難得一見的密室——F1 技術中心 精選

奧斯汀（AUSTIN, Texas）——可能正如您所想象的一樣，速度對於 F1（世界一級方程式大獎賽）的賽車來説是至關重要的。然而，不僅僅只有賽車需要很快的速度。所有車上的成千上萬的傳感器會將來自賽道的數據傳遞給每個汽車團隊的總部（通常在英國），然後再將數據反饋到賽道中，越接近實時的越好。這同樣適用於高清視頻的千兆字節，因為這主要是一個電視體育轉播節目。為了能夠更加清楚的了解到這一切是如何發生的，記者決定在現場一探究竟。雖然可以去拜訪那些較遠的數據中心，就可以很輕鬆的了解到 F1 的速度，但是，記者卻出現在了今年這個濕漉漉的 F1 大獎賽美國站的現場，見證了 F1 的速度。

美洲賽道（Circuit of the Americas），又稱為 COTA，是一座離奧斯汀國際機場只有幾英里遠的賽車場。對於大獎賽來説，記者來到了與上個月離開的得克薩斯州勒芒賽賽車場看起來有些不大一樣的 COTA。事實上，F1 賽車已經轉移到之前太陽馬戲團（Cirque de Soleil）所在的地方，而太陽馬戲團也已經在鎮上的主停車場定居下來。
本週末，在比賽開始之前，颶風 Patricia 光顧了奧斯汀，惱人的暴風雨改變了得克薩斯州的温度和濕度。同樣被改變的還有那種隨心所欲的快樂的心情。

取而代之的是任何事情都要嚴格的按照章程來進行。這是因為 F1 是一個更加高級的比賽，如果你係着錯誤的手環或者拿着錯誤的門票想要試圖矇混過關進入比賽現場的話，那麼你就等着遭殃吧。


多虧了這樣嚴格的入場章程，記者才得以進入到這項運動的密室——難得一見的 F1 技術中心。從外觀看，它是一個相對隱蔽的臨時性建築，它們中的很多都將會隨着團隊和組織者遷徙到那些舉行在所謂的 F1 傳統以外的但卻頻臨滅絕的歐洲中心地帶的海外比賽，在這裏，所有的賽車和設備將通過使用卡車來運送到比賽現場，之後再運回基地。相反，對於舉辦在美洲、亞洲或者更遠地方的比賽，所有東西都將會用波音 747 來運送。在行李方面，技術中心單獨負責一個大型的——具有 130 噸的服務器、網絡硬件、電纜等等。為了方便組裝，大部分的設備都會被製造成符合航空運輸標準的形狀。


在帳篷內

記者在世界一級大獎賽管理公司（Formula One Management，簡稱 FOM）首席技術官 John Morrison 的帶領下參觀了整個技術中心，該公司管理着 F1 賽事的所有廣播與宣傳工作。FOM 的基地在比金山（Biggin Hill），這裏曾是二戰前英國皇家空軍（RAF）的基地，現在是倫敦城外的一個私人飛機場。即使是在奧斯汀的比賽當天，整個公司都一直保持着員工處理數據的忙碌狀態。在比賽現場的賽道邊，將會有大約 200 多名的工作人員提前很多天到達比賽現場建立技術中心，並在周圍鋪放 約 20 公里的光纖。這種可擴展、可移動的基礎設施對於賽車來説是必要且至關重要的，因為它們支撐着所有的電視攝像機、擴音器、移動數據網絡以及其他在比賽中所需要的昂貴的儀器設備。

Morrison 帶大家穿過技術中心的前半部分，那是一片專為他的團隊所提供的隔間型辦公區域，隨後大家走進了技術中心這個寬敞帳篷的後半部分。在這裏，一台台的機架式設備在配有空調的環境下正常的運轉着。來自 Polatis、Axon 和 Crystal Vision 等公司的設備與惠普服務器分享着這片區域，每台設備上的「指示」LED 燈都正常的閃爍着。每一塊區域大約有四個「托盤」那麼大，每個「托盤」有三到四個工作站在運行，每個工作站都有不同的指示功能。
第一塊區域是專門為記錄賽車在軌道上的運行時間而單獨設置的，這在賽車比賽中是一個既複雜又相當重要的部分，其記錄時間的單位可以精確到毫秒。對於整個團隊來説，這部分的工作是相當重要的，因為他們需要依據整個賽季的成績來獲取大量的資金。例如，在 2014 賽季，原本最後一名的 Manor 團隊承蒙於 Jules BIanchi 在摩納哥比賽中取得了第九的位置從而獲得了 2 分，這 2 分意味着，Manor 團隊在 11 個比賽隊伍中，以第十的位置完成了 2014 賽季，並最終在年底獲得了高達四千萬美元的獎金，從而挽救了 Manor 免於破產。但不可避免的是，這種悲慘的命運落在了被他擊敗的 Caterham F1 團隊身上。

