体育场智能化弱电系统设计

中信集团武汉市建筑设计院 肖 冰

引言

随着我国体育事业的飞速发展，北京奥运会的成功举办，人民生活水平的不断提高，各地的体育场馆建设蓬勃兴起。在此结合现代化体育建筑设计电气专业弱电系统的特点、需求，对体育场智能化弱电系统设计要点进行探讨。

1 工程概况

某工程占地4.5万m2，建筑面积8万m2，是一座可容纳6万名观众的现代化大型体育场。体育场外观呈马鞍形，平面形状为椭圆形，整个体育场分为东、南、西、北四个区。东西看台在一、二层看台间设有高级包厢，主席台位于西区二层看台前排，记者席设于主席台二侧前端。南北向长296m，高38.7m，东西向长263m，高54.6m，由56根Y型柱钢结构悬挑梁撑起四周的观众席，东西看台与南北看台蓬盖交汇于四角部井筒处，蓬盖采用索膜张拉结构，空中俯视犹如4片盛开的花瓣。比赛场地由足球场和田径场组成，其功能布局和配套设施均按照国际足联、国际田联最新标准设计。

2 设计内容与范围

由于建设方要求将体育场建成集体育竞赛和商业活动为一体的现代化体育场所，在实现体育竞赛和场内管理自动化的前提下，同时也为社会提供尽可能优越的应用场所，最大限度的创造社会效益和经济效益。因此，其智能化弱电系统设计是一个十分复杂的系统工程。

首先应依据国家相关规范，结合建设方使用需求，确定智能化弱电系统设计内容。

本工程智能化弱电系统设计内容包括：

为体育竞赛设置：主计时时钟系统、电子显示屏系统、计时记分及现场成绩处理系统、体育竞赛综合信息管理系统、仲裁录像系统；

为运动会务设置：广播、扩声与会议系统、摄像转播系统、有线电视和卫星接收系统、IC卡电子检票系统；

为信息通信设置：通信网络系统、计算机网络系统、综合布线系统；

为安全防范设置：火灾自动报警及消防联动控制系统、安全技术防范系统；

为物业管理设置：建筑设备监控系统。

3 弱电系统设备机房的设置

体育建筑智能化弱电系统宜按子系统功能分类合并设置设备机房，在符合现行设计规范的同时，还应满足国际足联、国际田联的相关要求。

本工程智能化弱电系统控制中心设于体育场南区一层，内含计算机网络机房及电话交换机房、安防监控、建筑设备监控机房、有线电视前端设备机房等，消防控制室单独设置，与智能化弱电系统控制中心相邻。电子显示屏系统控制室与计时记分系统中的显示系统控制室合设于体育场西区三层，主扩声控制机房与电子显示屏控制室相邻，广播、电视转播机房设于体育场南区一层，体育竞赛综合信息管理中心设于体育场西区一层。

4 各主要弱电系统设计要点

4.1 主计时时钟系统

在南看台主显示屏、运动员检录和热身场地等重要地区设置固定的计时子母钟系统。主显示屏面电子计时钟功能如下：

(1) 电子钟直径：与主显示屏协调一致；

(2) 指针式夜光钟：显示标准时间，走时精度：0.1s/d；

(3) 六位模块数字钟：田赛比赛时可与竞赛计时器、发令枪等联动，显示1%的六位行进时间显示，足球比赛时显示到秒位的六位行进参考时。

4.2 电子显示屏系统

根据体育场比赛需要及建设方的要求，在场内设置真全彩电子显示屏和双基色显示屏，彩色显示屏用于显示赛事图像、文字，并可以播放视频信号，双基色显示屏用于计时、记分和公布成绩。主显示屏机房设在体育场南侧，可接收及显示计算机室发送的信号。显示内容广泛，可进行广告、图像的处理和显示，时间、天气、新闻时事和各种宣传显示。

电子显示屏系统应与计时记分及现场成绩处理系统、有线电视系统、综合布线系统、计算机管理系统等相联。

电子显示屏系统的控制室和计时记分系统中的显示系统控制室合用，设在体育场西区三层。

4.3 计时记分及现场成绩处理系统

计时记分系统是体育比赛最基本的技术支持系统，担负着所有比赛成绩的采集和基本处理。现场成绩处理系统则是紧随计时记分系统之后对相关比赛成绩做进一步的处理和多种信息服务。

