大剧院智能化系统关键技术的应用

2016-08-25王小安

现代建筑电气 2016年7期

关键词：电视转播无线智能化

王小安

(华东建筑设计研究总院, 上海　200002)

大剧院智能化系统关键技术的应用

王小安

(华东建筑设计研究总院, 上海200002)

结合江苏大剧院实例,介绍了大剧院智能化系统的设计内容,明确了大剧院专用系统应有的设计要求,主要阐述了大剧院智能化系统关键技术的应用,重点介绍了几个智能化特殊子系统的设计,以期为类似的观演建筑智能化系统设计提供参考。

大剧院; 智能化系统; 计算机网络系统; 网络高清直播系统; 电视转播系统

0　引　言

近年来,全国许多地方都开始建设城市标志性的大型公共文化设施,以满足人民群众多方面、多层次的文化需求。为高雅艺术和大型演出提供平台的大剧院投资成本巨大,建筑主体求新求异,但如何建设大剧院智能化系统还需进一步探索。为此,本文结合江苏大剧院项目,阐述了大剧院智能化系统关键技术的应用。

1　工程概况

江苏大剧院项目基地净用地面积约为19.663 3万m2,总建筑面积为260 862.9 m2,建筑高度为47.185 m,地上7层,地下1层,包括2 290座歌剧厅、991座戏剧厅、1 487座音乐厅和2 700座大综艺厅、774座小综艺厅、300座多功能厅以及附属配套设施。该大剧院建筑在满足使用功能的同时,按照三星级绿色建筑标准进行设计。

江苏大剧院效果图如图1所示。

2　智能化系统关键技术的应用

江苏大剧院智能化系统设计总体构架包括1个总的通信网络中心(设于商业区1F)、1个消防安保控制中心(设于歌剧厅1F),再结合该大剧院的功能特点,在戏剧院、音乐厅、综艺厅和商业区分别设置独立的消防安保分控中心以及电视前端机房等,并分别建立服务各功能区的智能化系统[1-2]。

图1　江苏大剧院效果图

本文从计算机网络系统、观演厅内部无线接入点(Access Point,AP)系统、观演厅手机信号屏蔽系统、网络高清直播系统、电视转播系统、电子票务系统、多媒体会议系统、智能化系统集成等方面介绍了该大剧院智能化系统关键技术的应用。

2.1计算机网络系统

计算机网络系统担负网络高清直播、票务处理、信息发布、远程视频会议、办公自动化、财务、物业管理、视频点播、安全防范等任务,是智能化信息通道及系统集成的纽带。

计算机网络拓扑结构如图2所示。

图2　计算机网络拓扑结构

计算机网络系统分为办公内网、外网和设备网。

(1) 办公内网承载OA系统、会议系统、售检票系统、网络高清直播等剧院日常办公的IT业务系统。

(2) 外网对用户提供网络接入服务,以无线网络为主,重点考虑售票处、休息区、剧场、公共区、商业区等用户可能长时间停留的区域。

(3) 设备网承载视频监控、防盗报警、多媒体信息发布等业务系统,直接与IP摄像头、入侵报警系统、楼宇设备监控系统、LED屏幕等基础设施相连,安保总控中心集中存储视频监控数据。

计算机网络规划如图3所示。

2.2观演厅内部无线AP系统

观演厅内部空间高大,观众席多为阶梯状,天花板高度达15～20 m,处于普通无线AP的覆盖半径的边缘区域,即无线接入设备距离天花板布置的无线AP距离过远,存在较大的信号衰减;观演厅面积大,单位时间内通过AP实现接入的设备数量巨大,对无线AP设备的带宽、AP系统的网络架构设计都有较高的要求。以下就这两方面进行研究,并采取不同的解决措施。

图3　计算机网络规划应用

(1) 增加天线部署,保证信号优良。大型观演厅AP布置示意如图4所示。

(2) 设计减少同频干扰的技术措施。在无线通信系统中,为了提高频率利用率和增加系统的容量,常采用频率复用技术。在相隔一定距离的给定覆盖区域内存在许多使用同一组频率的小区,这些小区称为同频小区,它们之间的干扰称为同频干扰。为减少同频干扰,在实际观演厅项目设计中,采用蜂窝式无线覆盖、Z轴空间信道规划、高密度区域的无线覆盖、强指向区域的无线覆盖等措施。

