體育場智能化弱電系統(tǒng)設(shè)計

中信集團武漢市建筑設(shè)計院 肖 冰

引言

隨著我國體育事業(yè)的飛速發(fā)展，北京奧運會的成功舉辦，人民生活水平的不斷提高，各地的體育場館建設(shè)蓬勃興起。在此結(jié)合現(xiàn)代化體育建筑設(shè)計電氣專業(yè)弱電系統(tǒng)的特點、需求，對體育場智能化弱電系統(tǒng)設(shè)計要點進行探討。

1 工程概況

某工程占地4.5萬m2，建筑面積8萬m2，是一座可容納6萬名觀眾的現(xiàn)代化大型體育場。體育場外觀呈馬鞍形，平面形狀為橢圓形，整個體育場分為東、南、西、北四個區(qū)。東西看臺在一、二層看臺間設(shè)有高級包廂，主席臺位于西區(qū)二層看臺前排，記者席設(shè)于主席臺二側(cè)前端。南北向長296m，高38.7m，東西向長263m，高54.6m，由56根Y型柱鋼結(jié)構(gòu)懸挑梁撐起四周的觀眾席，東西看臺與南北看臺蓬蓋交匯于四角部井筒處，蓬蓋采用索膜張拉結(jié)構(gòu)，空中俯視猶如4片盛開的花瓣。比賽場地由足球場和田徑場組成，其功能布局和配套設(shè)施均按照國際足聯(lián)、國際田聯(lián)最新標(biāo)準設(shè)計。

2 設(shè)計內(nèi)容與范圍

由于建設(shè)方要求將體育場建成集體育競賽和商業(yè)活動為一體的現(xiàn)代化體育場所，在實現(xiàn)體育競賽和場內(nèi)管理自動化的前提下，同時也為社會提供盡可能優(yōu)越的應(yīng)用場所，最大限度的創(chuàng)造社會效益和經(jīng)濟效益。因此，其智能化弱電系統(tǒng)設(shè)計是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

首先應(yīng)依據(jù)國家相關(guān)規(guī)范，結(jié)合建設(shè)方使用需求，確定智能化弱電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容。

本工程智能化弱電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括：

為體育競賽設(shè)置：主計時時鐘系統(tǒng)、電子顯示屏系統(tǒng)、計時記分及現(xiàn)場成績處理系統(tǒng)、體育競賽綜合信息管理系統(tǒng)、仲裁錄像系統(tǒng)；

為運動會務(wù)設(shè)置：廣播、擴聲與會議系統(tǒng)、攝像轉(zhuǎn)播系統(tǒng)、有線電視和衛(wèi)星接收系統(tǒng)、IC卡電子檢票系統(tǒng)；

為信息通信設(shè)置：通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)；

為安全防范設(shè)置：火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)；

為物業(yè)管理設(shè)置：建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

3 弱電系統(tǒng)設(shè)備機房的設(shè)置

體育建筑智能化弱電系統(tǒng)宜按子系統(tǒng)功能分類合并設(shè)置設(shè)備機房，在符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的同時，還應(yīng)滿足國際足聯(lián)、國際田聯(lián)的相關(guān)要求。

本工程智能化弱電系統(tǒng)控制中心設(shè)于體育場南區(qū)一層，內(nèi)含計算機網(wǎng)絡(luò)機房及電話交換機房、安防監(jiān)控、建筑設(shè)備監(jiān)控機房、有線電視前端設(shè)備機房等，消防控制室單獨設(shè)置，與智能化弱電系統(tǒng)控制中心相鄰。電子顯示屏系統(tǒng)控制室與計時記分系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)控制室合設(shè)于體育場西區(qū)三層，主擴聲控制機房與電子顯示屏控制室相鄰，廣播、電視轉(zhuǎn)播機房設(shè)于體育場南區(qū)一層，體育競賽綜合信息管理中心設(shè)于體育場西區(qū)一層。

4 各主要弱電系統(tǒng)設(shè)計要點

4.1 主計時時鐘系統(tǒng)

在南看臺主顯示屏、運動員檢錄和熱身場地等重要地區(qū)設(shè)置固定的計時子母鐘系統(tǒng)。主顯示屏面電子計時鐘功能如下：

(1) 電子鐘直徑：與主顯示屏協(xié)調(diào)一致；

(2) 指針式夜光鐘：顯示標(biāo)準時間，走時精度：0.1s/d；

(3) 六位模塊數(shù)字鐘：田賽比賽時可與競賽計時器、發(fā)令槍等聯(lián)動，顯示1%的六位行進時間顯示，足球比賽時顯示到秒位的六位行進參考時。

4.2 電子顯示屏系統(tǒng)

