體育場智能化弱電系統設計

中信集團武漢市建筑設計院 肖 冰

引言

隨著我國體育事業的飛速發展，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蓬勃興起。在此結合現代化體育建筑設計電氣專業弱電系統的特點、需求，對體育場智能化弱電系統設計要點進行探討。

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。東西看臺在一、二層看臺間設有高級包廂，主席臺位于西區二層看臺前排，記者席設于主席臺二側前端。南北向長296m，高38.7m，東西向長263m，高54.6m，由56根Y型柱鋼結構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構，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施均按照國際足聯、國際田聯最新標準設計。

2 設計內容與范圍

由于建設方要求將體育場建成集體育競賽和商業活動為一體的現代化體育場所，在實現體育競賽和場內管理自動化的前提下，同時也為社會提供盡可能優越的應用場所，最大限度的創造社會效益和經濟效益。因此，其智能化弱電系統設計是一個十分復雜的系統工程。

首先應依據國家相關規范，結合建設方使用需求，確定智能化弱電系統設計內容。

本工程智能化弱電系統設計內容包括：

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

為運動會務設置：廣播、擴聲與會議系統、攝像轉播系統、有線電視和衛星接收系統、IC卡電子檢票系統；

為信息通信設置：通信網絡系統、計算機網絡系統、綜合布線系統；

為安全防范設置：火災自動報警及消防聯動控制系統、安全技術防范系統；

為物業管理設置：建筑設備監控系統。

3 弱電系統設備機房的設置

體育建筑智能化弱電系統宜按子系統功能分類合并設置設備機房，在符合現行設計規范的同時，還應滿足國際足聯、國際田聯的相關要求。

本工程智能化弱電系統控制中心設于體育場南區一層，內含計算機網絡機房及電話交換機房、安防監控、建筑設備監控機房、有線電視前端設備機房等，消防控制室單獨設置，與智能化弱電系統控制中心相鄰。電子顯示屏系統控制室與計時記分系統中的顯示系統控制室合設于體育場西區三層，主擴聲控制機房與電子顯示屏控制室相鄰，廣播、電視轉播機房設于體育場南區一層，體育競賽綜合信息管理中心設于體育場西區一層。

4 各主要弱電系統設計要點

4.1 主計時時鐘系統

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

(1) 電子鐘直徑：與主顯示屏協調一致；

(2) 指針式夜光鐘：顯示標準時間，走時精度：0.1s/d；

(3) 六位模塊數字鐘：田賽比賽時可與競賽計時器、發令槍等聯動，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

根據體育場比賽需要及建設方的要求，在場內設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。主顯示屏機房設在體育場南側，可接收及顯示計算機室發送的信號。顯示內容廣泛，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。

電子顯示屏系統應與計時記分及現場成績處理系統、有線電視系統、綜合布線系統、計算機管理系統等相聯。

電子顯示屏系統的控制室和計時記分系統中的顯示系統控制室合用，設在體育場西區三層。

4.3 計時記分及現場成績處理系統

計時記分系統是體育比賽最基本的技術支持系統，擔負著所有比賽成績的采集和基本處理?，F場成績處理系統則是緊隨計時記分系統之后對相關比賽成績做進一步的處理和多種信息服務。

計時記分系統是電視轉播系統最主要和直接的信息資源提供者，與各比賽現場都有著直接的連接。

計時記分系統從比賽現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、現場成績處理機房。

4.4 體育競賽綜合信息管理系統

體育競賽綜合信息管理系統是運動會組織、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。系統設計應實現先進性、可靠性、開放性、標準化及系統的可持續發展性。

4.5 仲裁錄像系統

當比賽發生爭議時，提供仲裁的聲像資料。

4.6 廣播、擴聲與會議系統

根據體育場功能及消防的需要分成多個廣播分區，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、包廂部分設置音量開關，即可以收聽背景音樂，又可以播放業務廣播、緊急廣播。廣播與背景音樂合用系統。

擴聲系統設置用于場外擴聲和技術用房通知擴聲的接口。在工作用房和走道內均設3W揚聲器進行業務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、場外進行消防緊急廣播。

擴聲系統主要包括主擴聲系統（亦稱固定系統）和流動演出擴聲系統兩部分。其中主擴聲系統主要為體育比賽服務。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。擴聲系統應保證觀眾席和比賽場地及有關技術用房內有足夠的聲壓級，聲場均勻，同時要求聲音清晰、明亮、自然。流動擴聲系統要求系統的動態范圍大，聲場覆蓋均勻，頻率相應好，失真小，同時要求 聲音豐滿、清晰、有力度、有層次。

根據體育場看臺和挑棚的結構特點，揚聲器系統采用了集中與分散結合的方式。在主席臺上方設置4只大型號筒覆蓋東看臺，并在東看臺上方設置3只18"低音揚聲器，以保證聲向的一致性；主席臺兩側采用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，結構安全，操作方便，維修容易，抗風防雨，性能可靠。每個音箱均有吊裝支架，在挑蓬內預留安裝檢修馬道及音箱吊裝支架連接部件。