图4　大型观演厅AP布置示意

2.3观演厅手机信号屏蔽系统

根据观演厅手机信号屏蔽系统设计原则和观演厅的实际环境,定量分析整个观演厅内通信频段、手机信号强度和分布等情况,以便配置各区域屏蔽设备型号。

(1) 正确处理屏蔽强信号,减小对外干扰。

(2) 采用时隙同步跟踪TD导频信号。

(3) 频域点面结合覆盖技术,扫频与点频相结合。

(4) 以室外大面积屏蔽为主,室内屏蔽只作补充。

(5) 充分控制各种天线水平/垂直角度和距离。

2.4网络高清直播系统

网络高清直播系统是基于观演建筑的网络系统及3G、4G视频、高清视频服务器于一体的视频直播平台,系统整体分为直播系统和视频点播平台两大模块。直播系统包括直播、直播转发、录制自动发布,视频点播包括资源点播、资源编目、远程上传子系统等。

2.5电视转播系统

为满足电视直播的需求,在歌剧厅、戏剧院、音乐厅、综艺厅内预留电视转播接口和线缆的预埋通道,每个观演厅内预留摄像机接口,满足电视转播现场摄像图像采集的需求。每个观演厅均设置电视转播机房,现场转播箱的所有接口线缆、光缆均汇聚至该机房,再引到现场的转播车。一般电视转播不建固定的视频系统,直播拟通过转播车系统来完成。

电视转播系统构成示意如图5所示。

2.6电子票务系统设计

电子票务系统以通道验票机为终端,对售票/检票过程实施电子化、自动化、网络化的计算机综合管理,涉及条码卡门票制作、发票售票系统、网络售票、自动售票、自动验票、通道验票系统、资源开发决策系统及财务系统等。

图5　电视转播系统构成示意

检票设备采用自动检票机和无线手持检票机相结合,可与网络售票系统联网,也可以离线式检票,在规定时间内系统能识别与控制二次、三次进站场的客票,并作出信息处理。

2.7多媒体会议系统

该大剧院内设置有各种类型的会议室、多功能厅,在功能上满足大型会议、文艺演出和室内综艺娱乐活动的需要,实现发言、扩声、签到、表决、同传、视频、摄像跟踪、电视直播、录音录像、远程会议、舞台灯光、舞台机械、手机信号屏蔽、电影、会务管理、电影放映等功能[3-4]。

多媒体会议系统配置如表1所示。

会议各子系统功能要求:

(1) 发言系统。发言系统满足参会人的发言和演出、合唱等功能要求,采用模拟发言系统,同时配置演出专用有线、无线话筒和合唱专用话筒。

表1多媒体会议系统配置

功能类型座位数量数量会议发言会议扩声会议签到会议表决电子票箱同声传译摄像跟踪远程会议会议录播视频显示集中控制灯光系统手机屏蔽会务管理3D数字电影4D数字电影一般电影大会议厅30001√√√√√√√√√√√√√√中型会议室9001√√√√√√√√√√√√√国际报告厅9001√√√√√√√√√√√√√√高档会议室1301√√√√√√√√√√√讨论室11505√√√√√√√讨论室210015√√√√√√贵宾接待室2010√√√√多功能厅8001√√√√√3D影院501√√√4D影院501√√√电影院1502√√√电影院21503√√√

(2) 扩声系统。观众厅主扩声系统采用左右通道+中央通道+超低音+环绕扩声方式,扩声系统中扬声器的选用应按照GB 50371—2006《厅堂扩声系统设计规范》中规定的多用途类扩声一级指标为标准。

(3) 签到系统。智能签到系统通过无线射频识别技术,实现远程读卡。

(4) 会议表决系统。会议表决系统实现议案管理、投票表决管理功能,并支持在会议进行期间对议案、议程和其他与会议相关的内容进行现场修改。每次会议所表决的所有议案、出席人数、表决结果、表决时间应及时存入本地数据库和会务管理中心核心数据库中,并可以导出备份或输出打印。

(5) 电子智能投票箱。在选票投入时,通过电子智能投票箱内部的高速图像扫描设备获取选票的影像信息,并根据影像信息分析阅读选票上的内容,再将影像信息和识别结果发送给投票站的终端计算机,然后通过网络传输到选举委员会的总服务器,完成选票的汇总分析。

