网和云计算等新一代信息技术的兴起、发展和产业化，为解决体育信息化面临的问题提供了新的机遇，这就导致了“智慧体育”的提出。物联网与云计算是“智慧体育”的战略技术支撑。“智慧体育”的应用涉及到体育运作的方方面面，其根本目的与任务是让体育更好的发挥自身功能与服务职能，本质是让主体人更好地参与体育。关键词：智慧；智慧体育；物联网；云计算 Abstract: With High-tech Olympics slogan, Chinas 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 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” strategic 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 全球董事长、首席执行总裁彭明盛在英国伦敦皇家国际关系学院发表题为“欢迎进入智慧时代”的演讲，称接下来的十年全球将进入“智慧”的时代。至此，对“智慧地球”理念的讨论便在全球范围延伸开来。近两年随着物联网和云计算等新技术的发展及其产业化，社会各行业逐渐对“智慧地球”理念有了越来越明确的发展思路，提出了“智慧城市”、“智慧医疗”具体实现行动路径，使人们对“智慧地球”未来的认识有了清晰的轮廓。2 “智慧体育”与体育信息化2.1 “智慧体育”是体育信息化的发展必然选择科技与体育结合已经成为现代体育的时代特征。北京提出“科技奥运”理念就是要发挥科学技术对体育的支撑和推动，通过广泛采用当代最新科技成果，让科学精神、科学思维和科技成就体现在体育的方方面面。随着体育信息化的进程，体育事业的从业者们对信息资源的认识有了新的发展，但由于基础薄弱，我国体育信息人才缺乏、体育资源贫瘠、体育信息基础设施薄弱、体育信息政策、法规滞后等仍是不争的事实。具体表现在：1）体育信息资源分散，缺乏有效、高效的整合途径和应用平台，信息化推进的广度和深度滞后于体育事业整体发展步伐，难以满足体育事业对信息资源与技术的急切需求；2）体育信息资源服务公众的应用手段和内容开发力度不够，实时性、交互性差，缺乏动态更新，体育信息化遭遇“最后一米”；3）最突出的是体育系统内各种信息应用系统之间不能互连、互通、互操作，“烟囱”现象严重，交流、融合、共享步履维艰；数据质量低下，集约化、智能化程度差，导致数据多但用不上，有数据但用不好，有信息但找不到。现代社会高速发展对我国体育信息环境建设提出更高层次的要求，这既是机遇又是挑战。这些问题的存在和解决，要求我们探索新的出路。如何抓住机会，以“智慧地球”为契机，全面推进我国体育信息环境建设，是发展我国体育信息环境首要解决的任务，而智慧时代的来临则带来了一个前所未有的机会，即“智慧体育”。2.2“智慧体育”的定义所谓“智慧”，可以简单地理解为“随获所需、知轻重、知进退”，即随时获取所需信息，据此判断主次，并做出决策。它包含三个要素，即数字化、网络化和智能化。1）数字化是基础-生物芯片、传感器等设备的高度运用，任何事物都可以被感知并以数字的方式被实时感知及度量计算，从而将传统的物理世界数值化。2）网络化是条件-随着科技愈发成熟，上述这一切都可以通过 Internet 相互联接到一起；物联网与现在已经形成并且快速发展的互联网可以充分互联，从而实现物理世界与人类社会系统的全面互联，系统和物体从而可以相互交谈。3）智能化是核心-有了这样一个全面互联的网络，新的计算模式能处理海量的终端设备和传感器，并把它们与强大的后台系统连接起来，借助强大的计算能力和高级分析能力，通过数据挖掘将堆积如山的数据转变为智慧洞察，所有行为将变得更智能。