论现代速度滑冰冰场管理技术要素与目标

（1.黑龙江大学体育部，黑龙江 哈尔滨 150080；2.黑龙江省体育科学研 究所，黑龙江 哈尔滨 150008；3.哈尔滨体育学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

摘 要： 现代速度滑冰运动经历了百年变革，将速度滑冰运动技术水平推向新的高度，其中 室内速度滑冰馆的建设与管理技术的与时俱进功当首位。讨论分析了现代冰场管理技术所需 要素如水质控制工艺、冷冻控制工艺、浇冰控制工艺、环境控制、场地训练引导、比赛裁判 设备技术影响运动成绩的机理，揭示运动成绩飞跃与冰场技术革命的关系，目的是进一步探 索我国现代化冰场管理及技术创新理念， 推进国际高水平速滑场馆的创建，承担更多的世 界大赛，促进速滑运动水平与成绩的突破，在中国诞生新的世界记录。

关键词：速度滑冰；现代冰场；管理技术；要素

中图分类号：G862.1 文献标识码：A 文章编号 ：1007-3612(2009)03-0142-03

On the Technical Elements and Objectives of Modern Speed Skating

Rink Management CHENG Ruihui

YANG Chunfu , MENG Meng3

(1.Sports Department, Heilongjiang University, Harbin 150080, H eilongjiang China; 2.Sports Science Institution of Heilongjiang Province,Harbin 150008, Heilongjiang China; 3. Harbin Institute of Physical Education,

Harbin 150001, Heilongjiang China)

Abstract: The technical level of modern speed skating has been brought to a new height with a century's evolvement. The element contributing to its improvement most is the construction and management techniques of indoor speed skating rinks . The paper discusses the technical requirements of modern rink management eleme nts, such as water quality control, ice freezing control, ice resurfacing contro l, environmental control, rink training guidelines, and referee equipment techni que influencing sports performance. It will demonstrate the relationship between performance leap and rink technique revolutionary. The goal is to take a forwar d look at rink management and technical innovation in China and to promote const ruction of internationallevel speed skating rink, holding more world competiti o ns. This will promote the improvement of level and performance of speed skating and contribute to new world records made in China.

Key words: speed skating; modern rink; management technique; element

在研究速度滑冰运动水平与成绩发展影响要素时，我们很清楚地看到运动成绩飞跃与冰场技 术的变革有直接的关系。冰场技术变革可分为宏观与微观技术变革。宏观技术变革是指用于 训练、比赛的冰场从平原人工浇灌冰场到高原人工浇灌冰场，又从室外人工制冷冰场到室内 人工制冷冰场环境条件的变化。冰场技术变革的特征 首先是改变了影响运动成绩提高的“宏观”环境（如空气阻力、冰面摩擦阻力、适宜的比赛 温度环境等）。微观技术变革是指现代室内人工制冷冰场管理技术（包括水质处理、冷冻、 浇冰、室温控制、特殊的训练环境设施技术及工艺等）。此技术变革的特征是把解决空气阻 力、冰面摩擦阻力、适宜的比赛、特殊的训练环境达到理想“微观要素”可控、量化而影响 运动员成绩的提高。

进入21世纪，世界速滑运动技术水平和运动成绩的飞速提高已接近专家预测的成绩的次极限 水平（男子500 m接近34 s、女子500 m接近37 s），这与现代速度滑冰场地技术的进步有密 切的关联。 在高水平速度滑冰发展的今天，挖掘运动员自身体能与技术方法的训练取得运动成绩的途径 越来越困难，（也许还要经过漫长的时间）。而探索冰场未来技术的发展，运用更多的科学 技术与管理方式手段对运动成绩极限的突破、创造新的纪录，可起到与技术体能训练异曲同 功的效用。但我国现代冰场管理技术（解决空气阻力、冰面摩擦阻力、适宜的比赛、特 殊的训练环境达到理想、可控化的“微观”操控技术）滞后，其中折射更深层次的问题是专 业技术人员缺乏、技术理念落后、相关技术手段不匹配等因素。

本文从研究探索现代冰场管理技术出发，分析各 “微观”操控技术要素的内容及其影 响运动成绩的机理，揭示冰场技术发展与运动成绩的关系，目的是进一步探索我国现代化冰 场管理及技术创新理念， 推进国际高水平速滑场馆的创建，承担更多的世界大赛，促进速 滑运动水平与成绩的突破，在中国诞生新的世界记录。

