王 小 安

(華東建筑設(shè)計(jì)研究總院, 上?！?00002)

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大劇院智能化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

王 小 安

(華東建筑設(shè)計(jì)研究總院, 上海200002)

結(jié)合江蘇大劇院實(shí)例,介紹了大劇院智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容,明確了大劇院專用系統(tǒng)應(yīng)有的設(shè)計(jì)要求,主要闡述了大劇院智能化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,重點(diǎn)介紹了幾個(gè)智能化特殊子系統(tǒng)的設(shè)計(jì),以期為類似的觀演建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

大劇院; 智能化系統(tǒng); 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng); 網(wǎng)絡(luò)高清直播系統(tǒng); 電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)

0　引　言

近年來(lái),全國(guó)許多地方都開(kāi)始建設(shè)城市標(biāo)志性的大型公共文化設(shè)施,以滿足人民群眾多方面、多層次的文化需求。為高雅藝術(shù)和大型演出提供平臺(tái)的大劇院投資成本巨大,建筑主體求新求異,但如何建設(shè)大劇院智能化系統(tǒng)還需進(jìn)一步探索。為此,本文結(jié)合江蘇大劇院項(xiàng)目,闡述了大劇院智能化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

1　工程概況

江蘇大劇院項(xiàng)目基地凈用地面積約為19.663 3萬(wàn)m2,總建筑面積為260 862.9 m2,建筑高度為47.185 m,地上7層,地下1層,包括2 290座歌劇廳、991座戲劇廳、1 487座音樂(lè)廳和2 700座大綜藝廳、774座小綜藝廳、300座多功能廳以及附屬配套設(shè)施。該大劇院建筑在滿足使用功能的同時(shí),按照三星級(jí)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

江蘇大劇院效果圖如圖1所示。

2　智能化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

江蘇大劇院智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體構(gòu)架包括1個(gè)總的通信網(wǎng)絡(luò)中心(設(shè)于商業(yè)區(qū)1F)、1個(gè)消防安?？刂浦行?設(shè)于歌劇廳1F),再結(jié)合該大劇院的功能特點(diǎn),在戲劇院、音樂(lè)廳、綜藝廳和商業(yè)區(qū)分別設(shè)置獨(dú)立的消防安保分控中心以及電視前端機(jī)房等,并分別建立服務(wù)各功能區(qū)的智能化系統(tǒng)[1-2]。

圖1　江蘇大劇院效果圖

本文從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、觀演廳內(nèi)部無(wú)線接入點(diǎn)(Access Point,AP)系統(tǒng)、觀演廳手機(jī)信號(hào)屏蔽系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)高清直播系統(tǒng)、電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)、電子票務(wù)系統(tǒng)、多媒體會(huì)議系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)集成等方面介紹了該大劇院智能化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)網(wǎng)絡(luò)高清直播、票務(wù)處理、信息發(fā)布、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、辦公自動(dòng)化、財(cái)務(wù)、物業(yè)管理、視頻點(diǎn)播、安全防范等任務(wù),是智能化信息通道及系統(tǒng)集成的紐帶。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為辦公內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)。

(1) 辦公內(nèi)網(wǎng)承載OA系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)、售檢票系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)高清直播等劇院日常辦公的IT業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

(2) 外網(wǎng)對(duì)用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù),以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為主,重點(diǎn)考慮售票處、休息區(qū)、劇場(chǎng)、公共區(qū)、商業(yè)區(qū)等用戶可能長(zhǎng)時(shí)間停留的區(qū)域。

(3) 設(shè)備網(wǎng)承載視頻監(jiān)控、防盜報(bào)警、多媒體信息發(fā)布等業(yè)務(wù)系統(tǒng),直接與IP攝像頭、入侵報(bào)警系統(tǒng)、樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、LED屏幕等基礎(chǔ)設(shè)施相連,安保總控中心集中存儲(chǔ)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如圖3所示。

2.2觀演廳內(nèi)部無(wú)線AP系統(tǒng)

觀演廳內(nèi)部空間高大,觀眾席多為階梯狀,天花板高度達(dá)15～20 m,處于普通無(wú)線AP的覆蓋半徑的邊緣區(qū)域,即無(wú)線接入設(shè)備距離天花板布置的無(wú)線AP距離過(guò)遠(yuǎn),存在較大的信號(hào)衰減;觀演廳面積大,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)AP實(shí)現(xiàn)接入的設(shè)備數(shù)量巨大,對(duì)無(wú)線AP設(shè)備的帶寬、AP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)都有較高的要求。以下就這兩方面進(jìn)行研究,并采取不同的解決措施。

圖3　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)用

(1) 增加天線部署,保證信號(hào)優(yōu)良。大型觀演廳AP布置示意如圖4所示。

(2) 設(shè)計(jì)減少同頻干擾的技術(shù)措施。在無(wú)線通信系統(tǒng)中,為了提高頻率利用率和增加系統(tǒng)的容量,常采用頻率復(fù)用技術(shù)。在相隔一定距離的給定覆蓋區(qū)域內(nèi)存在許多使用同一組頻率的小區(qū),這些小區(qū)稱為同頻小區(qū),它們之間的干擾稱為同頻干擾。為減少同頻干擾,在實(shí)際觀演廳項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,采用蜂窩式無(wú)線覆蓋、Z軸空間信道規(guī)劃、高密度區(qū)域的無(wú)線覆蓋、強(qiáng)指向區(qū)域的無(wú)線覆蓋等措施。

