看，鸟巢上空的“机关”

　　人民网北京8月8日专电　22位婀娜多姿的仙女，环游璀璨夺目的奥运五环，古典与现代就这样梦幻般地融合了。北京奥运会开幕式上，张艺谋开篇就用“吊钢丝”的技法为世界呈上了一道空中视觉奇观。这个场面对于看过张艺谋执导的《满城尽带黄金甲》的观众，或许“似曾相识”。还记得在重庆武隆天沟里拍的那场武戏吗？近30名黑衣人吊着钢丝，从150多米高的崖顶跃下，飞身攻入驿站，场面颇为壮观。这会不会是张艺谋为了积累开幕式空中表演经验的一次“考前练习”？但无论如何，开幕式中的吊钢丝可远比拍电影中的复杂。它属于鸟巢上空诸多“机关”中的一种。本报专访负责鸟巢上空设备系统的总装工程设计研究总院的专家，为您详解其中的奥秘。

　　不一般的“吊钢丝”

　　“吊钢丝”也称吊威亚，威亚是英文“wire”的音译，意为钢丝。片场上，通常是起吊车吊起固定滑轮，挂在演员身上的钢丝穿过滑轮，攥在工作人员手里。他们凭着经验，往后边跑边拉，演员就能“飞檐走壁”了。整套设备比较简单，容易拆装，花费相对较少。

　　“开幕式上用的威亚装置，科技含量要高得多。”常嵩说。这位奥运会开闭幕式上空设备机械系统的负责人介绍，开幕式上空共安装了31套威亚装置，每套包括1台移动小车、1个带滑轮吊具和3台卷扬机，这些组成了上空威亚系统。

　　大家肯定都看到了横跨鸟巢上空的10条钢索——东西向3条，南北向7条。这是移动小车滑动的轨道，称为承载钢索系统。操作员在上空控制台发出各种指令，自动控制卷扬机收、放钢丝绳，拉动小车在钢索上来回移动和滑轮吊具上下运动。

　　上空控制台就放置在鸟巢四层的上空控制室里，是整个上空设备的“中枢神经系统”。这里号称鸟巢的“黄金地段”，因为走出控制室的门口就到了主席台贵宾席，隔壁就是张艺谋的导演团队的办公室，操作手透过玻璃门能以最佳的视角察看演出状况。他们的前方还挂着十几个监视屏，从各方位实时显示上空设备和地面舞台。

　　整个鸟巢上空设备共使用了55公里长的各种钢丝绳，2000余个滑轮， 471台（套）的电源柜、变频器柜、电机等设备，总重150吨。它们就分布在鸟巢上空的上下弦内，距离观众席上方四五十米的地方。

　　在高空安装、维护这么庞大复杂的装备，每个工作人员都必须谨慎细致。小到每卸下一颗螺丝，也要小心翼翼地收进矿泉水瓶里——一旦掉下去，这可是颗致命的子弹。

　　开幕式上的技术难题

　　“片场上拍摄吊钢丝镜头时，出了问题就重拍。开幕式上如果设备不运转了，你说等你修好了再继续演吗？” 上空设备系统指挥方志刚说，“摆在我们面前最大的难题是如何确保万无一失。”

　　这支平均年龄才30多岁的技术团队，既有多名航天技术专家，用丰富的航天技术经验为开幕式演出“保驾护航”；还有一些崭露头角的青年骨干，以创业的激情和迎难而上的干劲，被设计总院大胆选用，担任部分关键岗位负责人。他们为了同一个梦想而集结，许多难题在集智攻关中迎刃而解。

　　其中一个是要采集吊威亚的物体的移动坐标数据，编成电脑指令。开幕式演出中，吊威亚的有仙女、宇航员、放风筝的小姑娘、梦幻五环、巨型纸等，就在相应的指令下移动。

　　而实际情况是，10条钢索在地心引力的作用下，向下弯曲，看起来就像是渡桥上呈弓状的钢缆。方志刚解释，由于钢索是“软”的，再加上热胀冷缩，根据数学模型计算的数据与实际有很大出入。最后，他们采取测算初始两个位置之间所要排放钢绳的长度，通过精确控制卷扬机收、排钢绳的长度和速度，确定了物体在这两点的移动轨迹。