对于“智慧体育”目前没有公认的统一定义，但可以从科学、技术和应用等方面理解为：“智慧体育”能让体育的服务与管理更聪明，它无处不在的智能传感器，实现对体育行为的全面感知，利用云计算等智能处理技术对海量感知信息进行处理和分析，对包括竞技体育、全民健身、体育场馆及设施等各种需求做出智能化响应和智能化决策支持。“智慧体育”是体育信息化的进一步发展和深化，是体育信息化的延伸、拓展和升华。2.3 “智慧体育”的特征由于“智慧体育”能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合体育系统运行的各项关键信息，从而对于体育领域内的各种需求做出智能响应，为体育事业的发展提供信息服务与保障。具体来说，“智慧体育”需要具备四大特征：1）全面感测-遍布各处的传感器和智能设备组成“物联网”，对现实体育行为进行全面测量、监控和分析； 2）充分整合-“物联网”与互联网系统完全连接和融合，实现感知数据的智能传输、存储和管理。并通过各种信息系统融合和基于云计算平台的多源异构数据的整合，构建“智慧体育”的信息基础设施。3）激励创新-鼓励体育事业的参与者在信息基础设施之上进行业务的创新应用，为体育事业的发展提供源源不断的发展动力。4）协同运作-基于信息基础设施，通过构建一种新的服务模式或一种新的能提供服务的体系结构，对海量感知数据进行处理、数据挖掘与知识发现，为人们提供各种不同层次、不同要求的低成本、高效率的智能化服务，体育事业的参与者从而能进行和谐高效的协作，达成行业运行的最佳状态。2.4 “智慧体育”的必要性进入网络信息化时代，信息技术促进社会产生了巨大变革，“数字体育”只是起点不是终点，还需要深化发展，进一步解决“数字城市”这个网上城市“数字空间”与现实体育“物理空间”相分离的问题，即通过物联网把网上“数字体育”与“现实体育”联系在一起，“数字体育”的进一步深化发展必然走向“智慧体育”，并与其他行业的“智慧”应用一起构建了“智慧星球”的宏伟蓝图，因此“智慧体育”是21世纪体育信息化发展的战略需求。2.5 “智慧体育”的可行性“智慧体育”既是社会需求的产物，也是技术推动的结果。新一代信息技术在体育信息化建设中的快速发展为“智慧体育”的实现提供了可能。1）“物联网”为“智慧体育”战略提供了新一代信息基础设施。互联网实现了计算机的联网，万维网实现了信息的联网，而物联网则是集传感器、传感器网络及射频识别装置等感知技术、计算机网络技术、智能运算技术等于一体，实现以全面感知、可靠传输、智能处理为特征，连接物理世界的网络。所以物联网的出现和发展，为“智慧体育”的实施提供了强大的技术和物质支撑。2）云计算为“智慧体育”提供新的应用服务模式。云计算并不是单纯的技术问题，而是方法论，是思维方式和工作方法的改变，是一种新的服务方式。它以应用为目的，通过互联网将大量的硬件、软件和数据等资源按照一定的结构体系连接起来，并随需求的变化不断调整结构体系，建立一种内耗最小、功效最大的虚拟资源服务中心，组成一个庞大的资源池，并作为服务通过网络传输给用户。云计算解决了多源异构数据的融合与同化，避免了数据“孤岛”，支持动态增量数据的存储与管理，并提出了“软件即服务”的口号，指出信息化建设不仅仅是软硬件建设，而应该是根据应用需求设计服务的理念，并实现系统的集成。3）其他行业的应用案例为“智慧体育”提供了参考借鉴。已出现的某些“智慧城市”的应用案例，如“智慧交通”领域的“自动收费”，“智慧医疗”领域的“个人保健”、“医疗监护”等等。这些都为实现“智慧体育”积累了经验和技术。2.6 “智慧体育”的总体框架“智慧体育”在总体上可以采用5层架构，即由人的体育行为、物联网、数据库、云计算服务平台和智能服务与决策组成，如图1所示。