國慶70周年天安門廣場地區(qū)音響系統(tǒng)的設(shè)計方案及實施

江小婳 姚石 莫皎平 呂兆明 張雪峰 張長征

編者按：

為慶祝中華人民共和國成立70周年，舉行了慶祝大會、閱兵式、群眾游行、群眾聯(lián)歡、文藝晚會等一系列的慶祝活動，展示新中國成立70年來取得的輝煌成就和時代風(fēng)貌，從而激發(fā)全民的愛國熱情，增強(qiáng)民族自豪感、自信心和凝聚力。在這些精彩瞬間呈現(xiàn)的背后，蘊(yùn)含著科技對藝術(shù)的支撐。本期特辟“國慶70周年專題”，從現(xiàn)場制作到電視直播，全面解析燈光、裝置、舞臺空間等舞美藝術(shù)創(chuàng)意，音頻系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)的設(shè)計、實施及技術(shù)保障，特別是新技術(shù)的應(yīng)用，從中可以管窺中國演藝科技的創(chuàng)新成果和發(fā)展水平。

[摘要]闡述中華人民共和國成立70周年慶?；顒又刑彀查T廣場地區(qū)音響系統(tǒng)的設(shè)計理念、系統(tǒng)方案、建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品應(yīng)用，并比較了與以往類似活動的差別。

[關(guān)鍵詞]音響系統(tǒng);天安門廣場;拾音;擴(kuò)聲;傳輸;控制;制作

文章編號：10.3969/j.i.ssn.1674-8239.2019.11.001

10月1日上午，慶祝中華人民共和國成立70周年大會在北京天安門廣場隆重舉行，隨后舉行了20余萬軍民以盛大的閱兵儀式和群眾游行（見圖1）。當(dāng)晚，舉行了群眾聯(lián)歡活動。

為服務(wù)一系列的慶祝活動，相關(guān)單位在天安門廣場和周邊區(qū)域原有音響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)活動需要，搭建了一套專用的音響系統(tǒng)。該系統(tǒng)在活動中主要承擔(dān)如下任務(wù)：

（1）拾取現(xiàn)場所有聲音元素;

（2）制作國際聲公共信號，供新聞媒體向全國、全世界轉(zhuǎn)播;

（3）為現(xiàn)場不同區(qū)域、需求提供定制化擴(kuò)聲服務(wù)。

筆者作為曾經(jīng)參與2009年國慶60周年慶?；顒印?015年中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年紀(jì)念大會和本次慶祝大會音響系統(tǒng)的設(shè)計、運行保障團(tuán)隊的成員，就本次慶?；顒拥囊繇懴到y(tǒng)在系統(tǒng)架構(gòu)、建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品應(yīng)用，以及與以往天安門廣場慶?；顒又惺褂玫囊繇懴到y(tǒng)的區(qū)別和變化進(jìn)行解析，并分享設(shè)計思路和感悟。

1本次慶?；顒犹攸c及對音響系統(tǒng)的需求

本次慶?；顒釉诨顒恿鞒獭龅匾?guī)模、受閱部隊規(guī)模、活動參與人數(shù)、觀禮人數(shù)等方面都遠(yuǎn)超歷次活動。因此，對音響保障方面提出了更多、更復(fù)雜的新要求。

1.1閱兵儀式

本次慶祝大會的閱兵承載著全面展示70年來國防建設(shè)和偉大成就等內(nèi)涵。儀式上共有15個徒步方隊、32個裝備方隊，近15000名官兵、580臺裝備接受檢閱?？傮w上，比國慶50周年、國慶60周年、抗戰(zhàn)勝利70周年慶?；顒右?guī)模更大;受閱部隊沿東長安街一線排列，隊尾延伸到建國門橋西側(cè)，較之前歷次閱兵活動延長了近1km（見圖2）。

受閱部隊排列的沿線都需要配置音響系統(tǒng)，一方面，需要為受閱部隊和檢閱車上的首長提供現(xiàn)場擴(kuò)聲服務(wù)。另一方面，為每個方陣設(shè)置拾音設(shè)備，拾取受閱部隊的口號聲，以及腳步聲、戰(zhàn)車轟鳴聲等環(huán)境效果聲。

