济南奥体中心通讯、扩音解决方案 ——济南奥体中心通讯、扩音解决方案

　　济南奥体中心是全国第十一届运动会的主赛场。该中心占地约81公顷，建筑面积约35万平方米，包括六万人体育场、万人体育馆、游泳馆、网球馆，55,000平方米的中心区平台及其他设施。

　　体育场形状设计以济南市市树“柳树”为母体，将柳叶的柔美飘逸凝固成建筑语汇，届时，开幕式和田径等比赛项目将在这里举行。位于场馆区东部的奥体中心体育馆，呈现济南市市花“荷花”的造型，场馆总建筑面积逾，六万平方米，可容纳12,000多名观众，将承办，全运会闭幕式、体操、艺术体操等比赛。奥体，中心体育馆连同周边的游泳馆、网球馆与奥体中心体育场遥相呼应，形成了“东荷西柳”的建筑景观。

　　规模宏大的济南奥体中心作为全国第十一届运动会的主赛场和国内最重要的体育场馆之一，将面临高度复杂的安全防范与紧急事件应对能力的考验。为保证在紧急状况下运动员、观众、工作人员的人身安全，济南奥体中心需要一款高度可靠且性能卓越的公共广播系统。

　　济南奥体中心体育场的扩声系统在满足各种赛事扩声需求的前提下，同时还需兼顾大型文艺活动的扩声需求，全面服务于观众席、主席台、比赛场地、裁判席以及相关技术控制室。

　　十一届全运会的开幕式亦是万众瞩目的焦点，除了扩声系统，全运会组办方还需要一套可靠的通信调度系统以确保开幕式各项演出的顺利进行。

　　博世安保通讯系统一直致力于为体育场馆提供一站式安防及通讯解决方案，成功案例遍及世界各地的知名场馆，例如德国慕尼黑奥林匹克体育场、英国MK Dons体育场、克罗地亚萨格勒布体育馆、科威特艾哈迈德贾比尔国际体育馆、上海体育场以及08年加纳非洲杯的主要场馆等。凭借其丰富的全球工程设计经验，博世安保通讯系统为济南奥体中心提供了Praesideo数字公共广播和紧急语音疏散系统、Electro-Voice(EV)专业扩声系统和TELEX无线通信调度系统。

　　博世Preasideo数字化公共广播和紧急话音报警系统采用独一无二的光纤网络，完全自由化的分布式系统架构，以及其它传统系统望尘莫及的高度冗余级别。博世为济南奥体中心提供的公共广播系统不仅能在紧急情况下通过自动或人工语音指挥疏散，同时可以满足日常的背景音乐与业务广播需求。10套Preasideo数字化公共广播及紧急语音疏散系统被安装在奥体中心内，系统包括20个基本呼叫站、39个远程呼叫站、8个用于远距离高质量通讯的CabraNet接口、120多个功率放大器(125W、250W和500W)和2,600多个不同型号的扬声器。

　　EV为济南奥体中心体育场设计的扩声系统包括多个FRX系列、EVID系列、MH系列、线阵列XLD 281等扬声器作为主扩声系统，使用数字信号传输，通过TG系列数字遥控功率放大器的远程遥控模块实现一体化控制。CANBUS网络控制使整个扩声系统简洁合理并且高效，音频交换信号采用的CobraNet开放式音频数字传输协议便于扩声系统的拓展以及与公共广播等外部系统的连接。

　　TELEX无线通信调度系统在开幕式彩排和演出中确保了信息交流的畅通无阻。TELEX CRONUS内部通话数字矩阵和KP-32 KP-16模块相连接，与BTR-800-RTS和TR-800-RTS组成了无线调度指挥中心。导演、工作人员和演出人员通过佩戴BP-325双通道可编程腰包机和PH-1R/2R中型耳麦可进行稳定畅通的信息交流。

　　博世安保通讯系统为济南奥体中心提供的一站式通讯解决方案全面满足了场馆对公共广播、紧急语音疏散、专业扩声以及开幕式演出的通信调度需求。所有产品和系统都已安装完成，并通过了严格的工程验收和声学测试。随着全国第十一届运动会的召开，来自博世的声音将在济南奥体中心这一国内顶级体育场馆内飘扬。

　　济南奥体中心体育场扩声系统

　　工程概况

　　济南奥体中心是2009年第十一届全国运动会的主赛场，总建筑面积约36万平方米。奥体中心是一个综合性的体育场，观众座席约60,000个，除满足2009年全国第十一届全国运动会举办田径及足球比赛等体育赛事功能要求外，还能满足大型活动，如：开幕式、大型文艺演出、演唱会等非体育赛事要求。