　　另外，小车运行时，钢索的形状也会不断发生变化，引起钢丝绳时松时紧，容易导致钢丝绳绷断，或是跳出滑轮。为此，他们添加了张紧装置，能自动调节钢丝绳始终处于松紧适度的状态。他们还在卷扬机上安装了排绳装置，它就像是交警，指挥走向复杂的钢丝绳有条不紊地通行，解决了容易乱绳和打死结的问题。在卷扬机的驱动电机上设置了智能编码器，能“聪明”地保证钢丝绳单层而不交叠地缠绕卷筒，确保了能准确测量收、放钢丝绳的长度，便于精确定位。

　　当然，一些非技术性的细节也不能忽略。在7月27日晚彩排时，就有一个“仙女”准备升空时挂钩没挂好，虽然只错过了一两秒的时间，但音乐已经响起，她只好留在地面。

　　22个仙女在空中交叉飞行，会不会发生碰撞？方志刚解释说，其实22个仙女分布在10条钢索上，运行轨迹并不交叉，在观众席上看好像是交叉的，但这是平面的视觉效果，在立体的空间里她们之间间距6—8米，就像两辆相向运行的火车，在不同的轨道上行驶，显然不会发生碰撞。

　　为什么不怕“万一”

　　昨晚，当全世界40亿观众享受着北京奥运开幕式的饕餮盛宴时，方志刚则以另一种心情紧盯着鸟巢的上空。他负责开幕式上空设备的控制。

　　这是他一生中最难忘的时刻。他的技术团队圆满地完成上空演出的技术保障任务。

　　“这是一项和航天发射同样富有挑战性的任务。”方志刚说，“我们必须用一万的努力应对万一的突发情况。”

　　他们对开闭幕式特点进行了风险分析，建立了一整套完整的预案处置体系，做到一个环节出故障，能有几套方案解决。

　　首先是确保所有设备都符合可靠性标准。“我们所用的设备既要先进，更要可靠。”方志刚说，“我们不会把开幕式当作新产品的试验台，所有的设备、系统都必须要有多年的成功应用经验。”比如，奥运会开幕式上空设备的控制台，用的就是成功保障过航天发射任务的“神舟4000”控制台，它是设计总院研发的第四代控制台。上空设备系统的所有控制软件也都经过了严格的软件测试，测试用例多达245个。

　　他们将航天发射经验“嫁接”到开幕式技术保障中。在演出设备系统中全面实行可靠性管控，大范围采用冗余设计。像核心控制器、操作系统、网络传输系统都是双备份。在一个出现故障的情况下，备份系统无延时切换。

　　操作手也实行了“双备份”。每个岗位都分为一岗和二岗，即主操作岗和应急操作岗。一岗、二岗都配有一名主操作手和一名应急操作手，“一个干一个看”。如果自动操作系统出现问题，则启动手动操作系统。多重保险让出现意外情况的概率几乎为零。

　　他们还给控制系统装上了“黑匣子”——快速故障诊断系统和历史数据记录系统，能帮助技术保障人员迅速查找故障原因，及时采取应对措施。

　　现在当你了解了开幕式上这些“不能说的秘密”后，再告诉你两个秘密：

　　其一，方志刚是戴着助听器工作在第一线的。他受领任务前有轻度耳鸣，近半年以来，每天在“鸟巢”工作十几个小时，经常加班至凌晨两三点甚至更晚，顾不上治疗，以至病情加重。

　　其二，常嵩和他的小孩已经几个月没打照面了。常嵩通常是工作到凌晨四五点回家，此时女儿已经睡着了；当女儿早上七点上学的时候，虽然想跟爸爸说上几句话，可也舍不得叫醒正在呼呼大睡的爸爸——她懂得，这段时间爸爸为了奥运一直很忙，每天仅有宝贵的4个小时的休息时间。（邱展招 孙阳）

之二：用科技之光吸引40亿人的眼球

　　之三：开幕式压轴大戏九环球研制纪实

　　之四：火炬塔研制的幕后故事

　　之五：谁为五环点缀梦幻色彩？

　　之六：开幕式焰火表演准备工作探秘

　　之七：一纸、一轴、一屏的前世今生

　　之八：开幕式主火炬点燃是如何实现的？

　　之九：开幕式“神经中枢”通信与指挥监控系统揭秘

　　之十：玩转超级“魔方”