1 速度滑冰现代冰场管理技术要素

1.1 相关技术要素框图 见图1。

1.2 技术要素与目标1） 水质控制工艺技术主要解决水质成份配置、水温控制。2） （冷冻控制工艺技术主要解决

冰场制冷、制冷速度、冰面硬度、冰面温度保持。3） 浇冰控制工艺技术主要解决铰冰厚度、浇冰厚度、浇冰速度、浇冰光洁度。4） 环境控制技术主要解决冰场除雾、防止冰面结霜、空气温度湿度、气体流动方向、氧 、二氧化碳浓度控制，场地与空间色 彩等对感观与心理影响。5） 场地训练引导技术主要解决场地智能化速度引导训练。6） 比赛裁判设备技术主要解决电子化、智能化裁判管理。

2 主要技术要素与影响运动成绩机理浅析

2.1 水质控制技术

冰场技术的第一任务是解决冰场的滑度（摩擦阻力）问题。冰场滑度是指冰刀（金属）与冰 面的摩擦系数的大小，冰场滑度是运动员取得运动成绩必要条件之一。冰场滑度的好坏首先 取决于结冰水质所含成分比例、冰面硬度、冰面温度和冰面光洁度。保证冰场滑度需要以下 几方面技术解决。

2.1.1 水质成份配置

普通的水中含有很多杂质和矿物质成份。含有不同物质的水结冻后，冰的结晶体结 构、密度不一样（纯水的冰结晶体结构（分子构造）相同且密度相等），而密度和硬度不同 结晶冰面影响冰刀的滑度和摩擦阻力。冰场达到最佳的滑度是水质配置技术要解决的重要问 题。以同一运动员在哈尔滨冰上基地速滑馆与美国盐湖城速滑馆500 m运动成绩相比相差近0 .4-0.7 s（如于风桐在哈尔滨冰上基地速滑馆500 m最好成绩为34 s89，在盐湖城速滑馆滑 出34秒37的好成绩，王北星500 m最好成绩为38 s27，在盐湖城速滑馆37 s27），这成绩与 盐湖城是亚高原（海拔高度约1 800 m）的空气密度有关系，但更重要的原因是与两地水质 配 置技术有重要关系。据中国聘请加拿大专业浇冰师介绍，加拿大已研究出浇冰水除泡剂。在 浇冰时，除水温度、矿物质成分严格控制外，在水中加入定量除泡剂，目的是软化水质，清 除浇水冰层的气泡，增加冰结晶的密度，提高冰层平面光洁度，进而提高冰场滑度。2009年 哈尔滨世界大学生冬季运动会哈尔滨冰上基地滑冰馆比赛浇冰水中加入除泡剂，滑度有了提 高。于风桐创造了本速滑馆500 m34 s89的最好成绩。

2.1.2 水温控制

水温度控制目的一是将水中配比的其它成份物在一定水温下完全溶解并均匀分布在水中，使 冰结晶体密度变化来影响冰面的硬度而减小与冰刀的摩擦力。二是利用其温度将冰基层冰面 溶解，使新形成的冰层与原冰基面牢固结合成一体。解决水质技术需要水质检测技术和滑度 实验技术相结合，水质检测作为定性数据分析，不同水质配置产生的冰质滑度与冰刀的摩擦 系数可进行实验，作为最后的实践效果基础配比数据。

2.2 制冷技术

冰的滑度与冰的硬度和表面温度有关系，保持冰的硬度和表面温度取决于制冷机组设备 的性能、制冷介质、管网铺设方式和工艺调节。工艺调节是在机组设备的性能基础上进行， 冰面需要什么样的硬度和表面温度主要是调节机组的制冷介质单位时间内的输出量和机组间 歇开停的时间与次数。工艺调节是制冷机系统的操作者所掌握的冰场制备技术理论及经验结 合的结晶。冰面硬度和冰表面温度与冰面的滑行阻力有直接关系，速度滑冰场地冰面温度一 般在-5℃～-7℃为宜。冰面硬度影响滑度的机理；见冰面硬度与冰刀切入冰面示意图(图2- 图4)。

图2是（-7℃以下）较硬的冰面。这种冰面当运动员倾倒蹬冰时，冰刀刃角切入冰面滑痕很 浅 (破冰小于1 mm以下），在倾倒角越大时，容易出现支撑点（支撑中心线）内移，支撑面 积减小, 此种情况容易出现滑脱。冰表面温度低,滑行中产生水膜少而使冰面发涩，滑行阻 力增大，而影响滑行速度。