　　总体要求

　　▲体育场扩声系统建设应满足承办全国、全省体育综合赛事和单项国际体育赛事的要求;满足日常训练、全民健身休闲娱乐等各类运营管理的要求，达到数字化管理运营的总目标;

　　▲系统从设计、施工到维护应满足组委会和各单项运动中心赛时、赛后的需求;

　　▲系统工程应遵循统一规划、分步实施、集中管理、分散控制、节约能源、保护环境的设计原则;

　　▲系统设计与配置应综合平衡，强调先进适用。主要系统应达到国际一流先进水准，并结合场地自身的特点进行设计;

　　▲系统设计应重视各子系统的有机结合;

　　▲系统必须具有极高的安全性、可靠性和容错性;

　　▲系统设计应充分考虑建设时的一次性投资和系统运行成本，并使之最小化。应提出整体实施的规划方案，并注意预留预埋到位并有充分冗余度，以适应未来发展的需要。

　　技术要求

　　体育场的扩声功能在满足各种比赛赛事需要的同时，兼顾某些情况下召开大型文艺活动的可能。扩声系统应服务于观众席、主席台、比赛场地、裁判席以及相关技术控制室，其中体育场的扩声应满足开幕式的演出要求。

　　主扩声系统在比赛场地和观众席的扩声特性指标，参考《体育馆声学设计及测量规程》

　　(JGJ/T131-2000)中规定的一级指标。同时要求视听环境尽量一致;系统频响较宽;声场分布均匀;系统噪声低;在传送语言有足够的清晰度;避免产生回声干扰;传送音乐时有一定的丰满度，扩声覆盖全部听众，能够掩盖现场发出的嘘声，没有死角。结构安全，操作方便，维修容易，扬声器要求全天候，并且性能可靠。

　　设备功能如下：

　　音源部分：能播放各种媒介制式的音源设备。(优先考虑带编程功能)，具有同步录音功能。

　　扬声器部分：扬声器是全天候的;考虑到消防安全及日后的维护，因此不选用有源扬声器。

　　功放部分：具备了“热备份”功能产品(自动切换)。

　　主控部分：扩声系统与消防报警系统、背景音乐系统实现联动控制;能与各场馆、新闻中心、主控中心实现数据互换与呼叫联动。

　　传输部分：考虑场馆中信号传输中衰减问题，系统采用数字音频传输。

　　采录部分：增设记者席采编录音接插位及流动演出预留接口。

　　最大声压级：103dB;

　　传输频率特性：以125～4000Hz平均声压级为0，在此频带内允许+4/-4dB的变化(1/3倍频程测量);

　　声场不均匀度：中心频率为1000Hz、4000Hz(1/3倍频程带宽)时大部分区域不大于8dB;

　　传声增益：125～4000Hz≥-10dB;

　　大部分观众区语言清晰度：STI≥0.5;

　　系统噪声：扩声系统不产生明显可觉察噪声干扰(如交流噪声)。

　　图1-1 济南奥体体育场模型 图1-2 体育场俯视图及点位分布

　　系统设计

　　观众席及场地扩声扬声器观众席主扩声扬声器采用分散式布置，考虑到挑蓬的承重，宜使用高灵敏度、高声压输出、紧凑型设计的扬声器。为保证语言清晰度及吊装安全，选用具有良好指向控制的号筒负载及附带原厂吊装件的扬声器。

　　东西两侧看台每侧布置7组扬声器， 其中5组为每组3只，2组为每组2只， 一共有EVFRX+640PI(最大声压134dB，400W)16只，EV FRX+940PI(最大声压133dB，400W)42只，分别吊装在体育场四周挑棚马道下方，均匀覆盖整个观众席区;南北两侧看台每侧布置5组扬声器，由于体育场顶棚在正南正北两侧没有封闭，因此应将此处的扬声器与靠西侧两组扬声器一齐吊装。

　　FRX系列扬声器均使用同轴号筒，使得指向性控制更好。在体育场这类条件苛刻的环境中，中等尺寸的FRX系列全号筒加载、同轴设计和足够的辐射表面在低至250Hz时仍可保证优秀的覆盖角度控制能力。

