援某国体育场项目智能设计浅析

朱吉航

(商务部国际经济合作事务局，北京100036)

1 项目简介

援某国体育场位于该国首都，规划5.5万座，预留5 000座临时座位，建筑面积约8万m2，建设内容主要包括国际田联标准田径场，国际足联标准足球场，观众、运动员、技术设备、广播电视等功能用房，体育智能化系统及室外工程等。项目设计充分结合当地实际情况，综合考虑当地气候、风俗习惯、文化特点、使用需求、绿色环保等方面因素，提高设计质量，提升受援国参与度、满意度。

2 安防系统设计

本项目的安防控制室设在体育场首层消防控制室内，控制室内设有防护措施和内外沟通的通信措施，主干网络采用TCP/IP协议传输。系统设计主要包括安防专用网络、视频安防监控、入侵报警、出入口控制、电子巡查管理、安防专用网络等六个系统。

2.1 安防专用网络系统

安防专用通讯系统采用二级网络架构，即万兆核心交换机、千兆接入交换机的网络形式，主要由服务器、核心网络交换机、负载均衡、接入交换机等设备组成。在数据网络中心设置1台安防专用核心交换机，各层弱电间内设置水平接入交换机。

2.2 视频安防监控系统

本工程视频安防监控系统采用数字网络，实现远程监控、远程管理、网络传输、集中存储等功能，具备视频监视、记录、报警和图像复核等特点，同时又能与出入口控制、入侵报警、火灾自动报警等系统联动。

视频监控系统由前端设备(IP摄像机)、传输介质(安防专网传输)、网络设备(网络存储服务器)及中央控制设备(IP管理平台)等组成。安防控制室内视频画面按照五级损伤制进行设计，要求实时图像显示不低于四级，录像回放画面不低于三级。

本设计采用标清摄像机(电梯采用模拟摄像机＋编码器)作为视频图像采集设备，利用安防专用网络将视频信号传输至安防控制室内。视频传输接入层为千兆交换机，主干与核心均为万兆交换的视频专网。

前端摄像机具体设置:在观众服务区、竞赛管理区的技术用房、新闻媒体区和贵宾接待区、各通信机房等处设置固定彩色IP半球摄像机；在建筑物室外主要入口设置带红外补偿彩色转黑白IP枪式摄像机；沿东西侧马道设置带红外补偿彩色转黑白室外型高速IP全球摄像机对场地和观众席区域进行实时监视。

将安防系统接入楼层交换机，其与IP摄像机之间采用6类UTP线缆，与安防控制室采用单模光纤。数据信号经交换机使用视频解码器解码后可在电视墙上显示，同时通过交换机将所有信号传输给中心管理计算机和相应服务器进行存储，视频信号需保存15天并留有20%余量，录像帧数不少于25帧/s，录像分辨率不低于720P。室内摄像机吸顶或支架安装，室外摄像机的安装高度在4～5m，罩棚下侧的摄像机在马道上安装；所有IP摄像机、安防交换机使用各楼弱电竖井内的UPS集中供电，UPS电源断电后工作时间要大于20min。

2.3 出入口控制系统

出入口控制系统由门禁管理主机(可兼作卡发行器)、打印机、网络型门禁控制器、读卡器、出门按钮、电插锁等组成，管理主机设在安防控制室内。

出入口控制系统采用IC智能卡技术，具备记录、查询、修改资料等功能，记录功能主要包括出入人信息、出入时间及监控门的开关状态等。在奖牌储存室、枪械仓库、消防控制室、重要弱电机房等重要场所设置出入口控制点，需刷卡进入。门禁控制器电源与视频监控系统共用，控制器可联网使用，在网络中断情况下还应单独使用。当发生火灾等紧急情况时，须强制打开防火分区的安全疏散通道电子门锁，确保人员安全有序撤离。

2.4 电子巡查管理系统

电子巡查管理系统采用先进的射频卡技术，根据使用需求管理者直接通过主机设置巡更路线、巡更时间等参数。操作人员将加密读写器作为巡更签到牌，通过路线设置监测点，在规定的时间到达检测点，记录保存在主机内。