图3是（-5℃以上）软的冰面，这种冰面当运动员倾倒蹬冰时，冰刀刃角切入冰面很深（破 冰2 mm以上），在倾倒角越大时，冰刀支撑摩擦面积增大，滑行中产生水膜过多，滑行阻力 增大，而影响滑行速度。

图4是较适宜硬度的冰面，冰温界于-5℃～-7℃之间，在冰刀刃倾倒时，冰刀刃角切入冰面 1～1.2 mm之间，运动员在此情况滑行时即可产生适当量的水膜且破冰较浅使滑行阻力减小 。

2.3 浇冰工艺技术

浇冰工艺技术是完成2.1和2.2的具体技术，它是利用浇冰车技术的性能完成铰 冰厚度、 浇冰速度、浇冰的厚度、浇冰光洁度的最后的保证。此技术的重点是；根据不同工作内容 （赛前修整冰面、比赛间浇冰时机等）的需要控制浇冰车运行速度、铰冰刀的旋转速度与铰 冰深度、铰冰残宵清除、给水量的控制。赛前修整冰面主要任务是保持冰场基面35～45 mm 的 厚度和水平度。比赛间浇冰主要任务是在比赛开始、比赛间隙（规定的时间内）进行浇冰， 完成冰面光洁度的最后处理，即冰面硬度适宜、表面粗糙度R值很小、冰面温度界于-5℃～

-7℃之间，最大限度的保证冰场的滑度。

2.4 环境控制技术

2.4.1 空气条件控制

场地温湿度的控制是保障运动员在最适宜的（体表）温度、湿度条件下进行比赛，才能 创造好成绩。室温一般控制在（10℃～12℃，湿度在45％～50%之间）。气体交换的目的是 处理室内空气冷热交换（冰面温度-5℃～-7℃、空气流动温度10℃～12℃）后冰场结霜和空 中结水滴 下落到冰场影响冰面滑度。由于冷热交换，冰场表面将很快结霜，为避免霜积聚，需要气体 交换系统将冷气体向上吸并排出室外，这需要在空调设备调整排气流量给以保障，保持冰面 恒温不结霜和适宜的室温。

2.4.2 气体流动方向控制

一般来说，室内冰场已将空气阻力减少到最低点（0级风），但这不等于没有空气阻力，由 于室内需要气体交换，通风空调的排气形成气体流动。目前室内滑冰馆的空调通风系统的设 计目标主要是解决气体交换来控制室内温度、冰场结霜问题，但在设计上通风管排气口都是 安装在与冰场边缘墙壁或上方，这种设计气体流动方向与运动员滑行方向力产生横切，因此 可产生气体横向流动的气体阻力(图5)。

如图5所示，此种情况下，运动员滑行速度越快，滑行空气阻力越大。

解决上述问题，需要改进滑冰馆的空调系统的设计。只需将原来的通风管排气口与冰场 建筑墙面改为冰场逆时方向斜角45°安装即可(图6)。

这种设计气体流动方向与运动员滑行方向力产生顺向，因此可产生气体顺向流动推动力。这 种顺向气体流动在运动员高速滑行下，带动气体与运动员滑行方向顺势旋转，而形成减小运 动员空气阻力的空气流动场，有利提高运动成绩。

2.4.3 氧浓度的控制

氧浓度的控制基于两个目的，一是为高水平运动员模拟高原低氧训练提高运动能力而实施的 技术措施。可采取相当技术手段将通风的门、窗临时密封，使滑冰馆形成密封速滑馆，通过 空调系统或排氧系统排气调节，使速滑场内空气稀薄、氧浓度降低（氧浓度达到18%～15%） ，实现亚高原或高原相同的氧浓度，运动员可以进行模拟高原低氧环境训练提高运动能力（ 速度耐力）。比赛时打开密封风的门、窗，使室内的空气正常流动并使空气中的氧浓度达到 22%。以上方法可能成为速滑运动员特殊训练的一种方法手段来促进运动成绩的提高。目前 ，利用密封运动馆模拟高原低氧训练在国外和国内以有很多的先例，已形成了“高住高练” 、“低住高练”的模式，很多实践与实验证明这种训练模式安全无副作用、特别是提高速度 耐力效果明显。