计时记分系统是电视转播系统最主要和直接的信息资源提供者，与各比赛现场都有着直接的连接。

计时记分系统从比赛现场获得各种竞赛信息将同时传送到总裁判席、计时记分机房、现场成绩处理机房。

4.4 体育竞赛综合信息管理系统

体育竞赛综合信息管理系统是运动会组织、运行的支撑，是媒体、公众及其他与会人员获取运动会信息的主要途径，将为运动会提供安全、可靠、及时、便捷的信息服务。系统设计应实现先进性、可靠性、开放性、标准化及系统的可持续发展性。

4.5 仲裁录像系统

当比赛发生争议时，提供仲裁的声像资料。

4.6 广播、扩声与会议系统

根据体育场功能及消防的需要分成多个广播分区，由消防控制室与扩声机房集中管理。在休息厅、包厢、出入口、走道等处安装吸顶扬声器，定压配接。在休息厅、包厢部分设置音量开关，即可以收听背景音乐，又可以播放业务广播、紧急广播。广播与背景音乐合用系统。

扩声系统设置用于场外扩声和技术用房通知扩声的接口。在工作用房和走道内均设3W扬声器进行业务广播和背景音乐广播。

火警时可强切各扬声器至紧急广播，并可通知扩声机房对场内、场外进行消防紧急广播。

扩声系统主要包括主扩声系统（亦称固定系统）和流动演出扩声系统两部分。其中主扩声系统主要为体育比赛服务。它为观众席、比赛场地提供以语音为主兼顾音乐的扩声服务。扩声系统应保证观众席和比赛场地及有关技术用房内有足够的声压级，声场均匀，同时要求声音清晰、明亮、自然。流动扩声系统要求系统的动态范围大，声场覆盖均匀，频率相应好，失真小，同时要求 声音丰满、清晰、有力度、有层次。

根据体育场看台和挑棚的结构特点，扬声器系统采用了集中与分散结合的方式。在主席台上方设置4只大型号筒覆盖东看台，并在东看台上方设置3只18"低音扬声器，以保证声向的一致性；主席台两侧采用4只线性阵列扬声器，辅以2只号角式扬声器，在西看台挑台下设置20只小型扬声器，2只中型号筒保证声场的均匀，南北看台各设置8只EVI-15扬声器。

扬声器单元要求厂方进行加固及严格的防潮和防锈蚀处理，结构安全，操作方便，维修容易，抗风防雨，性能可靠。每个音箱均有吊装支架，在挑蓬内预留安装检修马道及音箱吊装支架连接部件。

体育场内最大声压级＞95dB；声场不均匀度：8dB；地区有效频率范围250～4000Hz。

在体育场新闻发布厅、会议中心等处设置会议及同声传译系统。

4.7 有线电视和卫星接收系统

为满足电视转播及运动员、观众的休息，包厢、娱乐的功能要求，在体育场内设置有线电视和卫星接收系统，有关房间、包厢、休息厅等处设置电视终端用户盒。除设有接收本场电视转播的输入接口外，还预留接收当地有线电视台的电视节目的接口。系统前端设于南区一层智能化弱电控制中心。

4.8 IC卡电子检票系统

在体育场大平台出入口处设置感应式IC卡电子检票系统，让观众通过智能检票快捷入场，既避免观众逃票，又可规范入场秩序。该电子检票系统平均进入时间为7s /人，可保证6万名观众在1小时内进场。

4.9 通信网络系统

本体育场设置固定通信网络系统、移动通信网络系统。固定电话总机采用模块局，负责体育中心内外通讯。从当地市话局引入用户光缆。移动通信系统为满足运动会比赛及大型活动的需求，在体育场的对角分别设置两个机房，机房需通过光纤管道连接到公共传输网络和体育场内其他技术机房。

4.10 计算机网络系统

计算机网络系统是体育场各种信息流的支撑系统，利用先进、成熟的网络互连技术，构造高速、稳定、可伸缩的计算机网络平台，能对来自体育场内外的各种信息予以接受、存储、处理、交换、传输并提供决策支持。根据体育场的功能和运营模式，建立两种网络，一个是以信息传输为主的信息网，一个是以对体育场各种运行的机电设备进行监控为主的工控网。

4.11 综合布线系统

本工程利用综合布线系统建立高速、大容量的信息传送平台，为体育场提供语音、数据、图文、图像、多媒体信息等各种信息的高速传输通道。系统设计具有开放性、灵活性、可扩展性、实用性、安全可靠性和经济性。根据各个房间和场所的不同用途，在看台文字记者席、电视转播记者（评论员）席、竞赛场地、新闻中心、新闻发布厅、体育竞赛综合信息管理中心、行政办公区、领队休息室等处设置数目不等的信息点与电源接口。

