奥运场馆的弱电系统设计方案

奥运体育场馆的智能化系统设计方案陈昳宏 高飞 (华南理工大学建筑设计研究院 ) 摘 要 结合对体育总局发布的体育场馆智能化系统技术要求（征求意见稿）及作者在多个体育场馆弱电设计经验，向大家介绍一下体育场馆智能化设计方案。关键词 奥运体育场馆 智能监控系统 通信网络系统 场馆专用系统 应用信息系统1 引言随着我国体育事业的蓬勃发展，及奥运和亚运在我国的举办，全国每年都要兴建不少体育建筑，作者有幸参加了新会体育馆、佛山体育中心、奥运羽毛球馆及奥运摔跤馆的设计，对体育场馆的智能化设计有一定的了解。二00四年国家体育总局组织了专家编写了体育场馆智能化系统技术要求及体育建筑智能化系统设计导则，本人通过对其征求意见稿的学习，结合本人的设计经验，向大家介绍一下奥运体育场馆智能化设计方案。2 系统组成根据体育场馆智能化系统技术要求体育场馆智能化系统分为以下4个部分：智能监控系统通信网络系统场馆专用系统应用信息系统 智能监控系统智能监控系统通过对体育场馆内各类机电设备的运行状况、安全状况、能源使用状况等实行自动监测、控制与综合管理，对体育场馆内影响环境舒适性的温度、湿度、风速等指标的调节，对破坏环境安全性的恐怖、骚乱、火灾等因素的监控，保证所监控对象的安全、正常和协调运行，以保证体育比赛和其他活动的正常进行，同时为体育场馆的经济运行和日常管理提供技术手段，达到场馆运营管理的要求，其子系统包括：建筑设备监控系统火灾自动报警及消防联动控制系统安全防范系统建筑设备集成管理系统 3.1 设备监控系统3.1.1 系统采用实时监控、分布式管理，主机设于设备监控室，其它需要对系统进行控制的场所设工作站或控制屏。系统支持多种通信接口和协议，并具有接口开放和开发功能。3.1.2 控制器采用现场控制方式，控制器之间采用点对点通信，控制器具有独立的监测和控制能力。3.1.3 监控范围：冷热源系统、空调与通风系统、变配电系统、照明系统、给排水系统、电梯和自动扶梯系统、草坪喷洒系统等。 3.2火灾自动报警及联动控制系统3.2.1 系统按火灾报警系统一级保护对象设计，采用控制中心报警系统。3.2.2 场馆内的消防控制设于首层消防控制室内，内置火灾自动报警控制、消防联动控制装置、彩色图形显示装置、消防专用电话总机、火灾应急广播控制盘，负责整个体育场馆内的火灾报警信号、消防设备的集中监控和消防指挥。火灾自动报警系统应具有与集成管理系统的通信接口，预留与城市消防系统联网的网络接口。3.2.3 选用智能型火灾自动报警控制器和联动控制装置，回路采用总线制连接方式。3.2.4 按防火分区及使用功能划分报警区，并按环境特点设置相应类型的探测器。3.2.5 火灾应急广播系统由公共广播系统兼任。3.3安全防范系统3.3.1 系统采用集成式联网型，赛时主控中心设于能看到现场情况的安保指挥和监控室，首层的交通监控指挥室赛时为分控中心，赛后为主控中心。3.3.2 系统由闭路电视监控、入侵报警系统、出入口控制系统、保安巡更和安防信息综合管理系统组成。3.3.3 安防信息综合管理系统通过统一的系统平台将安全防范各个子系统联网，安防信息综合管理系统具有标准、开放的通信接口和协议，并留有与公安110报警中心联网的通信接口。3.3.4 闭路电视监控系统采用网络数字视频监控系统，该系统以IP网络为传输介质，由摄像机、视频数字转换器、视频录像机、视频服务器和网络设备等组成。3.3.5 入侵报警系统及出入口控制系统采用联网式的控制器，控制器能独立工作，维持本区域的正常运行，3.3.6 保安巡更系统采用离线式巡更系统，根据需要设置巡更点及巡更路线。3.4 建筑设备集成管理系统与后面所叙的比赛中央控制系统结合在一起设计4 通信网络系统系统通过为体育场馆内外信息的传输提供网络平台，以支持语音、数据、图像、控制信号和多媒体信息的接收、存贮、处理、交换、传送、播放，从而满足体育比赛和场馆管理中对各种信息的通信和广播的要求。其子系统包括：综合布线系统语音通信系统信息网络系统有线电视系统公共/应急广播系统电子会议系统 4.1 综合布线系统4.1.1 场馆内综合布线系统呈现星型拓朴结构，设BD（建筑物配线架）、FD（楼层配线架）、TO（工作区的信息插座），从BD到FD，从FD到TO，每个局部的物理拓朴结构都是采用星型拓朴结构。