整套系统距离长、速度快、体量大，很难到合适的
全要素测试场地。此前一直在总台的地下车库进行非全长、非全速的测试，并很难到合适的快速移动物体进行跟踪拍摄，来验证整套系统的跟踪能力。此次测试赛给整套系统提供了非常宝贵的测试环境和测试机会，项目组人员也非常珍惜这个机会，整套系统首次以完整形态进行全方位的测试应用。图1为在地下车库中跟踪灯光的测试。
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一 前期确定系统参数
经过调研，速度滑冰运动员的速度被评为是靠自身能力而达到最快速度的一个运动项目。500米男子平均速度在15m/s 左右，最快的峰值速度会在17m/s~18m/s 左右，对于弯道部分轨道车的运动半径比运动员的运动半径还要长，并且轨道车还应具
备追赶运动员的能力，所以轨道车的最大运行速度确定在25m/s 的速度。速度滑冰运动员的加速时间相较百米运动员的加速时间较长，经调研3.5m/s 2的加速度可跟上运动员的起跑速度。根据以上数据确定了整套系统的主要技术指标。
主要技术指标：
◆轨道车移动距离范围：0~350m；◆轨道车移动速度范围：±0~25m/s；
◆轨道车加速度：±3.5m/s 2；◆轨道车承载能力：50kg。
二 主要系统构成
1. 直线电机
直线电机采用异步感应电机，电机的初级挂载在运动滑车上，钢铝复合次级板安装在轨道上，作为电
高速4K 轨道车系统是满足中央广播电视总台对大型快速直道和弯道运动项目进行跟踪拍摄需求，自主研发的一套具有自主知识产权的可用于大型快速弯道运动项目跟踪拍摄的多维弯曲轨道快速移动跟踪摄像平台系统及相关控制设备和驱动软件。目前在国内没有类似特种设备，国际上也只有一套类似设备已在索契和平昌冬奥会上的速度滑冰赛事中使用。相关项目组成员耗时两年研发出高速4K 轨道车系统，由于
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高速4K 轨道车系统在
“相约北京”速度滑冰测试赛中的应用
● 作者 中央广播电视总台 王笑雪
关键词
高速4K 轨道车系统
速度滑冰科技冬奥特种设备
健康管理师2021年政策技冬奥的环境下，打造了体育转播领域的“中国方案”。摘要
中央广播电视总台自主研发的高速4K 轨道车系统，在“相约北京”速度滑冰测试赛进行全方位的测试应用。在整个科技冬奥的环境下，打造了体育转播领域的“中国方案”。本文对该系统的系统参数、系统构成、系统亮点等进行了介绍。
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机的次级，通以多相交流电流后，会在初级与次级的气隙中产生行波磁场，同时在次级板导体中感应出电动势，并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如今次级固定，初级在推力作用下做直线运动。
2. 轨道
主要解决轨间连接的方便、平滑。我们通过仿真设计对比了多种轨型的设计方案，对各种方案的外应力分布进行比较，以确定优化轨型。
国家司法考试报名时间3. 滑车及轮系
滑车是承载稳定云台及摄像机、通讯控制终端设备、电机等。整体为电机的负载，负载质量直接影响
电机所需功率大小，根据指标要求测算，电机所需推力很大，因此，既要保证结构强度，又要减轻重量。
轮系要保证高速下与轨道的配合，还要克服弯道的侧倾力，在设计解决这些问题时，要综合考虑轮子的耐用性和系统噪音的容忍度。
4. 轨道供电系统
运用移动供电技术。分别传输变频器输出给电机的U、V、W和车上设备的220V供电L、N、PE。
5. 五轴陀螺稳定摄像云台
为避免摄像机在运动拍摄过程中的图像的抖动，需要对摄像机安装惯性稳定的设备，用于消除摄像机
在俯仰、方位和横滚方向角位移扰动。此陀螺仪采用先进的光纤陀螺传感器，通过内三轴配置的高精度音圈电机能有效修正运行中的角速度位移扰动。陀螺仪里搭载了4K摄像机和广播级镜头。
6. 通讯系统
经过大量反复的测试筛选，从漏缆、微波腔、WiFi6、无线微波中，最终选择了表现稳定的无线微波进行轨道滑车与地面站之间的上下行通讯。所有陀螺仪，轨道车和摄像机皆可在远程控制，摄像机OCP可在远程进行统一的调整。
三 快速轨道在速滑馆中的架设使用
由于在速滑馆的一侧要有大型的扫冰车进场，所以整体轨道的架设状态呈半循环的U型，轨道总长
332米，其中弯道116米，两侧直道分别为108米。
完美契合了国家速滑馆的赛道。早在两年前，项目
组人员就前往正在施工的国家速滑馆进行调研，拿到
了国家速滑馆冰面的施工设计图，确定了国家速滑
在宋代西河南府指的是现在的
