Кто следит за ногой Акинфеева или как технологии меняют футбол

В дни массовой истерии вокруг Чемпионата Мира, когда вовсю гудят центральные улицы Москвы, каждая вторая домохозяйка обсуждает, как не повезло бедняжкам Роналду и Месси, а нога Акинфеева стала популярней самого Акинфеева. Мы решили заглянуть за кулисы популярнейшего вида спорта через технологическую призму и оценить, какова роль IoT в футболе нашего времени.

Не секрет, что события масштаба ЧМ, не просто праздник для бесконечного потока болельщиков. Это настоящий фестиваль технологических решений, в который вовлечены топ эксперты и компании. В этом плане ЧМ 2018 стал одним из самых оснащенных спортивных событий за последнее время. В числе главных нововведений — применение концепции Интернета Вещей при проведении матчей и оснащении стадионов.

1.1. Компоненты платформенного решения при создании единой стадионной экосистемы

С точки зрения физической реализации решения, можно выделить три уровня. Первый, нижний уровень — датчики собора и отправки информации на вышележащий уровень, пока что без какой-либо обработки.

За ним следует уровень промежуточной агрегации данных, где собранная с датчиков информация попадает на контроллеры, которые, в свою очередь, преобразуют эту информацию в приемлемый для платформы вид. Среди популярных контроллеров можно выделить решения компаний: Tibbo, Intel, Raspberry Pi и Wise.

Этажом выше, в облаке, находится центральный компонент экосистемы, ее сердце и мозг — платформа. Здесь осуществляется анализ и хранение информации, управление действиями и работой датчиков, а также преобразование больших данных в визуализированную информацию для конечного пользователя на уровень Application. Первый и второй уровни могут быть представлены одним слоем, так как существует возможность реализации всего интеллекта контроллеров непосредственно в датчиках. Кроме того, наличие четвертого уровня (Приложения) может также варьироваться, в зависимости от необходимости взаимодействия с конечным пользователем. Если система предполагает наличие только внутреннего заказчика (например, службы безопасности), то достаточно осуществлять контроль работы системы на уровне платформы без разработки мобильного приложения.

Таким образом, работа экосистемы на основе IoT платформы базируется на следующих компонентах и процессах:

Ключевой момент состоит в том, что платформа абстрагируется от конкретных контроллеров и датчиков, воспринимая их как некие объекты. То есть позволяет отойти от разнообразия их реализации и работать непосредственно с данными.

1.2. Какие сети используются для сбора данных?

Для организации сбора показаний с датчиков на площади порядка 10000 квадратных метров (с возможностью масштабирования) нужны энергоэффективные сетевые протоколы, такие как LoRaWAN и «Стриж». Первый из них уже успел зарекомендовать себя как надежное, гибкое решение с возможностью работы на расстояниях до 20 км со скоростью около 60 кбит/с при минимальном потреблении электроэнергии. Кроме того, решение является самодостаточным, так как использует ресурсы собственной базовой станции и собственный метод модуляции.

Однако при работе с LoRa возникают проблемные моменты, связанные с несовместимостью и не взаимозаменяемостью устройств от разных производителей, что приводит к необходимости индивидуальной настройки каждого датчика и контроллера для их корректного взаимодействия в рамках одной экосистемы.

Из недостатков LoRa также стоит отметить широкополосную кодовую манипуляцию, минусом которой является низкая эффективность использования частотного спектра, и, как следствие, уменьшение числа работающих устройств в заданном диапазоне.

В отличие от LoRa, в «Стриже» используется узкополосные системы с модуляцией DBPSK. Что сильно экономит частотный ресурс, при этом минимизируя затраты на комплектующие и увеличивая количество подключаемых в сеть устройств в выбранном диапазоне частот.

1.3. Как происходит анализ логистики и обеспечение безопасности стадиона?

При организации событий, таких как Чемпионат Мира или Олимпийские игры, большое внимание уделяется безопасности мероприятия которая зависит от нескольких факторов: прочность и устойчивость конструкции стадиона, контрольно-пропускной режим, поведение болельщиков во время матча.

Для обеспечения безопасности применяются системы датчиков (движения, сейсмической активности, противопожарные, вибрации, шума), а также камеры видеонаблюдения с функцией распознавания лиц. Подключение такого комплекса устройств к единой платформе, обеспечивающей сбор, анализа и поиск аномалий в режиме реального времени, позволяет эффективно справляться с задачей мониторинга состояния безопасности на стадионе и оперативно принимать решения в случае возникновения чрезвычайной ситуации или угрозы безопасности. Часть из подобных технических решений уже внедрена на стадионах ЧМ 2018: «Самара-Арена», «Зенит-Арена», «Ростов-Арена», «Лужники», а также в некоторых европейских спортивных сооружениях.

Отдельный вопрос: обеспечение грамотной логистики стадиона, которая напрямую влияет на степень безопасности и комфорт болельщиков.

Анализ статистики о циркуляции потоков людей и трансфертного транспорта для конкретного стадиона позволяет добиться снижения плотности очередей, избежать возможной давки и прочих негативных моментов, связанных с прибытием на матч. Одним из решений является система локального геопозиционирования (Real Time Location System, RTLS), которая определяет расстояние до владельца смартфона за счет взаимодействия расставленных по периметру точек доступа, а также за счет мобильных устройств. При использовании трех и более точек доступа погрешность сводиться к минимуму. «Маячки» могут работать по технологиям RFID, Wi-Fi, Bluetooth.

Применение RTLS обеспечивает работу сервисов по мониторингу плотности и скорости движения очередей, что помогает повысить степень безопасности и комфорта для болельщиков, а также эффективность работы инфраструктуры стадиона.