　　下层看台后部观众席因受上层挑台影响而产生声影区，均匀布置72只补声扬声器EV EVID4.2T(最大声压113dB，200W)，采用定压方式。考虑到离观众距离较近，扬声器宜选用不影响视觉美观、安装简洁的产品，选用自带原厂安装附件的扬声器。

　　场地扩声使用3组扬声器布置于西看台，每组由2只大型远程同轴号筒扬声器(1只EVMH940AP(最大声压138dB，60/300W)覆盖比赛场地近区，1只EV MH6040AC(最大声压141dB，600W)覆盖远区) 组成，覆盖整个比赛场地。EV MH系列全频扬声器专为大型户外场所设计，特别是高声压下杰出地表现人声频段。

　　EV MH系列扬声器采用了多项已受验证的独特设计，MH940AP使用了配有EV独有的Varipath™(多道指向设计)恒指高频号角的EV DH2T高音驱动器，适用于远程投射，以保证由前至后良好的覆盖范围;MH6040AC采用了EV HP系列号筒， HP系列号筒在恒指向设计的基础上，喉部装有独特的声波控制叶片，形成声波导向管，消除了声波收窄现象。EV获得专利的Transplanar™设计带来卓越而平滑的频率响应。每个HP号筒都有整体印模压铸的金属喉管，并被封闭在玻璃纤维的侧壁内，这种实用的结构带来非常高的强度和较轻的重量。

　　系统中除主扩声扬声器之外， 另配置4只全频扬声器EV ZX4(最大声压132dB，400W)，可根据需要采用流动方式方便地接入场地四周和主席台上预留的扬声器信号输出插座。宜选用轻便型、多用途扬声器产品。

　　EV扬声器还采用了EV著名的专利技术：

　　振铃模态退耦(RMD™)声音及机械延时的共振很多时候令典型音箱产生“音染色”。EV工程师们经过不断的研究，有系统地寻找出这些共振并逐一加以抑制这个过程我们称之为铃振模态退耦(RMDTM)。这类共振以传统方法难以量度，一般比信号电平低很多个分贝，但人类的耳/脑综合体对这种信号极为敏感。以RMD抑制共振，能够带给听众惊人的音质和清晰度。

　　功率放大器

　　体育场内西看台六层设置了1间主扩声机房，四层西南、东南、西北和东北看台下方各设置1间功放控制机房。

　　选用EV TG系列数字遥控功率放大器，高达2×3500W的连续输出功率通过接地型桥式H类电路获得高效率和极好的音质。IRIS-Net模块实现数字远程监控，实时PC控制，独特的诊断和监控系统。

　　为了保证系统的可靠性，使用带独立DSP的功率放大器，避免单一DSP设备故障对整个系统的影响。DSP信号处理能力含24个滤波器、5个延时器、2个压缩器和2个限制器，可对功放每一路输入分别进行处理。其中A/D、D/A转换用24bit及128倍采样，提供超过114dB的动态。

　　功率放大器优先选用具有多种自我保护和监测功能的产品，除实时监测功放包括：温度、电平、信号过载保护、在线状态、模式调用外，还可以监测负载扬声器的短路及开路状态，甚至能够提供阻抗曲线的扫描。同时，提供RS-232、RS-485、CANBUS控制接口。

　　信号传输

　　场地四周均匀设置8个防水插座箱，共提供32个传声器输入插座和16个音频信号输出插座。主席台设置4个防水插座箱，共提供16个传声器输入插座、8个音频信号输出插座和8个扬声器信号输出插座。

　　为减小传声器信号因传输距离远而导致的信号损耗，场地西面及主席台的传声器信号直接送至主扩声机房，其余的场地(东、南、北)传声器信号就近送至东南、东北、西南及西北功放机房。各功放机房与主扩声机房的音频信号交换采用数字传输方式，选用CobraNet开放式音频数字传输协议，便于系统今后的扩展以及与外部系统的连接。服务于数字音频传输的TCP/IP网络平台采用星型加环网的冗余结构，确保数字传输的可靠运行。各功放机房与主控机房之间仍保留相应数量的模拟音频线缆，并配备对应数量的信号交换塞孔排以作备用。

　　系统留有足够的模拟音频输入、输出通道用于诸如：公共广播、消防紧急广播、电视转播中心、评论员控制室、检录处、大屏记分控制室、视频监控中心、弱电监控中心等的信号传送，并配备对应的信号交换塞孔灵活使用。