馆弯道的转弯半径和防护海绵垫的位置。此次还按照
OBS对于2022年北京冬奥会轨道架设的最新要求，
架设位置离防护海绵垫还留有1米的安全距离。图2
为轨道架设示意图。为了保障整个轨道车的安全运行，
我们在全线332米封闭了两个挡板，一个是靠近赛道
挡软体海绵的挡板，如果运动员在比赛中失误摔倒了
撞在软体海绵上，海绵会往轨道上靠，这样可能会影
响轨道车的通行能力。加了这个护挡板是和轨道一体
的，任何冲撞都不会影响轨道的实际运行。另外一个
挡板，考虑到将来裁判员或者教练会有肢体触碰轨道，2
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这样轨道车高速移动过来会发生事故。我们在轨道车的外侧铺设了完全透明的挡板，这样无论是教练员或者观众都可以通过这个透明挡板看到赛场上发生的情况，但是肢体不会越过轨道承受轨道车的高速冲撞。图3为轨道和挡板在速滑馆的搭建情况，前挡板高度1.24m，后挡板高度1.68m。
在实际的速滑馆测试中，轨道车表现出了很好的跟踪性能，无论是跟踪起跑还是跟踪运动员的高速滑行都可以完成，根据轨道在这330米的运行状态，可分为A、B、C三段。A段为轨道车在轨道起点端头静止等待运动员入画，运动员入画后轨道车逐渐加速，运动员和轨道车的距离逐渐趋近，最终达成轨道车和运动员的相对静止。B段为整个赛道的弯道阶段，要想保持相对静止的状态，轨道车在B段是一个加速过程，除了轨道车在弯道要行驶更长距离的因素外，很多运动员在弯道也是一个加速的过程，运动员在弯道因为离心力的作用，冰刀可以产生向前的更大推力。轨道车的操手要根据运动员的速度，细腻地调整轨道车的速度来保证在弯道处的相对静止。C段为运动员冲出弯道进行冲刺的另一侧直道，通常在这一段中，刚出弯道时，轨道车的速度需稍降一点，之后根据运动的速度调整车速，对运动员进行跟踪拍摄。此次测试赛验证了轨道车的跟踪能力和速度能够满足要求，甚至可以完成弯道超车的动作，能够更加灵动、全方位地展现运动员的滑行状态。
在前期的准备过程中，项目组人员为了能够增加整套系统的响应，采用诸多科技手段来判断整套系统
的延时量，为了分辨延时量的来源，分步骤测试了变频器通讯的延时和整套系统驱动车的延时，运用了超高速摄像机拍摄车的启动状态和安置传感器进行软件监控相结合的模式，得出了整套驱动系统的延时，并通过将各点的报文通讯和摇杆的模拟量采集都重新写了循坏中断程序，优化了整套系统的延时量。
在微波无线系统架设中，为了摄像师能够在快速
运动中及时调整构图，我们也选用了超低延时的微波，
为了稳定传输如此高速移动的4K图像，项目组人员
不断优化接收天线的位置，克服快速移动产生的多普
勒效应，最终达到了低延时、高质量稳定的4K图像。
图4为操作台。
四 系统亮点及突破
陕西国税1. 辅助刹车系统
为了达到更大的刹车效率，使轨道车能够尽可能
跟踪运动员到达最后的终点线，并且在平时的跟踪中
在达到轨道终点后能够尽早返回起点等待运动员进行
下一圈的跟踪动作，除了电机本身的电子系统刹车效
率外，还另外配备了一套机械刹车系统，摇控两个非
常强大的机械刹车系统锁住这个轨道。两种刹车将同
时动作，达到更好的制动效果。
2. 终端安全系统
如果系统意外断电，前面两个刹车系统都失效，
还有一个最终的保护装置，叫终端的安全系统。通过
试验，大概在10米~15米之间就能把一个全速的没
有任何刹车系统的运行速度减到0，这样就能保证轨
道车的安全性，如果出现任何异状，包括供电系统和吉林省公务员考试成绩公示
控制系统，都不会让轨道车冲出轨道，保证它在一个
安全的状态。
3. 移动供电技术
移动供电技术可以保证在移动中给整个轨道车内
系统进行供电。但是在如此高的移动速度中完成对
整个轨道车大功率供电，从来也没有人尝试过，经
过我们不断的测试，基本验证了这种供电方式是安
全可靠的。
4. 驱动系统搬家
驱动系统的电机和变频器往往都是绑定在一起
的，包括国际上的另一家快速轨道系统。这次我们为
了达到最好的制动和响应效果，要尽量减少整体的车
重，我们尝试把变频器从轨道车上转移到地面上，4
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画面效果。
各路RTSP协议地址如图6所示，具体配置参
数见图7。通道号对应图8所示码流类型，依次递增，
每路通道可单独配置对应参数，供不同场景和接收
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在轨道的中点作为变频器的注入点，这样轨道车电机
驶轨道车或者辅助驾驶员来达到可多角度稳定跟踪运
动员的效果。在即将到来的北京冬奥会的转播中，整