主題樂園花車巡游線路音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)

羅斐

【摘 要】 介紹萬達(dá)哈爾濱主題樂園花車巡游音響系統(tǒng)中巡游線路音響系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、還音系統(tǒng)、無線控制網(wǎng)絡(luò)等。

【關(guān)鍵詞】 主題公園；花車巡游；巡游線路音響系統(tǒng)；系統(tǒng)架構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；信號(hào)傳輸；無線控制

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.01.005

The Design of the Parade Line Sound System in Theme Park

-Take the Parade Line of Wanda Harbin Theme Park as the Example

LUO Fei

（Wanda Cultural Tourism Planning and Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100022， China）

【Abstract】The parade system was summarized in this paper， and composition， design essentials， audio system， wireless control network etc of the parade line sound system were introduced .

【Key Words】theme park； parade； parade line sound system； system architecture； design； signal transmission； wireless control

近年來，中國文化旅游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，主題樂園的投資建設(shè)逐漸增多，花車、花船等巡游類演出因其投資少、聚客能力強(qiáng)、能夠帶動(dòng)二次消費(fèi)等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為主題樂園的熱點(diǎn)。在很多的整體公園中都設(shè)有花車巡游表演項(xiàng)目，總體上，花車巡游線路音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本類似。因此，筆者僅以萬達(dá)哈爾濱主題樂園（以下簡稱“主題樂園”）花車巡游為例，對(duì)整個(gè)花車巡游的線路音響系統(tǒng)進(jìn)行梳理。

1 花車巡游概述

花車巡游系統(tǒng)由一定數(shù)量的花車（含車載音響系統(tǒng)）、巡游線路音響系統(tǒng)以及花車庫等相關(guān)附屬設(shè)施組成。一般花車巡游時(shí)間控制在半小時(shí)內(nèi)，花車巡游線路長度設(shè)置為500 m～600 m，花車巡游時(shí)速約10 km/h，巡游隊(duì)伍通常可以編入10臺(tái)花車。花車的具體尺寸和數(shù)量根據(jù)巡游線路、節(jié)目編排而調(diào)整確定，并考慮一定數(shù)量的預(yù)留。

花車巡游音響系統(tǒng)包括車載音響系統(tǒng)和巡游線路音響系統(tǒng)兩大部分。筆者重點(diǎn)闡述巡游線路音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。

2 巡游線路音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以萬達(dá)哈爾濱主題樂園花車巡游為例，巡游路線及機(jī)房設(shè)置如圖1所示，花車巡游起始于A處，沿巡游線路，從B處進(jìn)入后勤區(qū)，巡游線路長約550 m，花車控制室設(shè)置在C處，并分別在C1、C2、C3、C4處設(shè)置功率放大器和信號(hào)機(jī)柜。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)架

花車和巡游線路上的無線AP（Access Point，接入點(diǎn)）共同構(gòu)成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，中控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋整條巡游線路。巡游線路和花車上都設(shè)置了還音系統(tǒng)，且與中控系統(tǒng)連接。操作人員在花車線路、控制室等無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)可以自動(dòng)或手動(dòng)向線路音響系統(tǒng)和車載音響系統(tǒng)發(fā)送控制音樂內(nèi)容播放的控制信號(hào)。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化控制，并減少因溝通不及時(shí)等問題造成的人為操作失誤，當(dāng)花車到達(dá)指定的表演區(qū)域，安裝在花車上的定位設(shè)備實(shí)時(shí)將位置信號(hào)發(fā)送給中控系統(tǒng)，中控系統(tǒng)收到位置信號(hào)，根據(jù)預(yù)設(shè)編程自動(dòng)發(fā)送控制信號(hào)給線路音響系統(tǒng)和車載音響系統(tǒng)，同步播放預(yù)設(shè)的音樂。信號(hào)流程見圖2。

2.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）主要的觀眾聽音區(qū)域在巡游道路及兩側(cè)向外延伸2 m的范圍內(nèi)。聽音區(qū)域內(nèi)要求有足夠的、均勻的聲壓級(jí)覆蓋。巡游線路上的典型背景噪聲值為60 dB，巡游音響系統(tǒng)的聲壓級(jí)需要比背景噪聲高30 dB以上，這樣游客會(huì)得到比較良好的聲音體驗(yàn)。巡游揚(yáng)聲器的設(shè)置除了考慮聲音效果之外，還與園區(qū)的建筑、景觀、動(dòng)線息息相關(guān)。國內(nèi)外沒有花車巡游音響的標(biāo)準(zhǔn)可循，大多數(shù)樂園的花車都是參照公共廣播或體育場(chǎng)電聲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目在萬達(dá)已開業(yè)主題樂園和國內(nèi)外其他主題樂園的總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，電聲設(shè)計(jì)指標(biāo)確定為巡游線路中心線上的最大聲壓級(jí)在額定通帶內(nèi)不劣于95 dB；1 kHz、4 kHz時(shí)，大部分區(qū)域不均勻度小于等于14 dB。該指標(biāo)既能達(dá)到比較良好的聲場(chǎng)，也能兼顧景觀效果和成本。

