主题乐园花车巡游线路音响系统设计

罗斐

【摘 要】 介绍万达哈尔滨主题乐园花车巡游音响系统中巡游线路音响系统的构成、设计要点、还音系统、无线控制网络等。

【关键词】 主题公园；花车巡游；巡游线路音响系统；系统架构；设计要点；信号传输；无线控制

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.01.005

The Design of the Parade Line Sound System in Theme Park

-Take the Parade Line of Wanda Harbin Theme Park as the Example

LUO Fei

（Wanda Cultural Tourism Planning and Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100022， China）

【Abstract】The parade system was summarized in this paper， and composition， design essentials， audio system， wireless control network etc of the parade line sound system were introduced .

【Key Words】theme park； parade； parade line sound system； system architecture； design； signal transmission； wireless control

近年来，中国文化旅游产业快速发展，主题乐园的投资建设逐渐增多，花车、花船等巡游类演出因其投资少、聚客能力强、能够带动二次消费等优势，已经成为主题乐园的热点。在很多的整体公园中都设有花车巡游表演项目，总体上，花车巡游线路音响系统的设计基本类似。因此，笔者仅以万达哈尔滨主题乐园（以下简称“主题乐园”）花车巡游为例，对整个花车巡游的线路音响系统进行梳理。

1 花车巡游概述

花车巡游系统由一定数量的花车（含车载音响系统）、巡游线路音响系统以及花车库等相关附属设施组成。一般花车巡游时间控制在半小时内，花车巡游线路长度设置为500 m～600 m，花车巡游时速约10 km/h，巡游队伍通常可以编入10台花车。花车的具体尺寸和数量根据巡游线路、节目编排而调整确定，并考虑一定数量的预留。

花车巡游音响系统包括车载音响系统和巡游线路音响系统两大部分。笔者重点阐述巡游线路音响系统的设计和设备选型。

2 巡游线路音响系统设计

以万达哈尔滨主题乐园花车巡游为例，巡游路线及机房设置如图1所示，花车巡游起始于A处，沿巡游线路，从B处进入后勤区，巡游线路长约550 m，花车控制室设置在C处，并分别在C1、C2、C3、C4处设置功率放大器和信号机柜。

2.1 系统构架

花车和巡游线路上的无线AP（Access Point，接入点）共同构成一个无线网络，中控系统通过无线网络覆盖整条巡游线路。巡游线路和花车上都设置了还音系统，且与中控系统连接。操作人员在花车线路、控制室等无线网络覆盖的范围内可以自动或手动向线路音响系统和车载音响系统发送控制音乐内容播放的控制信号。

为进一步实现智能化控制，并减少因沟通不及时等问题造成的人为操作失误，当花车到达指定的表演区域，安装在花车上的定位设备实时将位置信号发送给中控系统，中控系统收到位置信号，根据预设编程自动发送控制信号给线路音响系统和车载音响系统，同步播放预设的音乐。信号流程见图2。

2.2 设计要点

（1）主要的观众听音区域在巡游道路及兩侧向外延伸2 m的范围内。听音区域内要求有足够的、均匀的声压级覆盖。巡游线路上的典型背景噪声值为60 dB，巡游音响系统的声压级需要比背景噪声高30 dB以上，这样游客会得到比较良好的声音体验。巡游扬声器的设置除了考虑声音效果之外，还与园区的建筑、景观、动线息息相关。国内外没有花车巡游音响的标准可循，大多数乐园的花车都是参照公共广播或体育场电声相关标准。本项目在万达已开业主题乐园和国内外其他主题乐园的总结和经验的基础上，电声设计指标确定为巡游线路中心线上的最大声压级在额定通带内不劣于95 dB；1 kHz、4 kHz时，大部分区域不均匀度小于等于14 dB。该指标既能达到比较良好的声场，也能兼顾景观效果和成本。

（2）花车线路较长，从花车控制室设置单一功率放大器机柜向外辐射，功率放大器至单个扬声器之间的距离最长至300 m，线路损耗过大。为保证较好的音质，在主题乐园的室外项目中，扬声器线路损耗不应大于0.5 dB。本项目采用2×4平方的扬声器线缆，扬声器阻抗8 Ω，功率放大器至扬声器之间传输距离不应该超过122 m（122=，公式中0.5为线路允许损耗值，0.004为线缆每米阻抗值，8为扬声器匹配阻抗值）。整个线路上设置四处功率放大器机柜，保证每台功率放大器与对应扬声器之间的线缆不超过80 m。

（3）功放中的某些元器件在低温环境下，电特性指标变化较大，考虑到哈尔滨冬季温度低，系统采用无源扬声器，并将功放设置在附近的房间或机柜内，保证功放工作时的环境温度不低于零度。

（4）为保证控制信号及时有效地传递，需要建设良好覆盖、可靠接入、低延时的无线网络。花车上有移动的无线AP，线路上有固定安装的无线AP，多个无线AP构成一个无线网络。采用网状（Mesh）无线网络，可以保证花车上移动的AP与线路上固定安装的AP实时进行可靠的通信。