Итак, когда инфраструктура налажена, обеспечены безопасность и логистика мероприятия, внимание обращается в сторону тех, ради кого собираются сотни тысяч людей со всего мира в предвкушении хлеба и зрелищ. И пока на трибунах синхронно, будто по взмаху дирижёра, смешиваются гул негодования и рев экстатической радости, создавая эфемерную субстанцию футбольного матча, кто-то там, за кулисами, делает все, чтобы это представление не завершилось раньше времени и было максимально зрелищным.

2.1. Для игроков

Профессиональный спорт — это не только физическая работа спортсмена, но и глубокая интеграция в тренировочный и соревновательный процесс новейших технологий из всех отраслей бизнеса, начиная легкой промышленностью и заканчивая сферой IT.

В моменты, когда тело игроков работает на пределе возможностей, важен постоянный контроль основных показателей его организма. Достаточно посмотреть ошеломляющий список смертей игроков во время футбольных матчей, чтобы понять насколько этот вопрос является животрепещущим.

IoT для футбольных игроков — это целый комплекс решений, позволяющих:

Это достигается за счет комплекса устройств, встроенных в форму, бутсы, перчатки вратарей и в защитную экипировку игроков и собирающих данные о них, а также за счет браслетов или трекеров, на которые выводятся рекомендации от тренера и медицинских специалистов. Некоторые именитые футболисты уже тестируют данный подход — например, бывший капитан сборной Швеции, Златан Ибрагимович успел оценить новые технологические возможности в ходе нескольких товарищеских матчей.

2.2. Для тренера

Всем знакомо вечно напряженное, сосредоточенное лицо человека на бровке поля, который порой готов выпрыгнуть из своего дорого костюма и стать двенадцатым игроком в команде, лишь бы исход матча был в пользу его подопечных. Эти футбольные Наполеоны весь матч анализируют огромные потоки данных, стекающиеся к ним с поля, они должны на лету придумать новый план действий для каждого игрока, чтобы команда вернулась домой со щитом, а не на щите.

В те дни, когда из средств связи у людей были только аппараты старика Белла, футбольные тренеры уже начинали понимать ценность сбора информации и изучения статистики матча. Тогда в руках были только ручка и листок бумаги, поэтому послематчевая аналитика занимала несколько месяцев.

К великой радости современных тренеров, технологический прогресс упростил и их работу. Теперь данные собираются с датчиков, закрепленных на форме игроков, а анализ производится компьютером в режиме реального времени, максимально экономя время и силы тренерского штаба. Тренерам остается только принимать грамотные и взвешенные решения на основе уже имеющихся данных — например, заменить игрока, физические показатели которого свидетельствуют об истощении.

Уже сейчас некоторые тренеры экспериментируют с технологией дополненной реальности, которая позволяет наблюдать за текущими показателями отдельных игроков и команды в целом, не отрываясь от матча. За счет этого появляется возможность мгновенной координации действий игроков без отвлечения их от процесса игры.

2.3. Для судей

Тяжелый груз ответственности ложится на плечи человека со свистком и с карточками — и сколько порой летит «каменей» в его спину, когда он принимает необъективные, по мнению игроков и зрителей, решения. К счастью и тут на помощь приходят «люди за кулисами» — и там, где не хватает объективности и внимательности судейского состава, их добавляют за счет датчиков и камер.

Этот Чемпионат Мира стал одним из самых технологически насыщенных событий подобного рода. Здесь впервые за историю Чемпионатов Мира применена технология VAR (video assistant referee, видео ассистент арбитра), которая позволяет судье принимать верное решение в спорных ситуациях за счет просмотра повторов специальной командой видео-арбитров. И это только начало: при современном темпе развития AI и IoT возможно, что через пару лет в кабинке видео-арбитров будет сидеть не профессиональный рефери, а IT-специалист, который будет контролировать работу VVAR (virtual video assistant referee, виртуальный видео-ассистент арбитра), собирающего видеоданные с десятка сотен камер по всему стадиону.

Помимо VAR, на этом чемпионате используется технология GLT (goal-line technology, система автоматического определения голов), которая помогает абсолютно точно определить, пересек ли мяч линию ворот.

Существуют следующие разновидности системы автоопределения голов:

Практика применения этих спортивных IT-новшеств в других игровых видах спорта показала, что, благодаря использованию GoalRef и Hawk-Eye/GoalControl 4D, объективность принятия решений относительно спорных голевых моментов становится близкой к 100%.

Консерватизм или движение вперед?

В силу консервативности футбольного мира, вокруг технологий было множество споров. Почему же футбольное руководство с такой опаской относится к использованию IT-новшеств?

Футбол всегда был и будет одним из самых чарующих видов спорта, при этом основная его ценность в драматичности и человечности происходящего на поле. Вот почему руководство международных федераций, которые возглавляют «футбольные пуритане» и хранители традиций, с такой опаской относятся к технологическим новшествам в своем любимом виде спорта.

Однако для повышения зрелищности и динамики игры необходимо не только совершенствовать подготовку и оснащение футболистов, но и использовать технологии, которые добавят объективности в процесс принятия решений по спорным моментам, помогут сохранить здоровье игрокам, дадут дополнительную информацию тренеру и зрителю. Ведь именно благодаря таким нововведениям мы можем снова и снова любоваться тем, как сокрушенный ногой Акинфеева футбольный мяч летит прочь, унося за собой сборную Испании куда-то далеко в небо Барселоны.

Будем надеяться, что внедрение технологий только усилит накал страстей, но не приведет к обесчеловечиванию этой полной фантастических эмоций, азарта и истинной красоты игры.

#FIFA #ИТНЕРНЕТВЕЩЕЙ