建筑智能化系统在体育场馆的应用

2021-03-31陈列强

建材世界 2021年5期

陈列强

(恒锋信息科技股份有限公司，福州 350000)

在新一代信息技术的推动下，智能体育场馆在向智慧体育场馆升级的过程中不断发展和完善；建筑智能化系统作为智慧体育场馆的配套基础，不仅具备建筑智能化单系统功能，还能基于综合管理平台的应用，具有感知、传输、存储、学习、推理、预测和决策的综合智慧能力[1]。

1 智慧体育场馆智能化系统组成框架

总体架构分成三层:物联网感知层、支撑层、应用层。

2 智慧体育场馆智能化建设内容

智慧体育场馆建设内容：智慧集成平台、竞赛设施、公共安全、节能运维管理、运营管理、信息设施。

2.1 智慧集成平台

智慧集成平台支持视频监控、公共广播、信息发布、入侵报警、智能照明、能耗、暖通等相关设备联动对接，关联产品应支持http、UDP、SOCKET、MODBUS MQTT接口协议，实现建筑物的信息融合；将异构多样的数据进行有效组织，实现数据的融合并存储统一数据库内，以便进行后续的管理和应用；通过对单一系统数据的整合分析和联动，提高建筑物的管理效率和使用体验。

智慧集成平台集成展示的运营数据、设备状态、能耗监测、事件统计、车位统计、数据分析以及综合安防数据，将各系统数据电子化，最大限度的实现信息共享，通过动态数据分析，为场馆的运营者、管理人员、服务人员提供决策依据，提升场馆整体运营水平。

2.2 竞赛设施

竞赛设施主要包括：大屏显示及控制系统、场地扩声系统、标准时钟系统、升旗控制系统。

2.2.1 大屏显示及控制系统

由LED显示屏屏体、显示屏控制系统、计算机系统、电气系统、结构支承系统等几部分组成。体育场采用P10室外全彩LED显示屏，体育馆采用P6室外全彩LED显示屏。

大屏显示控制系统设计理念：能够提供高分辨率的底图图像；可支持工作计算机信号、网络视频信号、监控信号接入，输入源格式包括：DVI、HDMI、DP、SDI等；图像处理应支持画面的放大、缩小、移动、多画面显示功能，支持任意信号、窗口全屏漫游功能，信号任意切换流畅。

智慧平台实施对接方面：LED产品应能提供运行控制、状态、告警的SDK开发包，开发集成至智慧平台，实现大屏远程开关机、视频信号投送功能。

2.2.2 场地扩声系统

系统主要由信号源、信号加工和分配、信号处理和传输、信号放大、信号还原等部分组成。设计方案应满足《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131—2012行业标准。

现代体育场扩声系统主要选用声压级不低于135 dB的扬声器作为主扩声扬声器，解决声压级问题；通过扬声器覆盖角度、扩声形式的选择增加播放语言清晰度，采用数字传输方式避免长距离信号损耗。

2.2.3 标准时钟系统

系统主要由中心母钟、GPS标准时间信号接收单元、数字式子钟等组成。标准时钟系统为整个体育场提供一个统一的、标准的全场时间。该系统母钟设置在监控中心机房，子钟分别安装于运动员和裁判用房、媒体用房、赛事用房、管理办公室、检录大厅、新闻发布、评论室、贵宾休息室、接待处、楼道、比赛场地、热身场地、观众出入口、安保工作区用房、赞助商用房等，避免因时钟时间不一致而引起工作失误。

2.2.4 升旗系统

系统由电动升旗滑轮系统、现场同步控制器、后台控制系统组成。

体育场跑道两侧分别设置一套升旗控制系统，每套采用三根立杆式旗杆，系统应保证场馆三面旗帜升起时，场地所奏国歌的时间和国旗上升到顶部的时间同步。该系统应具备手自动转换功能，保证在自动控制系统出现故障时，可以通过手动控制升旗[2]。系统电动升旗控制中心可与扩声控制室合用，便于将升旗音频信号输出接入至扩声系统联动播放。

2.3 公共安全

公共安全部分主要包括：安全防范管理平台、视频安防监控系统、出入口控制系统、周界报警系统、停车场管理系统、入侵报警系统、电子巡查系统等。

2.3.1 安全防范管理平台

安全防范管理平台是一套“集成化”、“数字化”、“智能化”的平台，包含视频、报警、门禁、巡查、停车场等多个子系统。在一个平台下可实现多子系统的统一管理与互联互动，真正做到“一体化”的管理，提高用户的易用性和管理效率,实时指挥调度，协同各组织、各系统快速响应处置场馆安全事件。