（2）花車線路較長，從花車控制室設(shè)置單一功率放大器機(jī)柜向外輻射，功率放大器至單個(gè)揚(yáng)聲器之間的距離最長至300 m，線路損耗過大。為保證較好的音質(zhì)，在主題樂園的室外項(xiàng)目中，揚(yáng)聲器線路損耗不應(yīng)大于0.5 dB。本項(xiàng)目采用2×4平方的揚(yáng)聲器線纜，揚(yáng)聲器阻抗8 Ω，功率放大器至揚(yáng)聲器之間傳輸距離不應(yīng)該超過122 m（122=，公式中0.5為線路允許損耗值，0.004為線纜每米阻抗值，8為揚(yáng)聲器匹配阻抗值）。整個(gè)線路上設(shè)置四處功率放大器機(jī)柜，保證每臺(tái)功率放大器與對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器之間的線纜不超過80 m。

（3）功放中的某些元器件在低溫環(huán)境下，電特性指標(biāo)變化較大，考慮到哈爾濱冬季溫度低，系統(tǒng)采用無源揚(yáng)聲器，并將功放設(shè)置在附近的房間或機(jī)柜內(nèi)，保證功放工作時(shí)的環(huán)境溫度不低于零度。

（4）為保證控制信號(hào)及時(shí)有效地傳遞，需要建設(shè)良好覆蓋、可靠接入、低延時(shí)的無線網(wǎng)絡(luò)?；ㄜ嚿嫌幸苿?dòng)的無線AP，線路上有固定安裝的無線AP，多個(gè)無線AP構(gòu)成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)。采用網(wǎng)狀（Mesh）無線網(wǎng)絡(luò)，可以保證花車上移動(dòng)的AP與線路上固定安裝的AP實(shí)時(shí)進(jìn)行可靠的通信。

（5）巡游線路揚(yáng)聲器應(yīng)與園區(qū)景觀、包裝風(fēng)格協(xié)調(diào)一致。

2.3 線路揚(yáng)聲器的設(shè)置

為保證有足夠的聲壓級(jí)和均勻度，線路上共設(shè)置了42只全頻揚(yáng)聲器和20只低頻揚(yáng)聲器，全頻揚(yáng)聲器均勻分布在景觀燈桿上，每個(gè)燈桿設(shè)置1只全頻揚(yáng)聲器，每隔一個(gè)燈桿設(shè)置1只低頻揚(yáng)聲器，交叉覆蓋路面，相鄰兩只全頻揚(yáng)聲器的距離不超過20 m，見圖3。

考慮到安全伸臂距離，揚(yáng)聲器下沿距地3.5 m；為適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍瑩P(yáng)聲器儲(chǔ)藏溫度達(dá)到零下75℃，工作溫度達(dá)到零下20℃。主題樂園花車巡游所采用的揚(yáng)聲器參數(shù)要求詳細(xì)見表1。

2.4 音頻信號(hào)的傳輸和分配

音源的選擇根據(jù)節(jié)目編排而定，一般采用16路多軌播放機(jī)或音頻工作站可以滿足節(jié)目需求，音源信號(hào)進(jìn)入數(shù)字處理器后，打包成DANTE信號(hào)輸出至光纖交換機(jī)，園區(qū)內(nèi)敷設(shè)專用的光纖交換網(wǎng)絡(luò)，將花車控制室內(nèi)的DANTE信號(hào)傳送至圖1中C1、C2、C3、C4處的光纖交換機(jī)，交換機(jī)直接將DANTE信號(hào)傳輸至功率放大器，系統(tǒng)采用帶DANTE輸入的多通道數(shù)字功率放大器，保證每只揚(yáng)聲器輸入獨(dú)立的音頻信號(hào)源，便于分區(qū)和編組。

2.5 無線控制網(wǎng)絡(luò)

簡單的花車巡游沒有控制網(wǎng)絡(luò)，通過預(yù)先排練及內(nèi)通對(duì)講系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單的溝通。為提升花車巡游的品質(zhì)，目前國內(nèi)外大型花車編隊(duì)均采用控制網(wǎng)絡(luò)和定位技術(shù)結(jié)合的方式，來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的節(jié)目編排。

花車編隊(duì)一般會(huì)在巡游線路上指定三到四處表演區(qū)域，當(dāng)花車行駛至表演區(qū)域時(shí)，花車定位設(shè)備將位置信息發(fā)送給中控系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的程序，中控系統(tǒng)同步發(fā)送控制信號(hào)，觸發(fā)花車車載音響系統(tǒng)播放以及線路音響系統(tǒng)分區(qū)播放。表演區(qū)域的線路音響系統(tǒng)與車載音響系統(tǒng)播放相同的編曲，表演區(qū)域之外的線路音響系統(tǒng)播放不同的編曲。