由于歷史原因，長安街沿線只有東單路口以西、西單路口以東范圍內(nèi)的路燈具備承載能力，可以承受特大型聲柱的安裝重量;東單路口以東區(qū)域無法結(jié)合路燈固定安裝特大型聲柱，需要臨時架設(shè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)。同時，相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的信號通路、供電通路等也都需要臨時架設(shè)（見圖3）。

1.2群眾游行

對于10多萬各界群眾、70部彩車組成的群眾游行活動，其隊伍的規(guī)模、編排均超越以往國慶活動，分為三個篇章，每個篇章內(nèi)別開生面地設(shè)計了若干不同的情景表演活動（見圖4）。這對音響聲效配合方面也提出了更高的要求。

為了完美呈現(xiàn)這些創(chuàng)意和演出場景，群眾游行導(dǎo)演組特別編配了大量的樂曲、演唱、聲效等元素。和部隊的分列式行進(jìn)不同，不同的游行方陣、情景表演的演出面積、行進(jìn)速度、表演時長各不相同，對現(xiàn)場拾音、擴(kuò)聲、還音都有著個性化的要求。

1.3廣場各功能區(qū)的布置

除受閱部隊數(shù)量增加、游行規(guī)模擴(kuò)大以外，與以往歷次國慶活動最大的變化是在天安門廣場的布置方面。廣場搭建起“紅飄帶”主題景觀，廣場東西側(cè)路上空懸掛70個大紅燈籠與其呼應(yīng)（見圖5）。此外，慶祝大會設(shè)置了1500人組成的軍樂團(tuán)和3000人組成的超大規(guī)模合唱團(tuán)，還有取代以往在廣場上翻花組字方陣的是6片臨時觀禮臺和上萬名觀禮嘉賓。

“紅飄帶”是天安門廣場上設(shè)立的大型景觀雕塑，長212m、高16m，環(huán)繞在天安門廣場兩側(cè)，正反面各印著中華山水畫和五十六個民族同胞。“紅飄帶”不僅是廣場上最亮眼的風(fēng)景之一，也兼具極強(qiáng)的功能性，6塊LED大屏幕嵌套其中，讓現(xiàn)場觀禮的觀眾都能感受到濃厚的慶?；顒臃諊?。受“紅飄帶”的影響，靠近飄帶的觀眾除了聽到附近擴(kuò)聲系統(tǒng)的直達(dá)聲以外，也將同時聽到從飄帶表面反射聲帶來的延時干擾。因此，在設(shè)計階段要對觀禮臺不同區(qū)域的聲場特性進(jìn)行有針對性的模擬和分析，并保證擴(kuò)聲系統(tǒng)在不同的區(qū)域中能實現(xiàn)有針對性的“個性化锎試（見圖6）。

廣場以中心線為界，東西兩側(cè)各設(shè)置有3組高低不同的觀禮臺，其中，東、西側(cè)低區(qū)觀禮臺緊鄰軍樂隊和合唱團(tuán)，兩側(cè)中區(qū)觀禮臺前排的觀眾與軍樂隊和合唱團(tuán)的距離也在10m以內(nèi)（見圖7）。因此，軍樂隊和合唱團(tuán)的拾音系統(tǒng)很容易受到服務(wù)于觀禮臺觀眾的擴(kuò)聲系統(tǒng)的干擾從而產(chǎn)生反饋，同時，為觀禮臺嘉賓提供的現(xiàn)場解說擴(kuò)聲和其他效果擴(kuò)聲也會被軍樂隊和合唱團(tuán)的拾音傳聲器接收到。

1.4聯(lián)歡活動

聯(lián)歡活動的編排更加突破傳統(tǒng)。整場聯(lián)歡活動中沒有啟用任何一位專業(yè)的歌唱演員，所有歌曲全都由聯(lián)歡群眾唱響，“去表演化“去專業(yè)化”是主創(chuàng)團(tuán)隊的編排理念。導(dǎo)演組調(diào)動幾萬人將廣場演變成一個歡樂的海洋，群眾的參與性是與上午慶祝大會最顯著的不同（見圖8）。廣場全部區(qū)域和長安街（南池子至南長街區(qū)間）都是群眾聯(lián)歡、表演和施放焰火的區(qū)域，表演區(qū)域被不同的群眾、演員分成了若干組不同的演出“小舞臺”，每個小舞臺在同一時刻可能組織不相同的表演，因而無法像傳統(tǒng)的演出那樣進(jìn)行統(tǒng)一的拾音和擴(kuò)聲。