根據(jù)體育場比賽需要及建設(shè)方的要求，在場內(nèi)設(shè)置真全彩電子顯示屏和雙基色顯示屏，彩色顯示屏用于顯示賽事圖像、文字，并可以播放視頻信號，雙基色顯示屏用于計時、記分和公布成績。主顯示屏機房設(shè)在體育場南側(cè)，可接收及顯示計算機室發(fā)送的信號。顯示內(nèi)容廣泛，可進行廣告、圖像的處理和顯示，時間、天氣、新聞時事和各種宣傳顯示。

電子顯示屏系統(tǒng)應(yīng)與計時記分及現(xiàn)場成績處理系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、計算機管理系統(tǒng)等相聯(lián)。

電子顯示屏系統(tǒng)的控制室和計時記分系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)控制室合用，設(shè)在體育場西區(qū)三層。

4.3 計時記分及現(xiàn)場成績處理系統(tǒng)

計時記分系統(tǒng)是體育比賽最基本的技術(shù)支持系統(tǒng)，擔(dān)負著所有比賽成績的采集和基本處理?，F(xiàn)場成績處理系統(tǒng)則是緊隨計時記分系統(tǒng)之后對相關(guān)比賽成績做進一步的處理和多種信息服務(wù)。

計時記分系統(tǒng)是電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)最主要和直接的信息資源提供者，與各比賽現(xiàn)場都有著直接的連接。

計時記分系統(tǒng)從比賽現(xiàn)場獲得各種競賽信息將同時傳送到總裁判席、計時記分機房、現(xiàn)場成績處理機房。

4.4 體育競賽綜合信息管理系統(tǒng)

體育競賽綜合信息管理系統(tǒng)是運動會組織、運行的支撐，是媒體、公眾及其他與會人員獲取運動會信息的主要途徑，將為運動會提供安全、可靠、及時、便捷的信息服務(wù)。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)實現(xiàn)先進性、可靠性、開放性、標(biāo)準化及系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展性。

4.5 仲裁錄像系統(tǒng)

當(dāng)比賽發(fā)生爭議時，提供仲裁的聲像資料。

4.6 廣播、擴聲與會議系統(tǒng)

根據(jù)體育場功能及消防的需要分成多個廣播分區(qū)，由消防控制室與擴聲機房集中管理。在休息廳、包廂、出入口、走道等處安裝吸頂揚聲器，定壓配接。在休息廳、包廂部分設(shè)置音量開關(guān)，即可以收聽背景音樂，又可以播放業(yè)務(wù)廣播、緊急廣播。廣播與背景音樂合用系統(tǒng)。

擴聲系統(tǒng)設(shè)置用于場外擴聲和技術(shù)用房通知擴聲的接口。在工作用房和走道內(nèi)均設(shè)3W揚聲器進行業(yè)務(wù)廣播和背景音樂廣播。

火警時可強切各揚聲器至緊急廣播，并可通知擴聲機房對場內(nèi)、場外進行消防緊急廣播。

擴聲系統(tǒng)主要包括主擴聲系統(tǒng)（亦稱固定系統(tǒng)）和流動演出擴聲系統(tǒng)兩部分。其中主擴聲系統(tǒng)主要為體育比賽服務(wù)。它為觀眾席、比賽場地提供以語音為主兼顧音樂的擴聲服務(wù)。擴聲系統(tǒng)應(yīng)保證觀眾席和比賽場地及有關(guān)技術(shù)用房內(nèi)有足夠的聲壓級，聲場均勻，同時要求聲音清晰、明亮、自然。流動擴聲系統(tǒng)要求系統(tǒng)的動態(tài)范圍大，聲場覆蓋均勻，頻率相應(yīng)好，失真小，同時要求 聲音豐滿、清晰、有力度、有層次。

根據(jù)體育場看臺和挑棚的結(jié)構(gòu)特點，揚聲器系統(tǒng)采用了集中與分散結(jié)合的方式。在主席臺上方設(shè)置4只大型號筒覆蓋東看臺，并在東看臺上方設(shè)置3只18"低音揚聲器，以保證聲向的一致性；主席臺兩側(cè)采用4只線性陣列揚聲器，輔以2只號角式揚聲器，在西看臺挑臺下設(shè)置20只小型揚聲器，2只中型號筒保證聲場的均勻，南北看臺各設(shè)置8只EVI-15揚聲器。