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

在體育場新聞發布廳、會議中心等處設置會議及同聲傳譯系統。

4.7 有線電視和衛星接收系統

為滿足電視轉播及運動員、觀眾的休息，包廂、娛樂的功能要求，在體育場內設置有線電視和衛星接收系統，有關房間、包廂、休息廳等處設置電視終端用戶盒。除設有接收本場電視轉播的輸入接口外，還預留接收當地有線電視臺的電視節目的接口。系統前端設于南區一層智能化弱電控制中心。

4.8 IC卡電子檢票系統

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

4.9 通信網絡系統

本體育場設置固定通信網絡系統、移動通信網絡系統。固定電話總機采用模塊局，負責體育中心內外通訊。從當地市話局引入用戶光纜。移動通信系統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置兩個機房，機房需通過光纖管道連接到公共傳輸網絡和體育場內其他技術機房。

4.10 計算機網絡系統

計算機網絡系統是體育場各種信息流的支撐系統，利用先進、成熟的網絡互連技術，構造高速、穩定、可伸縮的計算機網絡平臺，能對來自體育場內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。根據體育場的功能和運營模式，建立兩種網絡，一個是以信息傳輸為主的信息網，一個是以對體育場各種運行的機電設備進行監控為主的工控網。

4.11 綜合布線系統

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

考慮體育場計分、比賽成績統計與發布等工作要有高科技的計算設備，系統布線全部為物理星型拓撲結構、點到點的端接。所有設備的開通及更改均不需改變系統布線，只需增減相應的網絡設備以及進行必要的跳線管理。且當任何一條線路發生故障時，均能不影響其他線路的工作。

4.12 火災自動報警及消防聯動控制系統

根據本工程使用性質、火災危險性等分類，屬于一級保護對象，火災自動報警及消防聯動控制系統設計按總體保護方式，采用集中報警系統。

消防控制室設于南區一層，消防報警設備采用智能型火災報警系統，控制室內設集中火災報警控制器及消防聯動控制系統、電腦圖形顯示系統、火災應急廣播系統、消防專用電話系統等。消防控制室根據火警信號，由軟件編程聯動相應設備動作，并將各動作信號返回消防控制室的聯動控制柜，在消防控制室也可以人工指令緊急啟動有關設備動作。

在辦公、設備用房、包廂、走道、休息廳等處設感煙探測器，柴油發電機房、廚房設感溫探測器，適當位置設手動報警按鈕、聲光報警器。

消防控制室接到火災報警信號并經確認后，火災報警系統自動報警并且通過消防聯動控制系統發出一系列指令：自動啟動消防泵和加壓風機、打開相應防煙分區的加壓送風口和排煙口、關閉空調和送風機及相關防火分區的非消防電源、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、下層的火災應急廣播。

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

4.13 安全技術防范系統

體育場設置入侵報警、視頻安防監控、出入口控制、電子巡查、停車場管理系統，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控。安防監控室設在南區一層智能化弱電控制中心。

視頻監控系統設備包括主控電腦、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、視頻字符發生器、彩色專業監視器、大屏幕監視器、穩壓電源等。

前端設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。另設有智能三技術探測器和手動報警按鈕。

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

在室外停車場設置停車場管理系統，對進出的車輛進行智能管理。

主控部分設備：中央控制器、停車場收費系統管理軟件、系統操控工控機、報表打印機。

前端道口設備：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。

系統具備以下功能：

（1）出、入口票據核實，自動區分月票、臨時票據等，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；

（3）出入柵門自動控制；

（4）入口處設空車位數量顯示；

（5）使用過期票據報警；

（6）非本停車場票據報警；

（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）出票機內票據不足報警。

4.14 建筑設備監控系統

根據體育場的功能及便于管理、維護的需要，設置建筑設備監控系統。該系統可對體育場的供水、排水、冷水、熱水系統及設備、空調系統及設備、供配電系統及公共區域照明進行監視及節能控制。

本系統監控中心設在南區一層智能化弱電控制中心，對體育場的設備進行監視和控制。并在冷凍機房、變配電所等處設控制分站，分別對冷水系統、空調設備及供配電設備進行監視和控制。

系統具備設備的手/自動狀態監視，啟?？刂啤⑦\行狀態顯示、故障報警、溫濕度監測、控制及實現相關的各種邏輯控制關系等功能。

系統組成：本系統是以工作站為核心，與設置在各監控現場的各類控制器組成的集散式樓宇控制系統。系統采用多層網絡結構?？刂破骺蓪崿F現場/遠端遙控，便于整個系統管理簡捷、操作方便。

5 其他

為配合場地內各種比賽用信號通訊和電視轉播的需要，在場地內預留接線盒和套管，并組成環路連通。電信專業與電氣專業線路同溝敷設，局部電信專業線路采用管道或直埋敷設。