聯(lián)歡活動組織方為每個“小舞臺”都配置了獨立的流動拾音和擴(kuò)聲系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要將音頻信號通過音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一匯集到晚會的主調(diào)音位。聯(lián)歡晚會的演出音響系統(tǒng)由北京天韻星光文化藝術(shù)有限公司承接制作，制作完成的擴(kuò)聲音頻信號傳送至廣場音響系統(tǒng)，由廣場音響系統(tǒng)完成對城樓、觀禮臺嘉賓的擴(kuò)聲，以及節(jié)目國際聲信號的制作。

聯(lián)歡活動中，城樓和長安街北側(cè)固定管理臺、臨時觀禮臺的擴(kuò)聲系統(tǒng)配置與白天慶祝大會基本相同，系統(tǒng)介紹時不再區(qū)別說明。

2系統(tǒng)設(shè)計

由于本項目的特殊性，在工程設(shè)計時，重點考慮了三方面的原則。

（1）系統(tǒng)穩(wěn)定性。音響系統(tǒng)設(shè)計必須以安全穩(wěn)定性為第一出發(fā)點，在改造內(nèi)容、系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備選型等方面充分考慮整體安全穩(wěn)定運行，滿足重大政治活動的要求，做到“萬萬無一失”。

（2）設(shè)計合理性。設(shè)計過程充分考慮現(xiàn)場的實際情況和活動要求，系統(tǒng)設(shè)計必須保證施工能在極短的周期內(nèi)實施完成，設(shè)備配置從活動需求出發(fā)，緊密圍繞活動特點。

（3）設(shè)備先進(jìn)性。根據(jù)近年來音頻技術(shù)和行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展，從現(xiàn)有系統(tǒng)的問題、短板、痛點入手，切實改進(jìn)拾音和擴(kuò)聲效果，與重大政治活動應(yīng)有的音響效果相適應(yīng)。

2.1系統(tǒng)范圍

音響系統(tǒng)服務(wù)主要范圍包括：天安門城樓及周邊區(qū)域、長安街東起建國門橋（不含）西至西單路口（不含）的路面和周邊人行便道區(qū)域、廣場核心區(qū)及周邊區(qū)域等。

為便于工作，將上述區(qū)域分為6個子區(qū)域，如圖9所示，包括：（1）城樓區(qū);（2）長安街以北固定觀禮臺及臨時觀禮臺區(qū);（3）東長安街（南池子至建國門橋）;（4）西長安街（南長街至西單路口）;（5）長安街中段（南池子至南長街）;（6）廣場區(qū)域。根據(jù)不同需要，為上述區(qū)域分別配置有信號采集系統(tǒng)、信號制作系統(tǒng)和擴(kuò)聲系統(tǒng)等。

2.2系統(tǒng)組成

整個音響系統(tǒng)共設(shè)置以下7個功能子系統(tǒng)。

2.2.1音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)

該音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)廣場及長安街沿線各類音頻信號的傳輸、交換和監(jiān)控。原有系統(tǒng)配置2套互為主備、基于光纖的數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，本次全面更新了原有系統(tǒng)，如圖10所示。

本次建設(shè)的音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)與2015年“9.3閱兵”活動所使用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本類似，部分沿用原有系統(tǒng)設(shè)備，并根據(jù)本次活動的特定需求以及變化進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整。同時對部分使用超過10年的設(shè)備整體更新。

設(shè)計要求所有的音頻信號在進(jìn)入系統(tǒng)前，均使用無源分配設(shè)備一分為二，同時接入兩套數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，兩套網(wǎng)絡(luò)之間互不連接，相對獨立工作，音頻處理和存儲記錄設(shè)備均同時從兩套網(wǎng)絡(luò)拾取音頻信號。根據(jù)活動需要，由音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)為不同位置的調(diào)音臺、音頻處理設(shè)備、記錄存儲設(shè)備等傳輸不同的音頻信號。