揚聲器單元要求廠方進行加固及嚴格的防潮和防銹蝕處理，結(jié)構(gòu)安全，操作方便，維修容易，抗風(fēng)防雨，性能可靠。每個音箱均有吊裝支架，在挑蓬內(nèi)預(yù)留安裝檢修馬道及音箱吊裝支架連接部件。

體育場內(nèi)最大聲壓級＞95dB；聲場不均勻度：8dB；地區(qū)有效頻率范圍250～4000Hz。

在體育場新聞發(fā)布廳、會議中心等處設(shè)置會議及同聲傳譯系統(tǒng)。

4.7 有線電視和衛(wèi)星接收系統(tǒng)

為滿足電視轉(zhuǎn)播及運動員、觀眾的休息，包廂、娛樂的功能要求，在體育場內(nèi)設(shè)置有線電視和衛(wèi)星接收系統(tǒng)，有關(guān)房間、包廂、休息廳等處設(shè)置電視終端用戶盒。除設(shè)有接收本場電視轉(zhuǎn)播的輸入接口外，還預(yù)留接收當(dāng)?shù)赜芯€電視臺的電視節(jié)目的接口。系統(tǒng)前端設(shè)于南區(qū)一層智能化弱電控制中心。

4.8 IC卡電子檢票系統(tǒng)

在體育場大平臺出入口處設(shè)置感應(yīng)式IC卡電子檢票系統(tǒng)，讓觀眾通過智能檢票快捷入場，既避免觀眾逃票，又可規(guī)范入場秩序。該電子檢票系統(tǒng)平均進入時間為7s /人，可保證6萬名觀眾在1小時內(nèi)進場。

4.9 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

本體育場設(shè)置固定通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。固定電話總機采用模塊局，負責(zé)體育中心內(nèi)外通訊。從當(dāng)?shù)厥性捑忠胗脩艄饫|。移動通信系統(tǒng)為滿足運動會比賽及大型活動的需求，在體育場的對角分別設(shè)置兩個機房，機房需通過光纖管道連接到公共傳輸網(wǎng)絡(luò)和體育場內(nèi)其他技術(shù)機房。

4.10 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是體育場各種信息流的支撐系統(tǒng)，利用先進、成熟的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，構(gòu)造高速、穩(wěn)定、可伸縮的計算機網(wǎng)絡(luò)平臺，能對來自體育場內(nèi)外的各種信息予以接受、存儲、處理、交換、傳輸并提供決策支持。根據(jù)體育場的功能和運營模式，建立兩種網(wǎng)絡(luò)，一個是以信息傳輸為主的信息網(wǎng)，一個是以對體育場各種運行的機電設(shè)備進行監(jiān)控為主的工控網(wǎng)。

4.11 綜合布線系統(tǒng)

本工程利用綜合布線系統(tǒng)建立高速、大容量的信息傳送平臺，為體育場提供語音、數(shù)據(jù)、圖文、圖像、多媒體信息等各種信息的高速傳輸通道。系統(tǒng)設(shè)計具有開放性、靈活性、可擴展性、實用性、安全可靠性和經(jīng)濟性。根據(jù)各個房間和場所的不同用途，在看臺文字記者席、電視轉(zhuǎn)播記者（評論員）席、競賽場地、新聞中心、新聞發(fā)布廳、體育競賽綜合信息管理中心、行政辦公區(qū)、領(lǐng)隊休息室等處設(shè)置數(shù)目不等的信息點與電源接口。

考慮體育場計分、比賽成績統(tǒng)計與發(fā)布等工作要有高科技的計算設(shè)備，系統(tǒng)布線全部為物理星型拓撲結(jié)構(gòu)、點到點的端接。所有設(shè)備的開通及更改均不需改變系統(tǒng)布線，只需增減相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及進行必要的跳線管理。且當(dāng)任何一條線路發(fā)生故障時，均能不影響其他線路的工作。

4.12 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

根據(jù)本工程使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性等分類，屬于一級保護對象，火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計按總體保護方式，采用集中報警系統(tǒng)。

消防控制室設(shè)于南區(qū)一層，消防報警設(shè)備采用智能型火災(zāi)報警系統(tǒng)，控制室內(nèi)設(shè)集中火災(zāi)報警控制器及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、電腦圖形顯示系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)、消防專用電話系統(tǒng)等。消防控制室根據(jù)火警信號，由軟件編程聯(lián)動相應(yīng)設(shè)備動作，并將各動作信號返回消防控制室的聯(lián)動控制柜，在消防控制室也可以人工指令緊急啟動有關(guān)設(shè)備動作。