安全防范管理系统集成各安防子系统，统一平台数据无缝对接，通过实现报警弹窗等功能，满足整个安防系统的紧密联动以及保安人员管理的便捷，可以节约安保人员的人力投入资源，提高安保工作效率。

2.3.2 视频安防监控系统

系统采用基于IP网络传输的全数字系统；系统可与公安部门的“平安城市”、“雪亮工程”联网，实现资源社会化。安防控制室设在监控中心机房，安装视频服务器、电视屏幕墙等设备。视频存储采用磁盘阵列，安装于数据中心机房；采用磁盘阵列的方式进行存储，实行24 h全实时录像，图像保存时间不少于30 d，重要出入口图像保存时间不少于90 d。系统可与入侵报警系统、门禁系统联动。

2.3.3 出入口控制系统

系统采用TCP/IP网络架构，由网络门禁控制器、门锁、读卡器以及出门按钮组成，系统管理中心设于监控中心机房，在重要设备用房，储藏室、办公室区域出入口等设置门禁点。为满足消防分区强切要求，门锁采用断电开门的方式，即系统丢失电源后(如发生火灾时，系统电源将被消防切断)，门锁将按消防分区范围断电开启。为防止非消防状态下的断电情况发生，该系统配不间断电源，采用集中供电方式。系统可与视频安防监控系统、入侵报警系统联动。

2.3.4 周界报警系统

周界区域采用周界入侵摄像机，可以实现越界报警及目标跟踪，中心显示及存储与高清视频监控系统共用。

2.3.5 停车场管理系统

停车场管理系统采用车牌视频识别，免取卡系统；系统支持无人值守收费管理。

2.3.6 入侵报警系统

采用总线制报警方式。在重要机房、仓库等重要场所设置报警探测器。在残疾人卫生间设置手动报警按钮。残疾人厕卫门外设置声光报警器。每个报警点相互隔离，互不影响。任一探测器故障，应在保安控制室发出声、光报警信号，并能自动调出报警平面，显示故障点位置。系统对报警事件具有记录功能。系统报警中心设在监控中心机房，可以实现报警信号的可视化管理和与其它安防系统的集成联动。

2.3.7 电子巡查系统

系统采用无线巡更的方式，在各层电梯厅、楼梯出入口和走廊共设置无线巡更点，系统管理中心设于监控中心机房内。

2.4 节能运维管理

节能运维管理主要包含：建筑设备集成管理平台、建筑设备监控系统、建筑能效管理系统、智能照明控制系统。

2.4.1 建筑设备集成管理平台

系统以计算机网络为基础核心，把若干个相互助独立、相互关联的系统如建筑设备监控系统、安全防范系统、消防自动报警系统等集成到一个统一的、协调运行的系统中，实现建筑管理系统。建筑管理系统可进一步与通信网络系统、信息网络系统实现更高层次的建筑集成管理系统，实现建筑物设备的自动检测与优化控制，实现信息资源的优化管理和共享。为使用者提供最佳的信息服务，创造安全、舒适、高效、环保的工作及生活环境[3]。

系统控制中心设于监控中心机房。通过通讯接口与消防报警系统、入侵报警系统、视频监控系统、建筑设备监控系统、建筑能效管理系统、智能照明控制系统、门禁系统、停车场管理、公共广播系统、信息引导及发布系统等实现集成和联动。

2.4.2 建筑设备监控系统

系统采用基于B/S(浏览器/服务器)的网络体系结构，系统网络协议符合国际标准。系统为两层网络结构，分别为管理层和控制层，两层网络均具有足够的开放性且应易于扩展，为将来运营和维护中可能发生的变化提供便利。

建筑设备监控系统具备设备的手/自动状态监视、启停控制、运行状态显示、故障报警、温湿度监测、控制及实现相关的各种逻辑控制关系等功能。系统的监控设备对象主要包括：风冷螺杆式冷水机组、风冷热泵机组、给排水、送/排风机、一氧化碳、空调机组、新风机机组等。

2.4.3 建筑能效管理系统

系统实时统计用水、用电数据，监测异常用水、用电行为，精准分析节能空间、提供优化改进措施，楼宇设施分时分区控制、节能降耗。

建筑能源管理系统分为三层架构：第一层：数据感知层，数据经RS485通信接口接入能耗数据采集器。第二层：采集网络层，是数据感知层与应用管理层的网络连接、数据和命令的交换。第三层：应用管理层，通过管理服务器与建筑能源管理软件，实现能耗计量、能耗分析、能耗查询、能耗警报等功能。用户可根据授权范围，通过互联网查询各项能耗和分析图表。