3 综合布线系统

本系统与外部网络通信系统相兼容，可提供各种网络通信服务。布线线缆采用光缆和铜缆，支持语音、数据和图像等数据信息通信。

体育场内的综合布线系统分为三个子系统:工作区子系统、配线子系统、干线子系统。

3.1 工作区子系统

主要终端缆线两端均为双绞线，用于连接各种不同的用户设备，光纤信息点前端为光纤，末端为双绞线，信息插座需充分满足各种宽带信号的传输。工作区的设置原则:办公室、会议室按照每8～10m2设一个双孔信息点；主席台、新闻发布厅、媒体工作区、更衣室、各功能用房、管理和设备用房根据需要设置信息插座；在电视转播机房、计时记分及成绩处理机房设置光纤信息点；在新闻发布厅、拳击俱乐部、咖啡厅设置无线接入点。所有出口配有标准的RJ45信息插座，根据装修需要确定终端点的安装方式及安装位置。

3.2 配线子系统

为保证通讯的质量，信息插座选用标准的6类RJ45插座，6类非屏蔽线缆配线长度不大于90m。整个水平信道提供 250MHz的带宽，可支持1 000Mbps的传输速率。

3.3 干线子系统

本系统主干线缆分为光缆和铜缆。光缆主干线具有通信容量大、抗干扰、体积小、重量轻、衰耗小等特点，主要用于数字信号的传输。铜缆主干线主要用于语音信号的传输，采用3类25对大对数UTP线缆，铜缆根数的设计原则为每个语音信息点配置1对线缆，设有一定冗余量，便于后期的维护。

4 专用设施系统

4.1 信息显示和控制系统

本系统的专用显示屏控制室设置在体育场西侧看台，在体育场南北看台共设置三套显示屏，其中南看台设置1块主屏，尺寸为17.024m×10.752m，北看台设置2块副屏，尺寸为12.544m×6.272m。根据受援国当地环境情况，屏幕具有防水、防潮、防盐雾、防腐蚀、防风、防尘等特点。全彩色显示屏采用模块化结构，方便重新安装和拆卸，具备像素共享和单点色度亮度校正技术。本系统可与扩声、计时记分、成绩处理、综合布线、有线电视等系统通讯联接，可实时显示比赛画面、标准时间、天气、新闻时事和各种宣传等信息。

4.2 场地扩声系统

体育场是进行体育文化交流的重要场馆，在比赛、庆典活动和大型演出要保证语言清晰、音乐明晰饱暖、不受噪声干扰，在声场均匀一致的情况下有较好的频响宽度及较小的失真响应。

扩声系统由扬声器、功率放大器、数字音频处理器、调音台、话筒、音源及重放设备组成。系统在西侧看台4层设置专用扩声控制室，内设置数字调音台、控制主机、音源设备、智能音频处理设备、核心光纤交换机等。东西看台5层共设4个扩声功放间，每个功放室配置了1套模拟功放和1套数字网络功放。数字网络功放具有网络音频传输接口，通过网线联网即可进行远程监控、延时、高低通滤波、程序预设、温度检测等功能，同时内置遥控功能和强大的DSP处理功能，使系统的监控和调试更加方便。

由于本项目占地面积较大，观众席位较多、分布广，音频信号传输距离远等特点，设计中选用56只4×8″曲线阵列全频音箱作为该观众区域的主扩声，在观众席前上方均匀分布，东、西两侧马道下吊挂安装。场地扩声音箱使用16只4×8″曲线阵列全频音箱，在东、西两侧马道下吊挂安装，声场向场地覆盖，保证场馆的声场均匀度达到标准要求。

本系统与公共广播系统相互独立，两系统之间设置联络线实现同步播音。同时本系统设置音频接口，当发生火灾或其他紧急突发事件时，为便于人员的疏散，消防控制室内工作人员须将扩声系统广播切换为应急广播。

4.3 标准时钟系统

标准时钟系统是相关系统的标准时间源，其机房与数据网络中心合用，为裁判员、工作人员、运动员等相关人员提供统一的准确时间。标准时钟系统由时间接收装置、中心母钟、NTP服务器、子时钟、管理控制计算机系统等部分构成，采用GPS(全球卫星定位系统)和BDS(北斗卫星导航系统)中的时标信号组成双时钟源，提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号，并对母钟内的时钟信号源实时校准。

5 结束语

结合受援国当地实际情况，了解使用者需求，将我国规范和技术标准与当地习惯做法相融合，秉承绿色、环保、节能的设计理念，选用当地常用材料，充分考虑建成移交后使用者的维护和管理，体现我国设计水平，提升援外综合效应。