指揮中心智能化系統的規劃與建設

牟翔

【摘要】：本文將分享在指揮中心智能化系統設計的經驗，提出指揮中心需建設的各個子系統的設計建議及描述與其他專業的配合問題。

【關鍵字】：指揮中心；智能化系統；配合；效果

Planning and design of intelligent system for command center

MuXiang

Abstract：In this paper， we will share the experience of intelligent system design in command center. This paper puts forward the design proposal of each subsystem of the command center， and describes the cooperation with other majors.

Keywords：Command center， intelligent system， cooperation， effect

現代政府應急類新建建筑中，一般都會包含指揮中心智能化系統的設計。指揮中心是政府部門進行業務部署、維護公共安全、應對突發事件、及時合理處置的重要部門。因此，建立需求合理、系統完善的指揮中心的智能化系統，是保障指揮調度及會議正常進行的關鍵。

然而，在指揮中心智能化系統設計及實施往往處在建筑完成的后期，不可避免地會受到建筑、裝飾、電氣及暖通專業的影響。因此，我們需要在建筑的建設初期就對指揮中心的智能化系統有較好的規劃及設想，才能使得指揮中心的建設更符使用部門的要求，使指揮中心智能化系統發揮最理想的作用。

指揮中心的建設一般包括大屏幕顯示系統、擴聲系統、指揮中心布線系統及網絡系統、分布交互式管理系統（或為矩陣及中央控制系統）、、數字會議發言系統、遠程視頻會議系統（含攝像跟蹤系統）及桌面顯示系統等。

本文將對上述系統在建設過程中遇到的問題及實施重點一一闡述。

1、大屏幕顯示系統

大屏幕是指揮中心的核心系統之一，在應急指揮調度及視頻會議過程中起到關鍵顯示作用。大屏幕的設計形式可以按照建設單位的意圖進行設計。但是無論采用哪種形式的大屏幕，都應注意屏幕空間、屏幕組成、樓板荷載及散熱等問題。

1.1屏幕空間問題

根據采用不同形式的大屏幕，組成的形式也不一樣。指揮中心大屏幕，以DLP拼接、背投拼接或者LED顯示屏為主。如果采用DLP拼接或背投拼接的形式，需要一定的后背空間，以利于散熱及進出維護，大屏下方一般會預留19英寸機架供設備安置，但一些單位可能會因為設備較多需要單獨設立機柜。這里就需要提前和建筑專業溝通，預留足夠的后背區域。特別強調的是，預留的后背區域不應有遮擋物，否則會對大屏幕的后背區域產生不利的影響。

屏幕尺寸的設置，有條件的話不要隨便設置，應盡量保持16：9或4：3的整數尺寸，這樣更有利于日后顯示的效果。這里尤其要注意屏幕的高度。建議在建筑設計過程中根據邊框長寬高、所選屏幕類型的最佳觀看距離及所需要同時顯示的信源路數來設計相應的尺寸，提前做好規劃，更好的配合大屏的實施。

1.2屏幕的組成

由于指揮中心顯示內容的多樣性，因此大屏的布局設置建議采用多種形式的組合。下圖為某指揮中心大屏幕。

如圖所示，該大屏幕中心區域為6×6塊拼接屏組成的核心區域，四周6塊4×4塊拼接屏組成的輔助區域。外圍為2塊LED全彩大屏幕及1塊LED條形屏。其中核心區域用來顯示主畫面，輔助區域顯示次畫面，LED全彩屏顯示調度內容、會議題詞、值班安排、時鐘等信息，LED條形屏顯示會標。

如果受到場地限制沒有設置多種顯示屏的條件，建議至少保留核心區域顯示屏及LED條形屏，滿足基本指揮及會議的要求。

1.3樓板荷載及散熱問題

因為大屏幕有一定的重量，因此設置大屏幕的區域應提前按照規劃好的屏幕計算重量，并提供給結構專業。務必保證設置大屏幕區域的樓板荷載。如果為改造項目，則需要結構專業復核承重問題，必要時采取樓板加固的措施。

大屏幕的發熱量往往不容忽視，因此在大屏的背后區域需要配備散熱設備。建議按照制冷量=屏幕發熱量的標準進行設置，并及時將需求提供給空調制冷專業，甚至應在建設初期組織多個設計專業進行充分的圖紙會審。另外大屏背后的區域，建議不要設置外窗，避免陽光的直射損壞電子設備及增加環境發熱量。