考虑体育场计分、比赛成绩统计与发布等工作要有高科技的计算设备，系统布线全部为物理星型拓扑结构、点到点的端接。所有设备的开通及更改均不需改变系统布线，只需增减相应的网络设备以及进行必要的跳线管理。且当任何一条线路发生故障时，均能不影响其他线路的工作。

4.12 火灾自动报警及消防联动控制系统

根据本工程使用性质、火灾危险性等分类，属于一级保护对象，火灾自动报警及消防联动控制系统设计按总体保护方式，采用集中报警系统。

消防控制室设于南区一层，消防报警设备采用智能型火灾报警系统，控制室内设集中火灾报警控制器及消防联动控制系统、电脑图形显示系统、火灾应急广播系统、消防专用电话系统等。消防控制室根据火警信号，由软件编程联动相应设备动作，并将各动作信号返回消防控制室的联动控制柜，在消防控制室也可以人工指令紧急启动有关设备动作。

在办公、设备用房、包厢、走道、休息厅等处设感烟探测器，柴油发电机房、厨房设感温探测器，适当位置设手动报警按钮、声光报警器。

消防控制室接到火灾报警信号并经确认后，火灾报警系统自动报警并且通过消防联动控制系统发出一系列指令：自动启动消防泵和加压风机、打开相应防烟分区的加压送风口和排烟口、关闭空调和送风机及相关防火分区的非消防电源、将所有电梯迫降至首层，消防电梯供消防人员待用、自动打开事故层及其上、下层的火灾应急广播。

所有手动报警按钮处设消防对讲电话插孔，消防泵房、变配电所等设备用房均设置固定式消防对讲电话。消防控制室设直通城市消防队的电话。

4.13 安全技术防范系统

体育场设置入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、停车场管理系统，分别对一层主要出入口、各层观众出入口、走道、电梯、场地及体育场周界等处进行保安监控。安防监控室设在南区一层智能化弱电控制中心。

视频监控系统设备包括主控电脑、主控键盘、矩阵切换控制器、多画面处理器、硬盘录像机、控制码分配器、视频字符发生器、彩色专业监视器、大屏幕监视器、稳压电源等。

前端设备采用智能高速球型彩色摄像机、全方位球型彩色摄像机、普通黑白摄像机、普通半球型黑白摄像机。另设有智能三技术探测器和手动报警按钮。

系统中所有前端摄像机图像通过视频电缆传送到监控中心，由监控主机控制，通过电视墙分别显示。

在室外停车场设置停车场管理系统，对进出的车辆进行智能管理。

主控部分设备：中央控制器、停车场收费系统管理软件、系统操控工控机、报表打印机。

前端道口设备：远程读卡器、前端控制器、挡车器、道口抓拍彩色摄像机、车辆地感检测器。

系统具备以下功能：

（1）出、入口票据核实，自动区分月票、临时票据等，自动计费；

（2）自动计费、收费显示，出票机有中文提示，自动打印收据；

（3）出入栅门自动控制；

（4）入口处设空车位数量显示；

（5）使用过期票据报警；

（6）非本停车场票据报警；

（7）物体堵塞验卡机入口报警；

（8）非法打开收款机钱箱报警；

（9）出票机内票据不足报警。

4.14 建筑设备监控系统

根据体育场的功能及便于管理、维护的需要，设置建筑设备监控系统。该系统可对体育场的供水、排水、冷水、热水系统及设备、空调系统及设备、供配电系统及公共区域照明进行监视及节能控制。

本系统监控中心设在南区一层智能化弱电控制中心，对体育场的设备进行监视和控制。并在冷冻机房、变配电所等处设控制分站，分别对冷水系统、空调设备及供配电设备进行监视和控制。

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。

系统组成：本系统是以工作站为核心，与设置在各监控现场的各类控制器组成的集散式楼宇控制系统。系统采用多层网络结构。控制器可实现现场/远端遥控，便于整个系统管理简捷、操作方便。

5 其他

为配合场地内各种比赛用信号通讯和电视转播的需要，在场地内预留接线盒和套管，并组成环路连通。电信专业与电气专业线路同沟敷设，局部电信专业线路采用管道或直埋敷设。