總共有 15 個人在記錄時間信息這個區域進行工作。他們不僅監控賽車在賽道上的相對位置，同時也會監控從車上反饋回來的遙測數據。每一輛 F1 賽車都會內置傳感器，而且這些傳感器所記錄的數據都需要向 FIA（國際汽聯）公開，FIA 是賽車運動的監管機構（FOM 與 FIA 簽訂了合同，要求 FOM 必須將所有的數據提供給 FIA）。定製化的軟件在設定賽車規則的同時將所有的數據都融合在了一起，如果有賽車打破了規則，那麼軟件將會提醒 FOM 和 FIA，例如，賽車超過最大允許發動機燃料流率或者在虛擬安全行車期間開車過快。
接下來是網絡工程師。除了這些無邊無際的 24 芯的光纖圍繞在賽道邊外，還有大約 20 來個與 F1 賽車相連接的可以接受移動數據的網絡（支持所有類型的賽車）。Morrison 告訴 Ars，十年之前，在每場比賽中只有四輛賽車配備着車載攝像頭，將自己的數據發送反饋給環繞在賽道邊的直升機。到 2015 年，每輛賽車都配備了好幾個 SD 相機，可以使九輛賽車在任何時候通過移動數據網絡將 2.5 到 3.5GB 的膠片發送回技術中心。甚至等到明年，隨着網絡速度提高到 10GB 或更高，每輛賽車都可以同時給技術中心發送高清膠片。

除此之外，據記者的統計，至少有 60 多人從事着不同方面的電視製作的工作。F1 賽事已經引入了虛擬廣告，並已經在賽道邊設置了數字廣告牌。Morrison 告訴大家，他們已經可以根據定位數據製作一個 3D 虛擬賽事模型。在賽道上得到一輛車的側向定位是最難的部分，整個團隊需要依靠多方面的數據來判定，比如：汽車配備的 GPS 傳感器、車載攝像機等。
電視轉播的內容和方向是在現場完成的，但是在分發到世界各地之前，所有的數據都要先發回英國審核。廣播公司可以獲得這些所謂的公共信號，但是他們也可以向 FOM 支付資金從而獲得更為原始的數據和信號。數據的分發工作是由位於比金山的塔塔通信來完成的。這家印度公司自 2012 年起，就成為 F1 賽事的數據聯通供應商，主要負責將每場比賽的數據從現場發送到 FOM 的總部基地。塔塔還負責處理網絡平台內容的交付工作（包括 F1 的移動應用程序和網站）以及為包括梅賽德斯 - 奔馳和邁凱輪 - 本田在內的幾家 F1 團隊提供數據聯通服務。

針對每場比賽，塔塔會派出一個約 13 人的團隊，這些員工會在比賽前一週出現在賽場上開始準備。他們在比賽場的每個賽道上設置一個 10GB 的網絡，這與三年前剛開始與 F1 技術合作時所提供的網絡相比，發生了數量級的改變。在那時，網絡限制在 300MB 以內，通過塔塔自己的光纖將每個賽車場的數據信息發送回英國（來自奧斯汀的數據將通過時代華納公司的光纖傳遞給達拉斯並備份到芝加哥）。
那些都是關鍵的數據，同時 F1 賽事很快就變成了一個 24 小時工作的全球性運動。塔塔的服務經理，Gary Crocombe 和數據工程師，Rob Hamilton，就曾在可怕的半夜四點接到過轉送數據信息的來電（後來才知道，這是因為當時忘卻了不同國家間的時差問題）。Crocombe 和 Hamilton 也向大家展示了在美國 F1 在線內容交付給國家層面時的實時指標（雖然 Crocombe 遺憾地表示在英國，他們甚至不能夠將 Wales 和 England 區別開來）。


在比賽當天

很明顯，在 F1 工作的巨大壓力對於工程師們來説是非常有益的，來自塔塔 F1 事業部的總經理 Mehul Kapadia 表達了自己的想法。與 F1 一起工作可能是專門為 Kapadia 而設，他在塔塔成為技術合作夥伴之前就非常喜歡 F1 賽事，當大家問及賽事背後的動機時，從多個公司那裏得到了一致的答案。在比賽當天，當綠旗落下的那一刻，每個人都早已準備好而且他們每個人都在很認真的去做好自己的工作，沒有任何怨言。腎上腺素不會輕易的出現在企業界，但是在 F1 賽場上，腎上腺素隨時都在噴發。Kapadia 還告訴大家, 與 F1 一起工作，讓他的同事們都非常的羨慕。