（5）巡游线路扬声器应与园区景观、包装风格协调一致。

2.3 线路扬声器的设置

为保证有足够的声压级和均匀度，线路上共设置了42只全频扬声器和20只低频扬声器，全频扬声器均匀分布在景观灯杆上，每个灯杆设置1只全频扬声器，每隔一个灯杆设置1只低频扬声器，交叉覆盖路面，相邻两只全频扬声器的距离不超过20 m，见图3。

考虑到安全伸臂距离，扬声器下沿距地3.5 m；为适应当地气候，扬声器储藏温度达到零下75℃，工作温度达到零下20℃。主题乐园花车巡游所采用的扬声器参数要求详细见表1。

2.4 音频信号的传输和分配

音源的选择根据节目编排而定，一般采用16路多轨播放机或音频工作站可以满足节目需求，音源信号进入数字处理器后，打包成DANTE信号输出至光纤交换机，园区内敷设专用的光纤交换网络，将花车控制室内的DANTE信号传送至图1中C1、C2、C3、C4处的光纤交换机，交换机直接将DANTE信号传输至功率放大器，系统采用带DANTE输入的多通道数字功率放大器，保证每只扬声器输入独立的音频信号源，便于分区和编组。

2.5 无线控制网络

简单的花车巡游没有控制网络，通过预先排练及内通对讲系统实现简单的沟通。为提升花车巡游的品质，目前国内外大型花车编队均采用控制网络和定位技术结合的方式，来实现复杂的节目编排。

花车编队一般会在巡游线路上指定三到四处表演区域，当花车行驶至表演区域时，花车定位设备将位置信息发送给中控系统，根据预先设定好的程序，中控系统同步发送控制信号，触发花车车载音响系统播放以及线路音响系统分区播放。表演区域的线路音响系统与车载音响系统播放相同的编曲，表演区域之外的线路音响系统播放不同的编曲。

花车控制室以及需要定位和音源播放的花车均设置1台中控主机，用于接收定位信号和触发音频信号的播放、停止等控制操作。考虑到冗余和安全，还需要在控制室内设置1组手动控制按钮，在触摸屏或移动控制终端无法启动的情况下使用。

中控系统的信号通过无线网络进行通信。花车上设置的无线AP需要移动，要保证多个移动无线AP实时地传输控制信号。经过分析论证，采用了IT技术中比较新的一种组网方式：Mesh网络。传统无线网络的拓扑结构都存在中心节点，中心节点通过单跳链路连接，不太适合于有多个移动物体、低延时的应用。Mesh网络结构是多点到多点的拓扑结构，点与点之间可以选择最优路径，自动构建路径，符合花车巡游的应用特点。

Mesh网络的概念如图4所示，花车在线路上移动，与周边的AP网状连接，即使一个连接断开，其他的连接继续维持，在巡游线路上提供不间断的、可靠的无线网络。

沿花车线路共均布8个POE（Power Over Ethernet）供电的AP点，为保证信号的覆盖，相邻AP点位之间的距离在无明显遮挡的情况下不大于50 m，AP点架设的高度在5 m以上。花车共12台，其中6台设置AP点。花车巡游中，共14个AP点构成无线Mesh网络。

2.6 定位系统

定位系统可以采用RFID、GPS或两者相结合的方式。RFID定位的信号比较稳定，但前期土建预留预埋要求较高；GPS定位比较灵活，前期预留预埋少，但容易受天气的影响。这两种技术本身都比较成熟，但在巡游类项目中的應用还处于尝试阶段。具体两种定位技术的实现细节在笔者另外的文章中讨论，本文不再赘述。主题乐园巡游线路音响系统的设计选用了RFID定位技术。

3 供电要求

在实际项目实施中，供电也是不可忽视的重要因素。巡游音响系统采用独立供电的清洁电源。如与其他系统共用变压器，应增设隔离变压器或有源滤波器，且不可与景观照明共用配电箱，否则会带来电能质量问题，对音频信号会造成一定影响，也给运营分工管理增加了难度。为保证信号源和控制信号的安全，控制室的中控、音源、网络设备应设置不间断电源，考虑到抑制谐波，不间断电源选型采用12脉冲。花车控制室和功放机柜点位设置独立的单点接地，接地电阻不大于2 Ω。本项目中，根据实际的机电和土建条件，在花车控制室设置了1台容量为100 kVA隔离变压器，1台5 kVA的12脉冲不间断电源，以及一个阻抗1 Ω的独立接地端子。

4 经验总结

本项目已经完成安装调试，系统运行良好，声音效果能较好地保证花车表演的氛围要求。同时，笔者有了以下经验：（1）花车巡游音频文件多以无压缩的WAV格式为主，作为唯一音源的多轨机不仅要支持MP3格式，也要支持WAV格式；（2）无线AP的布置要考虑乐园中的建筑、大型游乐设备、景观树木的遮挡，和其他专业进行合图布置，并考虑适当的预留；（3）花车控制室要接入巡游线路上的视频监控画面，监控整个花车巡游的运行。

以上对花车巡游音响系统进行了概述，介绍了巡游线路音响系统构成、设计要点、还音系统、无线控制网络等。花车巡游音响系统是音频技术、IT组网技术、定位技术相结合的应用，值得关注和探讨。