花車控制室以及需要定位和音源播放的花車均設(shè)置1臺(tái)中控主機(jī)，用于接收定位信號(hào)和觸發(fā)音頻信號(hào)的播放、停止等控制操作?？紤]到冗余和安全，還需要在控制室內(nèi)設(shè)置1組手動(dòng)控制按鈕，在觸摸屏或移動(dòng)控制終端無法啟動(dòng)的情況下使用。

中控系統(tǒng)的信號(hào)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信?；ㄜ嚿显O(shè)置的無線AP需要移動(dòng)，要保證多個(gè)移動(dòng)無線AP實(shí)時(shí)地傳輸控制信號(hào)。經(jīng)過分析論證，采用了IT技術(shù)中比較新的一種組網(wǎng)方式：Mesh網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都存在中心節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)通過單跳鏈路連接，不太適合于有多個(gè)移動(dòng)物體、低延時(shí)的應(yīng)用。Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是多點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，點(diǎn)與點(diǎn)之間可以選擇最優(yōu)路徑，自動(dòng)構(gòu)建路徑，符合花車巡游的應(yīng)用特點(diǎn)。

Mesh網(wǎng)絡(luò)的概念如圖4所示，花車在線路上移動(dòng)，與周邊的AP網(wǎng)狀連接，即使一個(gè)連接斷開，其他的連接繼續(xù)維持，在巡游線路上提供不間斷的、可靠的無線網(wǎng)絡(luò)。

沿花車線路共均布8個(gè)POE（Power Over Ethernet）供電的AP點(diǎn)，為保證信號(hào)的覆蓋，相鄰AP點(diǎn)位之間的距離在無明顯遮擋的情況下不大于50 m，AP點(diǎn)架設(shè)的高度在5 m以上?；ㄜ嚬?2臺(tái)，其中6臺(tái)設(shè)置AP點(diǎn)。花車巡游中，共14個(gè)AP點(diǎn)構(gòu)成無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。

2.6 定位系統(tǒng)

定位系統(tǒng)可以采用RFID、GPS或兩者相結(jié)合的方式。RFID定位的信號(hào)比較穩(wěn)定，但前期土建預(yù)留預(yù)埋要求較高；GPS定位比較靈活，前期預(yù)留預(yù)埋少，但容易受天氣的影響。這兩種技術(shù)本身都比較成熟，但在巡游類項(xiàng)目中的應(yīng)用還處于嘗試階段。具體兩種定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)在筆者另外的文章中討論，本文不再贅述。主題樂園巡游線路音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用了RFID定位技術(shù)。

3 供電要求

在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施中，供電也是不可忽視的重要因素。巡游音響系統(tǒng)采用獨(dú)立供電的清潔電源。如與其他系統(tǒng)共用變壓器，應(yīng)增設(shè)隔離變壓器或有源濾波器，且不可與景觀照明共用配電箱，否則會(huì)帶來電能質(zhì)量問題，對(duì)音頻信號(hào)會(huì)造成一定影響，也給運(yùn)營分工管理增加了難度。為保證信號(hào)源和控制信號(hào)的安全，控制室的中控、音源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)設(shè)置不間斷電源，考慮到抑制諧波，不間斷電源選型采用12脈沖?；ㄜ嚳刂剖液凸Ψ艡C(jī)柜點(diǎn)位設(shè)置獨(dú)立的單點(diǎn)接地，接地電阻不大于2 Ω。本項(xiàng)目中，根據(jù)實(shí)際的機(jī)電和土建條件，在花車控制室設(shè)置了1臺(tái)容量為100 kVA隔離變壓器，1臺(tái)5 kVA的12脈沖不間斷電源，以及一個(gè)阻抗1 Ω的獨(dú)立接地端子。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

本項(xiàng)目已經(jīng)完成安裝調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行良好，聲音效果能較好地保證花車表演的氛圍要求。同時(shí)，筆者有了以下經(jīng)驗(yàn)：（1）花車巡游音頻文件多以無壓縮的WAV格式為主，作為唯一音源的多軌機(jī)不僅要支持MP3格式，也要支持WAV格式；（2）無線AP的布置要考慮樂園中的建筑、大型游樂設(shè)備、景觀樹木的遮擋，和其他專業(yè)進(jìn)行合圖布置，并考慮適當(dāng)?shù)念A(yù)留；（3）花車控制室要接入巡游線路上的視頻監(jiān)控畫面，監(jiān)控整個(gè)花車巡游的運(yùn)行。

以上對(duì)花車巡游音響系統(tǒng)進(jìn)行了概述，介紹了巡游線路音響系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、還音系統(tǒng)、無線控制網(wǎng)絡(luò)等?；ㄜ囇灿我繇懴到y(tǒng)是音頻技術(shù)、IT組網(wǎng)技術(shù)、定位技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用，值得關(guān)注和探討。