2.5 电子化速度引导训练

速度滑冰馆大部分时间作为训练功能使用。应利用高科技的电子技术辅助速度滑冰运动 员提高速度和强度训练。目前国内外速度滑冰馆没有这个功能。

电子速度引导系统是在冰场的护栏边缘安装不同颜色、不同间距的高亮度发光管，利用计算 机程序控制来进行不同颜色的灯光、不同移动速度的闪耀，形成可以分辨清晰、流动的速度 引导系统，来满足多个运动员不同要求速度训练（跟随训练或超速训练），提高训练强度和 速度耐力。

2.6 智能化裁判管理系统

目前国际与国内标准比赛速滑场地多采用日本或德国电子计时系统。但是，随着速度 滑冰运 动的发展与运动成绩的快速提高，已有的（有线切光）电子裁判系统的缺陷显露出来；因切 光器装置由人工放置在终点线上，经常出现激光器被踢使切光信号中断而丢失成绩记录，系 统控件多、操作复杂、弯道切线监视、换道监视、终点裁判监视人为进行，人为因素多、裁 判人员过多。

目前，国内研究人员提出一种新的射频技术实现自动化和智能化速度滑冰比赛裁判系统设计 方案， 技术概念是将具有高强磁性材料制成刚性或柔性、不同磁场强度的感应带，铺设在 冰场固定位置（冰面内）形成永久性磁场。在运动员滑跑时，冰鞋上携带微型无线射频发射 编码模块经过时，磁感应带磁场激发模块内磁感应器以不同的感应强度信好感应模块发出可 载有编码微波的信号，射频识别接收控制器能在指定接收范围区内，与计算机管理系统组合 工作，同时或顺时接收并识别多个不同编码模块经过不同磁场强度位置信号，同时记录不同 编码模块通过指定接收范围区的时间并控制电子计时器、计圈器、屏幕显示信息，自动或智 能化解决（多人多组）自动计时、计圈、判断记录换道犯规、弯道切线犯规等裁判问题。

3 结论与建议

3.1 结论

综上所述，现代冰场管理技术各要素及各要素微观操控技术的内容影响运动成绩的机理，揭 示了冰场技术变革直接或间接影响运动成绩的关系。其中，水质控制工艺技术解决水质成份 配置、水温控制；冷冻控制工艺技术解决冰场制冷、冰面硬度、冰面温度保持于-5℃～-7℃ 之间；浇冰控制工艺技术主要解决刨冰厚度、浇冰厚度、浇冰光洁度，保证冰面硬度适宜、 表面粗糙度R值小、最大限度的保证冰场的滑度；环境控制技术主要解决冰场除雾、防止冰 面结霜、空气温度湿度、气体流动方向、氧、二氧化碳浓度控制，创造适宜的空气质量和空 气流动环境场地与空间色彩等对感官刺激与心理影响；场地训练引导技术主要解决场地智能 化速度引导训练增加提高训练水平的技术手段；比赛裁判设备技术解决符合国际高水平比赛 裁判电子化、智能化裁判管理的标准。上述技术在现代室内速度滑冰馆集成应用，推进速度 滑冰运功成绩水平不断的刷新，是管理技术进步与发展的结果。

3.2 建议

目前我国速度滑冰冰场技术变革已跨过宏观发展时代，而微观管理技术变革相对滞后应引起 有关部门的重视。在现代化速度滑冰冰场设施建设与技术设备引进的同时，更要引进、创新 先进的管理技术及其理念，加强高级（水质检测配置、冷冻、浇冰、环境技术、电子技术等 ）专业技术人员的培养，创新我国现代化冰场管理技术体系，创建国际高水平世界速滑场馆 ，承担更多的世界大赛，促进速滑运动成绩的突破，在中国的速度滑冰馆诞生新的世界记录 。

参考文献：

［1］ 中国滑冰协会.中国滑冰运动史［M］.武汉：武汉出版社，2006，7.

［2］ 谢晶，陈维刚.制冷与空调技术［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2006，8.

［3］ 张刚，等.体育径时自动计圈器计时系统［J］.全国体育系统仿真与虚拟现实论文报 告汇编，2004（11）：55-56.

［4］ 蒙猛.新编速度滑冰裁判法［M］.北京：人民体育出版社，2001，6.

［5］ 中国滑冰协会.速度滑冰规则.2004.