带你走近60周年国庆庆典数字指挥系统

　　2009年9月18日，国庆60周年群众游行进行第三次预演也是最后一次预演，上午10点，北京理工大学软件学院院长丁刚毅作为国庆60周年群众游行仿真训练指挥系统项目负责人，带着他的团队中的20名精兵强将和设备进入天安门广场，经过安检后开始架设设备。丁刚毅和他的20名队员各就各位，静候阅兵和游行的最后一次预演。

　　晚上10点，阅兵开始。威武的步兵方阵喊着响亮的口号，迈着整齐的步伐，经过94米的检阅台，伴随着响彻长安街的轰隆声，几十个机械化武器方阵展示的新型武器装备依次亮相。虽然不是第一次看到阅兵，丁刚毅还是要平服心里的强烈震撼，和同伴们开始群众游行的辅助指挥准备。

　　然而让所有人兴奋不已的是，在演练结束后，领导打出了95分的高分，让这一废寝忘食工作的团队获得了最有价值的认可。

　　现场：国庆游行最后一次预演

　　舒缓的音乐响起，盛大的群众游行拉开序幕。指挥中心的电脑上显示各个方阵的状态，并向发令台传出指令。每一个方阵经过，不同的音乐和背景图案在预定的时刻改变，时间精确到秒，现场的所有指挥都心里有数，游行方阵经过检阅台的时间和队容视频在电脑上和仿真系统叠加在一起，看起来没有多少差别，一切按照流程进行。每一个方阵经过检阅台，指挥中心马上就会打印出两张A4表格，有数据有图，一张是时间行进控制结果，一张是队容队形情况汇总，可以让指挥员清楚了解游行全貌。

　　群众游行由60辆彩车组成35个方阵。分别是奋斗创业、改革开放、世纪跨越、科学发展、辉煌成就、锦绣中华和美好未来等七大部分。各部分间穿插行进式文艺表演与合唱团演唱，行进式文艺表演，主要有安塞腰鼓队、大型集体舞、大型群舞、水袖舞、民族团结舞、七色光鼓号队等六组表演。记者看见当16号方阵到达发令台时，在发令台的一台电脑显示屏上会出现这样的信息：

　　阵序号：16

　　阵名称：农业发展方阵

　　出发倒计时：1分6秒

　　预计误差：0分0秒

　　行程时间：00：**：**

　　另一台电脑上用黄绿蓝三色圆点标记各方阵通过检阅台状态，黄色表示马上通过检阅线，绿色表示队首通过，蓝色表示队尾通过，35个方阵行进的实时进程通过一个表格一览无余。

　　在系统中数据采集部分，有一个在检阅线的数据采集点，这个采集点有自动和人工两种方式。人工采集部分需要一个学生坐在检阅线，手持通信设备和点击器，当队伍第一排到达的时候按一下点击器，最后一排通过时再按一次，并用通信器材进行语音报告。“这个岗位大家是不是很羡慕，如此近距离看到游行队伍”记者问“没有，其实很辛苦”。每个人都在忙着自己手里的活，哪里有心思去欣赏。丁院长和团队核心成员在指挥室同样无暇观看游行的壮观场景，他们眼里看到的不是鲜艳的色彩和欢乐的人群，他们看到的是一组组数据：几时几分预定方阵到达：几时几分该方阵完美队形顺利通过。零误差，零误差，还是零误差，这也是他们最想在电脑上看到的结果。

　　当最后一个游行方阵——由少年儿童组成的队伍到达检阅台前，放飞气球、涌向天安门城楼时，指挥中心里，丁刚毅和团队研发成员紧张的心情终于放松下来。几分钟后，天安门城楼上领导的评价结果也传达下来，“领导给这次演练打95分”，丁刚毅难掩兴奋之情，19日凌晨3点半回到家还无法入睡，躺在床上还翻来覆去想着国庆那天还有哪些细节要留意。