(6) 视频摄像跟踪系统。摄像机可自动对准发言人进行摄像,并将摄像画面传送到任意指定显示设备,同时也可手动控制,并可实现多台摄像机之间及摄像机与视频信号之间的快速切换。

(7) 音/视频采集编辑系统。所有会议室采用一套网络音/视频采集编辑系统,统一对各会议室的音/视频进行录播。

(8) 远程视频会议系统。视频会议系统由视频会议多点控制单元、视频会议终端、摄像机等组成。远程视频会议系统包含一个视频会议主会场及多个分会场,各会场分别与中心有2 m的同步数字体系(Synchrnous Digital Hierarchy,SDH)专线线路,另有公网虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN)线路作为备份。各会场终端通过专线网络接入位于运行中心的视频会议多点控制单元,满足远程视频会议的需求。

(9) 同声传译系统。系统由同传中央控制器、红外发射主机、红外发射板、译员机、同传翻译间、同传耳机(代表接收单元)等组成。译员机和翻译间的数量根据会议语言数来确定,同传耳机根据参会人数来定。

2.8智能化系统集成

利用综合布线系统、计算机网络的以太网技术,配合开放式网络协议,构成(设备)管理通信网络平台,以供建筑物内的建筑设备监控系统、安防系统(含视频安防监控、门禁、巡更及防盗报警子系统、停车场管理系统) 及消防系统等机电设备之用,达到智能化系统集成的目的。

(1) 系统构架。集成管理系统监控和管理的对象包括建筑设备监控系统接口、能源计量系统、安全防范系统、火灾自动报警系统、公共及应急广播系统。根据各类设备所要完成的功能,建筑自动化管理系统由对应的各分系统组成,它们相对独立工作,完成各系统的监测和控制任务。

(2) 智能集成系统的功能。

① 建立统一的实时数据库,实现各子系统的无缝集成,通过中央站完成剧院内的设备监控、管理、数据采集、联动控制和图像监视等功能[5]。

② 对大剧院内机电设备进行数据处理,提供其运行曲线、时间累计、报表。

③ 提供有关剧院内能源消耗统计、设备运行及维护指南、设备安装位置及数量等相关数据。

④ 具有综合查询功能。可迅速检索某信息点所在区域平面图,也可通过图形名称来检索该图形中若干信息点,如以时间检索报警点状态,以传感器或探测器类型检索设备状态,以时间检索持卡人进出控制通道记录。

⑤ 提供各类专门报告书。如按分区提供电能用量信息,作为财务核算的依据,为管理提供相关资料。

⑥ 具有远程通信接口,管理者可通过节点与集成系统主机的通信,对大剧院进行远程监控。

3　结　语

对江苏大剧院智能化系统关键技术的应用进行了研究,体现了观演类建筑的智能化系统设计中个性方面的需求。观演类建筑的核心功能可以概括为“观”、“演”、“管”三个方面,需在这些方面结合智能化设施系统进行有效的管理,从而为观众提供良好的欣赏演出的安全场所,满足观众在观演活动中的信息需求,为演员提供符合演出需要的临时业务工作场所,为管理人员提供功能完善的智能集中管理,满足管理公司对演出管理活动硬件和软件上的需要,有利于管理公司的经营,并能为演播厅的盈亏、管理决策提供必要的条件和设施。

[1]智能建筑设计标准:GB 50314—2015[S].

[2]民用建筑电气设计规范:JGJ 16—2008[S].

[3]电子会议系统工程设计规范:GB 50799—2012[S].

[4]会议电视会场系统工程设计规范:GB 50635—2010[S].

[5]剧场建筑设计规范:JGJ 57—2000[S].

Key Technologies Application of Intelligent System for Grand Theater

WANG Xiaoan

(East China Architectural Design & Research Institute, Shanghai 200002, China)

Combining by Jiangsu Grand Theater as an example,this paper described the design contents of intelligent system for grand theater,and explicated the design requirements for its dedicated system.The key techonologies application of intelligent system for Jiangsu Grand Theater were mainly discussed,and a few special intelligent subsystem designs were focused on.It can provide references for intelligent system design of similar building.

grand theater; intelligent system; computer network system; network high-definition broadcast system; television relay system