2、指揮中心擴聲系統

由于指揮中心一般主要為會議調度用途，因此建議按照國家會議類一級的標準進行設計，會議類一級標準如下表所示：

等級 最大聲壓級（dB） 傳輸頻率特性 傳聲增益（dB） 穩態聲場不均勻度（dB） 早后期聲能比（可選項）（dB） 系統總噪聲級

會議類一級 額定通帶內，大于或等于98dB 以125～4000HZ的平均聲壓級為0dB，在此頻帶內允許范圍：-6～+4dB；63～125HZ和4000～8000HZ的允許范圍見頻率特性范圍圖 125～4000HZ的平均值大于或等于-10dB 1000HZ、4000HZ時小于或等于+8dB 500～2000HZ內1/1倍頻帶分析的平均值大于或等于+2 dB NR-20

2.1對建筑聲學的要求

首先，應根據GB/T 50356—2005《劇場電影院和多功能廳堂建筑聲學設計規范》推薦合適的混響時間曲線來給建筑或裝飾專業提出混響時間的要求。混響時間曲線如下圖所示：

會堂、報告廳和多用途禮堂對不同容積V的觀眾廳，在頻率500-1000HZ時滿場的合適混響時間T的范圍

混響時間受到裝飾的影響很大，往往在實際指揮中心實施過程中，因為受到各種外界因素或者審美以及裝飾材料的影響，裝飾專業不會首先考慮混響時間，最終導致混響時間過長。如果在大型指揮中心不考慮建筑聲學的影響，盲目的設計最終會導致聲場混亂造成聲音渾濁不清等不良后果。因此，建議在設計前期根據裝飾專業提供的材料用軟件對建設區域進行聲場模擬，根據模擬的建筑聲學效果來考慮采用擴聲系統的類型，如裝飾專業的設計實在難以滿足廳堂建筑聲學標準則要及時反饋裝飾專業進行適當調整。endprint

2.2擴聲系統的設計

現在音箱的種類有很多，為了使指揮中心的擴聲系統可以滿足國家會議類一級的標準，可以采用線性陣列音箱、點聲源或吸頂音箱等多種類型的擴聲系統，以滿足國家會議類一級的標準。但是不同類型的音箱的效果也不一樣，下面將對各類型的音箱做一些比較。

①線性陣列音箱

線性陣列音箱具有角度大、能量強、衰減小等優點。采用線性陣列音箱，可以減小各音箱之間的干擾，因此線性陣列所產生的聲音是非常一致與清晰的。覆蓋聽眾區域的聲音能夠流暢連續地從一個座位傳送到另一個座位，使得整個會場的聲場分布均勻，因此聲場均勻度較好，傳聲增益較強。

但是由于線性陣列音箱是由多個音箱單元組成的，因此音箱數量較多。不同的音箱之間不可避免的會產生聲干涉的問題，會在一定程度上影響聲場的效果。而且因為線性陣列音箱的性質，其音色較同檔次點聲源會稍微差一些。

②點聲源

傳統的點聲源也可以作為指揮中心的主要擴聲系統。因為點聲源一般會有更平滑的頻率特性曲線，因此，其音色更好，音質更細膩些。另一方面，點聲源的應用更容易得到一個清晰明確的主擴聲，更有利于發言擴聲的清晰度，使聽眾聽到更加真實清晰的語言擴聲。從安裝的角度考慮，顯然是單只音箱的點聲源比多只音箱的線陣更加容易安裝和吊掛。

但是由于其衰減較大、音箱單一等特點，造成其聲場不均勻度及傳聲增益比較線性陣列音箱稍差一些。

③吸頂音箱

吸頂音箱則可以避免點聲源聲場不均勻度的缺陷以及線陣音箱音色的問題。但是因為吸頂音箱尺寸及吸頂安裝的特點，導致吸頂音箱的覆蓋范圍很有限。因此采用吸頂音箱必須大面積的安裝，這樣就很難避免吸頂音箱正對話筒造成嘯叫的情況發生。另一方面，如果指揮中心需要調度視頻會議，采用吸頂音箱會使得主席臺領導感覺到遠端發言會場發言人的聲音來自頭頂上方而非對面的大屏幕，會有聲向異常感。

綜上，音箱的設計應根據建筑或裝修專業的場地布局、使用部門的使用特性等各方面進行綜合的考慮，因地制宜開展設計，進行聲場模擬，可綜合運用各種擴聲設備搭配使用。

④和裝修配合的問題

線性陣列音箱以及點聲源一般要采用吊裝或壁裝的形式。因此很容易造成音箱外露影響裝修效果。因此在設計初期就應當將音箱安裝的位置及尺寸提資裝飾專業或建筑專業，預留相應的音柱槽以便音箱安裝。