　　历程：奥运会的成功让我们走进国庆庆典

　　在结束最后一次预演后，记者采访了北京理工大学软件学院丁刚毅院长和仿真模拟系统的核心成员。

　　“这事干大了！”丁刚毅还有些不相信他们做到的一切。这是继去年奥运会开幕式仿真模拟系统成功运行后，丁刚毅和他的团队再一次参与国家重大活动的辅助训练和指挥。奥运会开幕式、闭幕式涉及到的模拟人员只有1.5万人，这次60年国庆群众游行要调用20万人参演，10万人的游行队伍，8万多人的背景变化，还有近2万人的乐队及其他参演人员需要安排调度。在50周年国庆游行时，因为没有计算机辅助，仅背景部分的群众排位，10年前的坐标图完全靠人工绘制，十几个人花了3个多月才完成。还有游行方阵的排练、指挥，游行时队伍的集结，游行结束人群的疏散，焰火晚会的设计排练，如果能将奥运会上立功的计算机仿真模拟辅助系统用上，可以解决好多问题。

　　去年12月，因导演张艺谋的推荐，国庆焰火晚会的导演组找到丁刚毅，希望能在奥运会开闭幕式仿真系统基础上对60周年国庆焰火晚会进行辅助设计、训练，实现创意构想。软件学院“全景式智能仿真编排系统”项目组在奥运会后，综合文艺演出的实际需求，整合相关学科专业已成功申请、建设北京市重点交叉学科——“数字表演与仿真技术”。国庆晚会的需求正好是这个研究方向的再次实践。

　　由黄天羽博士和李鹏老师牵头，15名师生组成的晚会小组开始了半年的紧张工作。焰火晚会的光立方有4000人参与演出，持续100多分钟，从天安门的角度看演出，导演不清楚从这里14米高度俯视广场，每一点的发光树升降、推拉，加上空中焰火会是怎样的视觉效果，于是在计算机上

　　模拟仿真整个演出过程，导演提出要求，再不断修改，直到今年4月才将方案定下来。

　　创意通过后，仿真模拟组将计算机上的分解图和动作要求印成一本《首都国庆60周年联欢晚会演员表演手册》，导演组及每个演员人手一册，每本手册上对每一个动作、配合的音乐节拍、形成的效果都有详细说明。导演和演员得到这套手册如获至宝。北理工的老师们培训了600名小教员，再由这些小教员去培训其余的3400人，以前没有这样的手册，可能要排练一小时的动作，现在30秒就可完成。原来一个篇章需要10天时间排练，现在使用电脑仿真系统只要两天半。6月28日开始排练，一个月的时间就看到效果。

　　晚会四个篇章加上序，有五个部分，分成三个导演组指导排练，每个导演组六七个人。传统做法是三个导演组一起扎到每一篇章排练现场，先把这部分排练好，再一起到第二组导演负责的场景排练，采用计算机辅助系统分解和精确演练，到第二组导演负责的篇章时，第一组导演和第三组导演都不用参加了，随着排练时间的推移，一组导演也只需要一个导演在台上指挥，两个导演场下观察，其他导演轮流休息。

　　比如其中一个篇章中构成“国庆”这两个发光大字，需要2269人完成，音乐节拍全有精确到秒的描述，每个演员都戴有无线耳麦，广场上播放的音乐在他们耳中全转化成节拍，保证每个演员都清楚自己所起的作用。如果站在后排的某个演员想偷懒，动作不到位，以为导演看不到，仿真系统的数据会反馈这个演员的情况，高清摄像头会将捕获到的图像与模拟图对比，迅速标出哪一块区域演员不到位，把这一区域图像勾出并推送到指挥电脑的屏幕上。

　　李老师说晚会的亮点之一是黄河之水天上来，天空的焰火，加上中间层、地面的光亮，构成一幅美妙的立体影像，算是这次数字模拟表演的一个集中体现。

　　揭秘 计算机仿真模拟系统确保游行万无一失

　　有了晚会组的优秀表现，国庆游行指挥部最终将游行仿真辅助设计、训练、指挥系统的研发交给了丁刚毅所负责的北理工软件学院。丁刚毅拿出珍藏的任务书给记者看，“我把奥运会的任务书和这次60周年国庆群众游行仿真模拟辅助训练、指挥的任务书锁在办公室保险柜里，这是我们的荣幸！”

　　按照任务书的要求，系统的功能分为三个阶段实施，第一阶段是游行队伍仿真设计与模拟功能，第二阶段是游行队伍辅助训练功能，第三阶段是对游行队伍的辅助指挥。