2.4.4 智能照明控制系统

智能灯光系统能对各处灯光进行自动控制，减少灯具开启时间达到节能效果延长用电设备的使用寿命；可一键控制灯光开闭，能够满足绿色节能建筑的要求；主要对大厅、电梯厅、新闻发布厅、公共走道、车库等进行集中控制，根据实际的使用功能、使用时间等进行照明场景模式转换、定时开关等，来达到节能的效果。通过接口协议，实现综合平台远程定时及开关功能。

2.5 运营管理

运营管理主要包含运营服务管理平台、信息引导及发布系统。

2.5.1 运营服务管理平台

系统包含会员管理、商品管理、场地管理、人员管理、考勤管理、库存管理和能源管理等。将运营数据电子化，最大限度的实现信息共享，通过动态数据分析，为场馆的运营者、管理人员、服务人员提供决策依据[4]。实现赛事期间信息的统一收集、存储、整合与发布，保证指挥中心内部信息交流的可靠、快速和有序，避免各子系统孤岛效应，实现多系统联动，为领导机构决策指挥提供必要的支持。

2.5.2 信息引导及发布系统

利用交互式触摸屏、LED大屏、LCD液晶屏等作为多媒体信息显示和查询的终端，通过本系统展示体育中心赛事及活动的实况或相关实时信息的发布。通过网络接收来自媒体发布服务器的媒体元素，并按照设定的内容格式、任务编排的要求进行解码并输出至终端显示设备上。通过接口协议开发，实现与其他系统统一管理平台进行信息发布功能。

2.6 信息设施模块

信息设施模块主要包含综合布线系统、信息网络系统、有线电视系统、机房工程等。

2.6.1 综合布线系统

该系统应用包括数据网应用与语音应用。数据网包括赛事网、互联网、控制网三个部分。系统由工作区、配线子系统、干线子系统、设备间、进线间、建筑群子系统和管理组成。

2.6.2 信息网络系统

信息网络系统包括互联网、赛事网及控制网，共3套网络，三网采用物理隔离。

1)互联网：为体育场提供外网接入，同时根据业务需求，进行无线全面覆盖，便于移动客户端进行协助办公。网络结构采用三层星型架构，核心层采用双核心，并通过虚拟化技术将两台设备虚拟化为一台；汇聚层同样采用双汇聚、虚拟化技术，并且汇聚层设备到核心层设备采用万兆双链路上行；接入交换机到汇聚交换机均采用千兆双链路上行；出口采用下一代防火墙与上网行为管理进行安全防护，无线网络通过控制器对无线设备与接入终端统一管理。

2)赛事网：承载赛事数据传输系统、成绩处理发布等。网络结构采用三层星型拓扑架构，核心层采用双核心，并通过虚拟化技术将两台设备虚拟化为一台；汇聚层同样采用双汇聚、虚拟化技术，并且汇聚层设备到核心层设备采用万兆双链路上行；接入交换机到汇聚交换机均采用千兆双链路上行；出口采用下一代防火墙进行安全防护。

3)控制网：为监控、门禁等智能化系统提供传输链路。网络结构采用三层星型架构，核心层采用单核心，汇聚层采用单汇聚，汇聚层设备到核心层设备采用万兆单链路上行，接入层设备采用千兆单链路上行。

2.6.3 有线电视系统

有线电视接入采用FTTH方式，即每个有线电视终端至汇聚弱电井采用2芯皮线光缆布放，由汇聚弱电井至体育馆或体育场机房采用光缆布放，汇聚弱电井中皮缆与光缆采用直熔连接，所有皮缆纤芯需直通到机房并在MODF柜上成端。电视转播机房到电视转播车位置应设置光纤接入点，且配套供电设施并满足电视转播车供电容量。

2.6.4 机房工程

1)数据中心机房按照B级机房标准设计，主要内容：机房装修、机房空调通风系统、机房照明及供配电系统、机房综合布线系统、机房安全防范系统、机房场地监控系统、机房KVM系统、机房防雷与接地系统。

2)场馆消防控制中心，同时也是安全防范系统、背景音乐及紧急广播系统、智能一卡通系统以及信息发布系统等智能化系统的控制中心。机房建设内容包括：机房装修、机房供配电系统、机房防雷与接地系统。