若采用吸頂音箱，應將音箱點位提供裝飾專業，進行統一合理布局，避免音箱和燈具、消防設備發生碰撞。

音箱的安裝位置避免音箱正對話筒，導致反饋嘯叫。

3、指揮中心布線系統

指揮中心布線主要指指揮中心的音視頻系統、會議系統及其他綜合布線系統。

第一，需要考慮的點位確定及布線種類的問題。應在設計之初對使用單位的系統類別及使用需求進行充分的調研，明確指揮中心所要實現的功能，設備需要的接口類型，再結合裝修布局、市電接入等各方面因素綜合設計各點位及布線走向。

第二，因為會涉及日后根據指揮中心需求的變動，需要充分考慮今后系統擴展所需要增加的線纜。因此建議線槽在滿足綜合布線要求的基礎上，預留一定的空間。

第三，是考慮外部進線及預留。指揮中心一般會涉及外部單位各種信號的接入問題。因此，在考慮外部進線時應以指揮中心為核心，預設與各單位對接的接口，以方便今后的系統擴展及專網接入。

第四，則是專業配合問題。因為指揮中心涉及桌面辦公，會有大量的綜合布線線纜及音視頻線纜需要敷設。因而建議裝修專業可以配合智能化專業設置防靜電架空地板，方便大量的弱電線槽于地板內敷設。為了不影響指揮中心建筑聲學以及美觀效果，可以于防靜電地板上方敷設地毯。

4、分布交互式管理系統（或為矩陣及中央控制系統）

現在的指揮中心，可以采用傳統的矩陣及中央控制系統，亦可采用分布交互式管理系統。但是首先都必須明確需要接入的信號的種類及數量。

4.1分布交互式管理系統

分布交互式管理系統，可以將各種音視頻信號網絡化，管理人員通過觸控終端控制整個音視頻系統，可在終端上進行視頻顯示、預覽和監控現場情況，并具有冗余能力，主機端口互為熱備份。并可以通過系統平臺把音頻、視頻、系統監控和環境控制整合在同一個界面上，無需繁瑣的單獨去控制操作某個系統。采用分布交互式管理系統，可以解決信號預留、兼容等問題，可以更好的對系統進行操作及控制。

但是，由于分布交互式管理系統是基于網絡進行傳輸的，相對傳統方式容易受到網絡問題的限制，例如丟包、延遲、網絡堵塞等，有時甚至會造成系統癱瘓等情況。并且由于這個系統是一個新興的系統，尚未完全成熟，其穩定性仍有待考究。

4.2傳統的矩陣及中央控制系統

采用傳統的矩陣及中央控制系統，最關鍵的就是明確各種接入信號的形式及數量，以明確矩陣端口的設計。并且還得預留一定的接口，如因經費有限無法預留接口，則至少預留充足的擴展機框以便今后擴展。

傳統矩陣系統的優勢則是其是一個成熟的系統，并且因為整個系統均為模擬信號，因而不會出現延遲問題，也不會因為網絡的堵塞造成系統的崩潰。

中控系統需要注意的是，在設計之初應充分調研指揮中心是否有使用手機信號屏蔽的可能性。如有則不應設計無線型的中控觸摸屏，以避免控制信號被屏蔽而無法連接主機。

5、數字會議發言系統、遠程視頻會議系統（含攝像跟蹤系統）及桌面顯示系統

這些系統的建設，需要注意的還是和裝飾專業以及使用部門的配合。例如需要多少個發言單元則必須和裝飾的座位數相對應；視頻會議攝像機的設置如何和裝修的界面完美融合，做到隱蔽而不影響美觀。桌面顯示則是根據裝修確定的主席位及使用部門的需求來確定安裝位置及安裝方式。

指揮中心的視頻會議系統攝像機在設計時建議從三個方面進行考慮。一是會議過程中攝像機是否需要進行推拉搖移，如需要則不建議采用遙控器或中控來控制，而是采用專用廣播級會議攝像機，通過搖桿式控制鍵盤進行現場控制或遠程控制；二是需要注意避免將指揮中心視頻會議攝像機三腳架安裝在架空的靜電地板上，而應直接安裝在靜電地板下的樓板上，否則容易因為靜電地板的微顫而導致攝像機聚焦虛晃；三是主席位攝像機的安裝位置及安裝高度應考慮在會場坐滿觀眾時，特寫取景不被人頭遮擋的情況下，按平視主席臺主位來設計安裝。

結束語

政府部門指揮中心的建設成效，直接影響到應急指揮調度、視頻會議的效果，因此指揮中心智能化系統的建設顯得尤為重要。希望通過本文對即將建設指揮中心的建設單位有所幫助，避免出現因為種種原因導致指揮中心功能不完善的尷尬狀況。

【參考文獻】：

[1]王崢，陳金京，建筑聲學與音響工程-現代建筑中的聲學設計，常用音響設備與器材，2007.9，72-76endprint