4.1.2 设BD于馆内的数据网络中心。设FD于弱电间，并在评论控制室放置赛时楼层配线架FD，保证FD至每个工作区的距离不超过90米。4.1.3 采用标准的信息接口遍布场馆。布置应结合赛时和赛后的综合利用，一些赛时用房，赛后撤消改为运动场地的，信息接口采用固定与无线相结合，尽量采用无线方式。4.1.4 系统采用光纤及六类配线器材，满足千兆以太网及ATM等运行要求。4.2 语音通信系统4.2.1 通信系统分为固定通信系统、移动通信系统、和体育馆专用的集群通信系统（无线对讲系统）。4.2.2 固定通信系统的语音交换机放置在电话机房内,由电话机房内采用大对数铜缆引至建筑物配线架BD。4.2.3 移动通信系统是指手机用户的无线网络的覆盖系统，场馆建筑由于屏蔽效应可能出现移动通信盲区，应设置移动通信中继收发通信设备，保证场馆内的移动用户可与外界进行通信。4.2.4 体育场馆专用的集群通信系统（无线对讲系统）可为赛事组织者、场馆保安、物业管理等人员提供通信服务。在体育场馆中按需设置收发基站，并配置相应数量对讲机确保用户在任何地点进行双向通信。4.3 信息网络系统4.3.1 信息网络系统是奥运网络的一个局域网，通过城域网与主数据中心相连。4.3.2 信息网络系统由网络系统的接入层、核心层和边缘接入层组成。网络系统应利用先进、成熟的网络互连技术，构造高速、稳定、可伸缩的计算机网络平台。4.3.3 信息网络系统的设计，除考虑数据、图像传输对网络带宽的需要外，还考虑数字视频信号传输对网络带宽的需要。并考虑到场馆在举办赛事时对信息网络通信的需求量大这一特殊性，在场馆中增加无线网络来满足赛事对网络系统要求。4.4 有线电视系统4.4.1 系统设接收本场馆电视转播信号和外网有线电视信号的输入接口，1000MHz带宽的双向高隔离度的邻频传输系统，为场馆提供视频宽带网的服务。4.4.2 采用以光缆为传输干线，以同轴电缆为入户分配网的双向HFC方式，用户分配网络星型分布。4.5 公共/应急广播及扩声系统4.5.1 系统包括可能同时独立使用的以下子系统：l 走道、大厅、房间、地下室等公共场所的广播系统。l 馆外的广播系统。l 观众席的扩声系统。l 比赛场地的扩声系统。l 运动员、教练员、裁判、医务等人员休息、练习、工作场所的检录呼叫系统。l 热身场地的扩声系统。l 其他系统4.5.2 扩声系统按体育馆声学设计及测量规程中的扩声特性指标一级来设计，公共/应急广播参照民用建筑电气设计规范中的语言和音乐兼用扩声系统二级来设计。4.5.3 系统按防火分区和体育工艺要求划分广播分区，广播分区不跨越防火分区。4.5.4 系统采用数字化的网络型音频距阵控制系统，其具有强大的音频处理和控制能力，方便于赛时和赛后的调整利用，可以设计出各种类型的音频系统。4.5.5 公共广播兼作应急广播，系统把音乐广播、业务性广播、检录呼叫广播和应急广播有机地结合在一起，具有优先控制、分区选择、故障检测与自动功放备份等功能。4.5.6 消防控制室具有最高级别的优先权，消防控制室能监控用于应急广播的功率放大器的工作状态，并能控制广播系统包括扩声系统，强制进行应急广播。4.6 电子会议系统一般主场馆需设置该系统，其他场馆可根据需要采用租借方式。5场馆专用系统通过为体育赛事提供的技术支持手段，为赛事组织提供必要的管理和服务，满足赛事规则对现场的要求条件，达到使赛事顺利进行的目的。其子系统包括：屏幕显示及控制系统扩声系统场地照明及控制系统计时记分及现场成绩处理系统现场影像采集及回放系统售验票系统电视转播和现场评论系统主计时时钟系统升旗控制系统比赛中央控制系统 5.1 屏幕显示及控制系统5.1.1 屏幕显示系统按照体育场馆使用特点一般可分为以下两类：l 比赛信息显示屏系统：指的是比赛时，场馆内使用的各种类型的比赛信息和成绩显示牌、显示屏的显示及其传输、控制系统。该显示屏系统由满足国家及国际各单项体育组织的要求的厂家提供。l 彩色视频显示屏系统：指的是场馆内既可以显示赛事图像，又可以显示比赛信息和比赛成绩的显示屏及控制系统。