　　主扩声机房将音频信号通过光纤传送至功放机房，通过D/A转换，将音频信号至带DSP功能的功放，扬声器信号采取就近原则由主扩声机房及4间功放机房提供。 图1-3 信号传输框图

　　其它设备

　　音源设备有：CD机、MD机、硬盘录音机、盒式录音机。 鹅颈会议话筒8支、动圈话筒8支、手持无线传声器2套、腰包式无线传声器2套，另加相应的天线放大器、天线分配器等。调音台选用48路话筒输入数字调音台以及8路备份调音台，另配有光纤网络接口基站、AD/DA转换器、光纤网络传输主/子卡，音频分配放大器、双通道图示均衡器、反馈抑制器。

　　图1-4 扩声系统框图

　　总结

　　济南奥体扩声系统采用数字信号传输，通过EVTG数字功放的远程遥控模块实现远程一体化控制。使用CANBUS网络控制使得整个系统简洁合理并且高效先进。

　　济南奥体中心公共广播系统解决方案

　　济南奥体中心对公共广播系统的要求济南奥体中心公共广播系统的功能包括基本公众广播及消防广播两部分，要求系统既能实现公众广播、背景音乐和一般性的广播要求，又能满足消防及突发事件时的紧急广播疏散要求。正常情况下，设置在走道、大厅、运动员休息区、裁判室、会议室、贵宾包厢、餐厅、车库及公共区域等各个广播分区的扬声器既可以分 区播放背景

　　音乐，又可分区插入赛事广播、疏散广播、通知找人、运动员检录及各训练场馆的赛场广播等信息播报。

　　根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求，当楼内发生火警或突发事件时，系统能够通过自动和手动方式将背景音乐强制切换到消防广播或紧急广播，在相应的消防区域播放疏导信息，引导楼内人员进行疏散，而不影响其他区域的播音。

　　公共广播系统解决方案

　　系统架构介绍(控制中心、各子建筑、音频及控制网络)公共广播系统由各建筑群的中央监控中心集中控制。本公共广播系统覆盖整个奥体中心，包括体育场、体育馆、网球中心、网球中心半决赛场、游泳馆、训练场等几个主要场馆及相应的其它场所和室外的空间。按照我国消防广播有关规范和背景音乐要求设置扬声器，在主要出入口、行人楼梯、楼层、电梯前厅、洗手间、运动员休息区、裁判员休息间等设置扬声器。

　　济南奥体中心智能化公共广播系统为一整套功能完善的全数字广播系统，即围绕中心机房、网球中心、体育场、体育馆、游泳馆、网球中心半决赛场、训练场等几个主要场馆以及各训练场馆分别设立一套独立的系统，各系统通过专用以太网及CobraNet接口互联，其中以中心机房为主控中心，实现以中心机房为最高管理权限 — 可管理本区域和所有其它分控中心，而各分控中心则实现本区域的控制管理。整个系统采用星型拓扑结构，以中心机房为核心机房，专用核心交换机留有扩展插槽，以备以后扩建或升级使用。

　　各场馆的网络控制主机设置在各场馆中央监控机房内，用于对各场馆所辖区域广播系统的集中控制和管理。在中心机房通过PC呼叫站对整个奥体中心的广播区域进行控制，各场馆分别使用PC呼叫站和基本呼叫站来控制和管理本所辖广播区域。

　　公共广播系统和其他系统联动与集成的情况

　　▲与消防系统联动方式主要如下:

　　济南奥体中心消防系统与广播系统联动主要是采用消防系统提供开关量信号，广播系统提供紧急音源方式。

　　▲与扩声系统联动方式主要如下:

　　与扩声系统预留双向传输接口，可将场地扩声的信号加入本系统，实现与场地扩声同步同内容的目的。同时将公共广播信号传送至场地扩声控制室。

　　具体系统联动情况根据扩声系统的具体设备不同进行联动，主要分两类如下：

　　1、游泳馆扩声系统主要采用数字音频处理器与EV P3000功放及ZX5PI音箱。

　　游泳馆广播系统分四个机房分散布置(中央监控机房、扩声控制室、地下一层B-03弱电间，二层2-03弱电间)，且扩声控制室内有多通道接口PRS-16MCI，故游泳馆广播与扩声系统联动采用从多通道接口输出端提取模拟音频信号，然后输入扩声系统数字音频处理器，通过设置音频处理器提升该输入端优先级，在广播联动时扩声系统可自动屏蔽其它信号而采用广播信号进行播放。