图5 “智慧体育”的架构示意图3 “智慧体育”的前景展望3.1 “智慧体育”的典型应用案例1）智慧型的体育场馆现代化体育场馆非常注重智能化，现有信息技术能联结建筑硬件（场地、服务空间与其他附属设施）与软件（管理、运转、经营策略），能使建筑功能得以高效运转，场馆的经济效益也得以体现，而智慧型体育场馆则能在此基础上大大提高舒适性、便利性。以卡塔尔2022年世界杯计划投资570亿美元建造的场馆为例，它们能够克服中东高温干燥的气候，通过传感器感测场馆各个角落的温度、湿度状况，利用智能空调系统，为赛场各区域调节提供最适宜温度、湿度、日照等环境参数，能使运动员更好的适应比赛环境，也能使观众更投入的观赏比赛。2）智慧型的运动健康管理系统通过MEMS运动传感器和健身器械上的安装的传感器，将人体运动信息（时间、强度、频率等）进行监控，并实时传送到运动健康管理中心，运动健康分析系统对运动信息加以分析、整理后通过手机等途径给予健身者的运动建议反馈。一旦与数字城市电子地图和GPS卫星定位系统结合，人们还能在健身同时被告知最近的体育设施、体育场馆以及相关资讯。通过智慧型的运动健康管理系统，人们能“练什么、怎么练、到哪儿练”，真正做到让人们在便捷、快乐和运动中收获健康。3）智慧型的运动员管理系统运动员是竞技体育运动的主角，运动员的监测和管理一直是体育管理部门关注的热点话题。有了智慧型的运动员监测系统，通过物联网和生物传感器技术，对常规生理生化指标测量、每日训练量、当前所在地信息等的智能监控、预警和决策，确保运动员的运动状态，同时可以对运动员进行有效管理。以大型体育比赛为例，随着柔性显示技术和生物传感器技术的发展，运动员到比赛现场注册时领取一张信息卡，运动员证件、住宿、比赛编排等信息可以实时获知，它还可以实时监控运动员生理生化指标从而有效预防兴奋剂，此外运动员通过信息卡可及时咨询各种比赛信息，这样一来比赛组委会可以确保运动员在参赛过程“看得见、管得着”。3.2 “智慧体育”应用的重点及难点近代科学技术蓬勃发展使人们坚信一点：“没有做不到、只有想不到”。现代科技极大了的改变了奥运百年的面貌，如同运动装备从普通材料到复合材料，手计时到电计时，“智慧体育”也将改变体育的未来。但是任何一项新事物成长必将经历重重波折，任何阻碍都将延缓甚至扼杀其发展，因此发展之初的关注与培养至关重要。1）体育信息化缺乏社会参与度，致使其一直落后于其他行业信息化。“智慧体育”蕴含着巨大商机，发展之初需要获得政策和经费的支持，一旦在某些应用中取得突破必将吸引众多的企业和机构介入；2）部分传感器的关键技术、关键性能有待突破。例如运动传感器已在步态性别、体力活动监测领域取得了一定进展，但其小型化、多功能化、采集精度等方面仍有不足，制约了其在“智慧体育”中的广泛应用；3）算法体现而不是代替人的思维。云计算技术中大量算法的运用提高了信息处理的效率和效果，通过数据挖掘等智能化的分析，极大扩充了人的信息空间，但任何决策最终任由主体人来制定，人是“智慧体育”的主体。算法的使用也必须与具体体育领域应用任务结合，因此“智慧体育”鼓励创新。只有创新，“智慧体育”才能更好服务体育、服务健康。3.3 “智慧体育”的几点建议1）体育信息人才是推动“智慧体育”的中坚力量，因此加大力度进行的体育信息人才的引进与培养，应在体育院校中开设体育信息实验室，培育体育领域中的信息技术专家，信息技术领域的体育专家，专门从事“智慧体育”的开发与应用。2）鼓励“智慧体育”前端和后端的研发，提供信息基础设施。前端指体育行为监控的智能传感器网络研发，实现透彻感知和全面互联；后端指体育行为云决策平台开发及应用，实现智能处理和智能服务。3）整合已有信息资源，解决信息资源共享和应用服务两个问题。主要包