5.1.2 一般在观众区内设置2块大显示屏，满足馆内95%以上的正式固定的观众席最大视距要求。其中1块为彩色视频显示屏，1块为双基色显示屏。在运动员检录处、新闻发布厅、贵宾休息区等设置彩色等离子显示屏。5.2 扩声系统与公共/应急广播结合在一起设计，前面已叙述过。5.3 场地照明及控制系统5.3.1 系统应能灵活配合不同比赛项目的照明需求，按日常维护与清洁、训练、娱乐与集会、各类比赛、彩电转播等使用功能不同模式进行编程控制。采用集中智能控制系统，远程控制和现场控制相结合，具有实时控制和故障检测功能。 5.3.2 照明现场控制器应能独立工作，中央监视设备的工作停止不能影响现场控制器的正常工作。5.4 计时记分及现场成绩处理系统计时记分及现场成绩处理系统是体育场馆进行体育比赛的技术支持系统，系统应满足竞赛规则的要求，同时应具备与其他系统进行数据交换的能力。该系统应由满足国家及国际各单项体育组织的要求的厂家提供。 5.5 现场影像采集及回放系统该系统可根据需要结合闭路电视监控一起设计。5.6 售验票系统5.6.1 场馆售验票系统是以磁卡、IC卡或条码卡等媒介为门票，结合集智能卡技术、信息安全技术、软件技术、网络技术及机械技术的智能化票务管理系统。5.6.2 场馆售验票系统由门票制作部分，售票部分、通道验票部分、及体育场馆票务综合监控管理等部分组成。5.7 电视转播系统和现场评论系统不同的比赛项目对电视转播机位的要求不同，应根据比赛项目对电视转播工艺的要求来设置摄像机位，并预留电缆沟至室外媒体综合区。5.8 主计时时钟系统5.8.1 系统设置中心母钟，中心母钟接收来自GPS的标准时间信号作为主信号，接收CCTV标准时间信号作为备用信号，为各种系统提供统一时间。5.8.2 子钟接收母钟所传送的标准时间信号，进行时间显示，子钟具备独立工作的能力。 5.9 升旗控制系统5.9.1 系统由电动升旗旗杆、现场同步控制器、后台控制系统等组成，应具备手自动互换功能，保证在自动控制系统出现故障时，可以通过手动控制升旗。5.9.2 系统应具备远程联网控制功能，可实现与场地扩声系统的连接，也可通过中央控制系统实现统一控制。应保证所奏国歌的时间和国旗上升到旗杆顶部的时间同步。5.10 比赛中央控制系统系统主要是为比赛组织者在赛会期间，提供一个为比赛服务的集成控制环境，与建筑设备集成管理系统一起设计。以科技奥运为指导，通过综合布线系统及计算机网络技术，把火灾自动报警及联动控制系统（只监视不控制）、设备监控系统、安全防范系统、公共/应急广播及扩声系统、屏幕显示系统、场地照明及控制系统、计时记分及现场成绩处理系统、现场影像采集及回放系统、售验票系统、主计时时钟系统、升旗控制系统等具有完整功能的独立子系统整合成一个有机体。该系统可根据需要分步实施，所有子系统都要求提供OPC标准接口，以便于随时建立基于OPC的智能集成管理系统。6 应用信息系统应用信息系统为体育赛事组织、场馆运营和物业管理业务提供应用服务数据库、信息集成平台和对外信息门户，提高信息的时效性，实现管理自动化，为管理者提供辅助决策支持，以达到提高效率、节约资源和提高经济效益的目的。设计院只要在前面三个部分搭好基础平台，这一部分在后期由专业公司实施。参 考 文 献中华人民共和国体育总局. 体育场馆智能化系统技术要求(征求意见稿). 北京：2004 中华人民共和国体育总局. 体育建筑智能化系统设计导则(征求意见稿). 北京：2004 Designs of Intelligent System for Olypic Sports BuildingYihong Chen , Fei Gao Architecture Design and Research Institute of South China University of Technology, China, Abstract Based on the requirements of intelligent system for sports building and authors experience of intelligent system fo