在辦公、設(shè)備用房、包廂、走道、休息廳等處設(shè)感煙探測器，柴油發(fā)電機房、廚房設(shè)感溫探測器，適當(dāng)位置設(shè)手動報警按鈕、聲光報警器。

消防控制室接到火災(zāi)報警信號并經(jīng)確認后，火災(zāi)報警系統(tǒng)自動報警并且通過消防聯(lián)動控制系統(tǒng)發(fā)出一系列指令：自動啟動消防泵和加壓風(fēng)機、打開相應(yīng)防煙分區(qū)的加壓送風(fēng)口和排煙口、關(guān)閉空調(diào)和送風(fēng)機及相關(guān)防火分區(qū)的非消防電源、將所有電梯迫降至首層，消防電梯供消防人員待用、自動打開事故層及其上、下層的火災(zāi)應(yīng)急廣播。

所有手動報警按鈕處設(shè)消防對講電話插孔，消防泵房、變配電所等設(shè)備用房均設(shè)置固定式消防對講電話。消防控制室設(shè)直通城市消防隊的電話。

4.13 安全技術(shù)防范系統(tǒng)

體育場設(shè)置入侵報警、視頻安防監(jiān)控、出入口控制、電子巡查、停車場管理系統(tǒng)，分別對一層主要出入口、各層觀眾出入口、走道、電梯、場地及體育場周界等處進行保安監(jiān)控。安防監(jiān)控室設(shè)在南區(qū)一層智能化弱電控制中心。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備包括主控電腦、主控鍵盤、矩陣切換控制器、多畫面處理器、硬盤錄像機、控制碼分配器、視頻字符發(fā)生器、彩色專業(yè)監(jiān)視器、大屏幕監(jiān)視器、穩(wěn)壓電源等。

前端設(shè)備采用智能高速球型彩色攝像機、全方位球型彩色攝像機、普通黑白攝像機、普通半球型黑白攝像機。另設(shè)有智能三技術(shù)探測器和手動報警按鈕。

系統(tǒng)中所有前端攝像機圖像通過視頻電纜傳送到監(jiān)控中心，由監(jiān)控主機控制，通過電視墻分別顯示。

在室外停車場設(shè)置停車場管理系統(tǒng)，對進出的車輛進行智能管理。

主控部分設(shè)備：中央控制器、停車場收費系統(tǒng)管理軟件、系統(tǒng)操控工控機、報表打印機。

前端道口設(shè)備：遠程讀卡器、前端控制器、擋車器、道口抓拍彩色攝像機、車輛地感檢測器。

系統(tǒng)具備以下功能：

（1）出、入口票據(jù)核實，自動區(qū)分月票、臨時票據(jù)等，自動計費；

（2）自動計費、收費顯示，出票機有中文提示，自動打印收據(jù)；

（3）出入柵門自動控制；

（4）入口處設(shè)空車位數(shù)量顯示；

（5）使用過期票據(jù)報警；

（6）非本停車場票據(jù)報警；

（7）物體堵塞驗卡機入口報警；

（8）非法打開收款機錢箱報警；

（9）出票機內(nèi)票據(jù)不足報警。

4.14 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)體育場的功能及便于管理、維護的需要，設(shè)置建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對體育場的供水、排水、冷水、熱水系統(tǒng)及設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備、供配電系統(tǒng)及公共區(qū)域照明進行監(jiān)視及節(jié)能控制。

本系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)在南區(qū)一層智能化弱電控制中心，對體育場的設(shè)備進行監(jiān)視和控制。并在冷凍機房、變配電所等處設(shè)控制分站，分別對冷水系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備及供配電設(shè)備進行監(jiān)視和控制。

系統(tǒng)具備設(shè)備的手/自動狀態(tài)監(jiān)視，啟?？刂啤⑦\行狀態(tài)顯示、故障報警、溫濕度監(jiān)測、控制及實現(xiàn)相關(guān)的各種邏輯控制關(guān)系等功能。

系統(tǒng)組成：本系統(tǒng)是以工作站為核心，與設(shè)置在各監(jiān)控現(xiàn)場的各類控制器組成的集散式樓宇控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？刂破骺蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場/遠端遙控，便于整個系統(tǒng)管理簡捷、操作方便。

5 其他

為配合場地內(nèi)各種比賽用信號通訊和電視轉(zhuǎn)播的需要，在場地內(nèi)預(yù)留接線盒和套管，并組成環(huán)路連通。電信專業(yè)與電氣專業(yè)線路同溝敷設(shè)，局部電信專業(yè)線路采用管道或直埋敷設(shè)。