Bas Burger，英國電信美國分公司總經理也表示出同樣的感覺。他告訴大家，「它必須要工作，而且沒有犯錯的空間。」「對於團隊來説，最為重要的是你得有目標，而每個人的目標都十分簡單，那就是，那輛車必須要第一個通過終點線，團隊要有最好的表現。在這樣的團隊工作以及在週日下午看結果都會讓你鬥志昂揚的。」

英國電信公司與 Williams Martini 賽車的合作（如同塔塔和奔馳的合作），其中英國電信公司負責把每個賽場的賽道與英國牛津工廠的團隊連接起來。因為每一場比賽能夠進入現場的 F1 車隊人員數量都是有限制的，所以在每個比賽週末都有數以百計的工程師和分析師在工廠進行遠程支持工作。雖然一些來自車載傳感器和相機的數據會被存儲和分析，但大部分重要的數據來自遠端，這意味着和遠端需要有一個高可靠性和低延時的網絡連接。
高可靠性和低延時同樣也是英國電信公司的金融客户所關心的，Burger 説道，但是其數據量相比起 F1 團隊的需求量來説就相形見絀了。」在銀行業雖然低延時是非常重要的，但銀行交易只需要非常小的帶寬，因為它們傳輸的只是數字。但在 F1 團隊需求中除了有數字，還有視頻、聲音 [Williams 車隊還專門測試了英國電信公司的一個語音服務] 等等。數據是重要的，因此也必須是安全的。」在一個典型的比賽日，Burger 説道，Williams 將通過一條 100MB 的專線從賽車上回傳超過 80GB 的數據量。

從 Williams 的維修站下來，奔馳 AMG 已經對數據產生了巨大的興趣。作為優質資源最為豐富的車隊之一，奔馳在過去的兩年裏佔據了 F1 領域，例如從自然吸氣 2.4L V8 發動機到目前 1.6L V6 渦輪增壓單元的轉變。正如前面所説的，F1 賽車上有數百個不同的傳感器，其中許多傳感器的信息發送都是通過 ECU（電子控制單元）（這些數據編碼在 FOM 和 FIA 之間是共享的）來完成。但並不是所有的數據都是共享的，並不是所有的數據都可以在 FOM 的移動數據網絡中傳輸。
奔馳已經與高通在 5GHz Wi-Fi 系統方面進行合作，因為當賽車每次通過維修加油站時，就會有大量數據暴發式的從賽車上傳輸到維修站。「這是一項更多由數據來驅動的運動，」奔馳車隊的技術總監 Paddy Lowe 説道。「整個團隊正在研究汽車的性能，並讓所有的工程師回到基地，以了解汽車正在做什麼，以及是如何通過不斷的操作來提高性能的。在這個過程中的一個瓶頸就是你如何把數據足夠快的從賽車上傳遞下來。」

輪胎對於一個 F1 賽車的性能來説是至關重要的，而且輪胎的温度是反映輪胎狀態的一個關鍵指標。在 10 分鐘的排位賽中，駕駛員往往會使用兩套，甚至可能是三套輪胎，因此，如果下一套輪胎需要進行壓力校整，那麼越早知道就會越有優勢。奔馳和高通都一直在使用一套輪胎温度監測系統，該系統是使用紅外攝像機瞄準賽車的四個輪胎。重要的是，這系統是獨立於汽車主遙測系統，因為主遙測系統已經飽和，根本無法處理最高達 GB 級的視頻數據。該系統採用 802.11ac 無線傳輸標準，在高通的增強技術下可以接近運行到 1GB 的速度（更快的 60GHz 的 802.11ad 標準體系也將在未來一年面市，其速度將比現在的快四倍）。
據高通總裁 Derek Aberle 介紹，高通是另外一家依據賽車的需求而受益的公司。正如之前指出的，科技行業發展的速度遠遠快於汽車行業，但 Derek Aberle 説：「坦率地講...... 奔馳車隊可能比高通前進的更快，他們要求每週都要進行優化調整，以保持競爭上領先優勢，其推動創新的步伐與手機行業相當或已超過其速度，手機行業可是世界上發展最快的產業之一。」

因此，當汽車之城底特律這樣的傳統汽車行業提到創新的步伐時可能會被竊笑，但除奧斯汀這樣的 F1 賽道外，數據的速度可不是鬧着玩的。一切都非常快，從汽車到數據再到大腦中盤算清楚這一切。而作為這個數字驅動的裝備競賽還在繼續進行，F1 領域中最具影響力和競爭力的人可能會繼續聚焦在帳篷第一和賽道第二。即使高通的 Aberle 承認，「至今為止這對高通的合作伙伴來説都是非常有激勵性的。」
* 文章來源：arstechnica 本文由 TECH2IPO / 創見 @Andysun 編譯，首發於 TECH2IPO / 創見（http://tech2ipo.com/）轉載請保留此信息


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