兩套音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)均支持不低于48bit、96kHz的采樣，而且根據(jù)需要配置有模擬音頻、AES/EBU數(shù)字音頻、MADI數(shù)字音頻和Dante等多種格式的接口。

布設(shè)在天安門廣場和周邊區(qū)域的數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)早在2009年的國慶60周年慶祝活動的音響系統(tǒng)改造工程中已經(jīng)基本成型，當(dāng)時建設(shè)了一套基于StageTec作為數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，并利用已有的模擬音頻傳輸鏈路作為備份傳輸系統(tǒng)。2015年時，又新增設(shè)了一套基于LAWO數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，與已工作6年的原有數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互為備份，同時保留了大部分模擬音頻通路作為應(yīng)急備份傳輸通路。

本次系統(tǒng)改造中，考慮到LAWO系統(tǒng)安裝年限較短，設(shè)備保存狀況較好，因此，只將工作已經(jīng)超過10年的StageTec系統(tǒng)進(jìn)行了全面更新。同時，對現(xiàn)有的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了重新梳理和優(yōu)化，并根據(jù)本次活動的需求進(jìn)行配置調(diào)整和部分設(shè)備的增補(bǔ)。

經(jīng)過兩次大規(guī)模慶典活動和日常中的使用，兩套互為主備的數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)良好、可靠性滿足需要。此外，考慮到現(xiàn)場模擬線纜的布設(shè)受到市政施工條件、工期、資金等各方面的限制，本次設(shè)計中取消了作為應(yīng)急備份的模擬音頻傳輸通道，只在部分特別重要的點位和部分機(jī)房之間設(shè)置了少量的模擬應(yīng)急傳輸通路。

2.2.2綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋各機(jī)房、現(xiàn)場調(diào)音位、信號傳輸點、信號接口等全部位置，如圖11所示。

綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著內(nèi)部通話、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)信息等各類信號的交換功能。

對于國慶活動這樣超大規(guī)模、超大范圍、超高要求的項目，安全、便捷、靈活的信息通信和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)至關(guān)重要。以往的活動中，由于活動范圍極大，現(xiàn)場參與的人員、裝備、設(shè)施較為復(fù)雜，主控機(jī)房和其他各機(jī)房、調(diào)音位的工作人員往往無法看到現(xiàn)場的實時畫面，也無法快捷地實現(xiàn)實時溝通。以往活動大多借助其他部門的攝像機(jī)畫面實現(xiàn)主控機(jī)房對現(xiàn)場各個點位的實施監(jiān)控，利用對講機(jī)、臨時架設(shè)的模擬電話和對講傳聲器實現(xiàn)語音溝通，設(shè)計方希望本次改造能從根本上解決上述所有需求。因此，在音響系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)，設(shè)計了一套“四通八達(dá)”的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，基于此光纖系統(tǒng)，設(shè)置了一套基于TcP/IP協(xié)議的萬兆帶寬光纖交換網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計包括：

（1）一套分布式4K視頻傳輸系統(tǒng)，可實現(xiàn)為天安門城樓、部分重點單位傳輸高質(zhì)量現(xiàn)場直播視頻畫面的功能;

（2）數(shù)字內(nèi)通系統(tǒng)，包括有線內(nèi)通基站和無線腰包，可以為所有機(jī)房、現(xiàn)場調(diào)音位、流動工作點位提供清晰、穩(wěn)定、高效的即時溝通服務(wù);

（3）實現(xiàn)對現(xiàn)場所有數(shù)字系統(tǒng)、設(shè)備運行狀態(tài)和技術(shù)參數(shù)的實時監(jiān)控與遠(yuǎn)程操控;

（4）為軍樂團(tuán)指揮、受閱部隊、重點發(fā)言人等區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，便于重點機(jī)房和調(diào)音位的工作人員實時掌握現(xiàn)場情況和大會活動進(jìn)程。

在項目實際實施過程中，由于資金限制以及工作人員來不及熟悉新的通信系統(tǒng)，數(shù)字內(nèi)通和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)并未實際購置和安裝。但網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得以落地，為日后系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級保留了可實施性。