　　2 、体育馆扩声系统主要采用E V 遥控功放P3000RL以及线阵列XLD 281。扩声系统主、

　　备调音台分别接入遥控功放A、B输入通道。

　　该广播与扩声系统联动主要采用从体育馆中央监控机房输出音频信号及开关量信号，音频信号输入至扩声系统备用调音台输出跳线盘，开关量信号边接至切换器，通过切换器自动切换，在需要广播与扩声系统联动情况时，自动切换备用调音台音频信号至广播音频信号，且将遥控功放切换成B输入通道，以便扩声系统自动采用广播系统信号播放。

　　体育场扩声系统主要采用EV TG系列遥控功放以及FRX系统音箱。联动方式与体育馆的基本相似。

　　▲预留RS232，网络接口以供BMS及其他系统集成控制使用。

　　公共广播系统实现的功能

　　▲背景音乐背景音乐于公共区域内播放。

　　背景音乐由装设于控制中心的DVD、调谐器、卡座等音源设备播放。

　　通过基本呼叫站或PC呼叫站上的功能键，对楼内的各个分区的背景音乐能够单独进行如下控制：分区静音、分区背景音乐音量升高、降低。

　　▲广播通知、赛事寻呼及紧急语音疏散

　　广播通知、赛事寻呼和紧急语音疏散由设置在控制中心和各搂内的呼叫站及话筒进行。不同的呼叫站及话筒设置不同的优先级别。

　　广播通知用于告知现场观众、运动员等与会人员，现场注意事项及各类疏散信息。

　　赛事寻呼采用位于检录处的远程呼叫站，用于提醒运动员检录等活动。

　　无论本系统内正播放音乐或广播通知，紧急通告具有最高优先并以最大音量传输至所选择的广播区，即使该区的扬声器回路被关闭或音量控制于最低位置时自动实现全功率播放。

　　公共广播系统解决方案的特点

　　各场馆内部设备分散布置：

　　为了减少铜缆的消耗，降低系统布线的工作量和难度，各场馆内部的设备采用分散布置的方式。

　　设备可共享：

　　公共广播系统与场地扩声系统留有接口。能实现信号互通。

　　在未设置专用场地扩声系统的训练场馆，采用博世公共广播系统集成专业扩声音箱的方式实现场地扩声。主要的应用包括：体育训练场采用博世斑丽功放配合EV MH系列号角实现大场地、远距离扩声;网球半决赛内各预选场采用博世远程呼叫站及20W号角扬声器实现现场场地音频采集及扩声;游泳馆热身池采用博世BAM功放配合EVZX系列定压扬声器实现场地扩声。

　　线路衰减损耗：

　　要求从功放设备的输出端至线路上最远的用户扬声器的线路衰减损耗不大于1dB(1000Hz时)。

　　解决办法：将各分区线路就近接入各场馆内中央控制室(或弱电间)，并将大功率、远距离线路线径加粗。室外线路采用2*4mm2线缆，室内主干线采用2*2.5mm2线缆，分支采用2*1.5mm2线缆。

　　体育场馆公共广播系统的特点

　　体育场馆的公共广播及语音疏散系统要求和一般建筑相比，大体需求相似，仍有一定的特殊性。由于是人群聚集场所，对系统稳定性要求高可以考虑分体式布置，这样即使某个局部的主机或系统出现故障，不会影响整个系统的运行，减少了系统运行风险，增加了系统稳定性。

　　此外，可以考虑采用冗余的结构，包括总线的冗余，音频网络的冗余建设。

　　应对场馆占地面积广，分体建筑多的特点

　　分布式拓扑结构

　　体育场馆面积大，扬声器线路长，一般可根据功能区域的分布，将功放分布式摆放，减少布线成本，减少控制中心电力负载。

　　通过专网传输数字音频由于要求音频信号传输距离远，可通过数字音频传输音频信号，通过减少功率传输距离，减少音频功率衰减。可以考虑为系统建立广播系统专网，通过CobraNet协议传输无损的数字音频信号，以提高系统音质。

　　分区要求

　　要求广播系统能通过详细的语音广播明确地对场馆的任何一个场所进行广播。

　　分区方案原则上取决于客户的需要。通常可参考下列规则：

　　▲体育场馆通常以看台分区、贵宾席分区、管理分区。

　　▲体育场馆管理部门与公共场所、运动员场所宜分别设区。

　　▲重要部门或广播扬声器音量有必要由现场人员任意调节的宜单独设区。