圖4　大型觀演廳AP布置示意

2.3觀演廳手機(jī)信號(hào)屏蔽系統(tǒng)

根據(jù)觀演廳手機(jī)信號(hào)屏蔽系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和觀演廳的實(shí)際環(huán)境,定量分析整個(gè)觀演廳內(nèi)通信頻段、手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度和分布等情況,以便配置各區(qū)域屏蔽設(shè)備型號(hào)。

(1) 正確處理屏蔽強(qiáng)信號(hào),減小對(duì)外干擾。

(2) 采用時(shí)隙同步跟蹤TD導(dǎo)頻信號(hào)。

(3) 頻域點(diǎn)面結(jié)合覆蓋技術(shù),掃頻與點(diǎn)頻相結(jié)合。

(4) 以室外大面積屏蔽為主,室內(nèi)屏蔽只作補(bǔ)充。

(5) 充分控制各種天線水平/垂直角度和距離。

2.4網(wǎng)絡(luò)高清直播系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)高清直播系統(tǒng)是基于觀演建筑的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及3G、4G視頻、高清視頻服務(wù)器于一體的視頻直播平臺(tái),系統(tǒng)整體分為直播系統(tǒng)和視頻點(diǎn)播平臺(tái)兩大模塊。直播系統(tǒng)包括直播、直播轉(zhuǎn)發(fā)、錄制自動(dòng)發(fā)布,視頻點(diǎn)播包括資源點(diǎn)播、資源編目、遠(yuǎn)程上傳子系統(tǒng)等。

2.5電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)

為滿足電視直播的需求,在歌劇廳、戲劇院、音樂(lè)廳、綜藝廳內(nèi)預(yù)留電視轉(zhuǎn)播接口和線纜的預(yù)埋通道,每個(gè)觀演廳內(nèi)預(yù)留攝像機(jī)接口,滿足電視轉(zhuǎn)播現(xiàn)場(chǎng)攝像圖像采集的需求。每個(gè)觀演廳均設(shè)置電視轉(zhuǎn)播機(jī)房,現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播箱的所有接口線纜、光纜均匯聚至該機(jī)房,再引到現(xiàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)播車。一般電視轉(zhuǎn)播不建固定的視頻系統(tǒng),直播擬通過(guò)轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)來(lái)完成。

電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)構(gòu)成示意如圖5所示。

2.6電子票務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電子票務(wù)系統(tǒng)以通道驗(yàn)票機(jī)為終端,對(duì)售票/檢票過(guò)程實(shí)施電子化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)綜合管理,涉及條碼卡門票制作、發(fā)票售票系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)售票、自動(dòng)售票、自動(dòng)驗(yàn)票、通道驗(yàn)票系統(tǒng)、資源開(kāi)發(fā)決策系統(tǒng)及財(cái)務(wù)系統(tǒng)等。

圖5　電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)構(gòu)成示意

檢票設(shè)備采用自動(dòng)檢票機(jī)和無(wú)線手持檢票機(jī)相結(jié)合,可與網(wǎng)絡(luò)售票系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),也可以離線式檢票,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能識(shí)別與控制二次、三次進(jìn)站場(chǎng)的客票,并作出信息處理。

2.7多媒體會(huì)議系統(tǒng)

該大劇院內(nèi)設(shè)置有各種類型的會(huì)議室、多功能廳,在功能上滿足大型會(huì)議、文藝演出和室內(nèi)綜藝娛樂(lè)活動(dòng)的需要,實(shí)現(xiàn)發(fā)言、擴(kuò)聲、簽到、表決、同傳、視頻、攝像跟蹤、電視直播、錄音錄像、遠(yuǎn)程會(huì)議、舞臺(tái)燈光、舞臺(tái)機(jī)械、手機(jī)信號(hào)屏蔽、電影、會(huì)務(wù)管理、電影放映等功能[3-4]。

多媒體會(huì)議系統(tǒng)配置如表1所示。

會(huì)議各子系統(tǒng)功能要求:

(1) 發(fā)言系統(tǒng)。發(fā)言系統(tǒng)滿足參會(huì)人的發(fā)言和演出、合唱等功能要求,采用模擬發(fā)言系統(tǒng),同時(shí)配置演出專用有線、無(wú)線話筒和合唱專用話筒。

表1多媒體會(huì)議系統(tǒng)配置

功能類型座位數(shù)量數(shù)量會(huì)議發(fā)言會(huì)議擴(kuò)聲會(huì)議簽到會(huì)議表決電子票箱同聲傳譯攝像跟蹤遠(yuǎn)程會(huì)議會(huì)議錄播視頻顯示集中控制燈光系統(tǒng)手機(jī)屏蔽會(huì)務(wù)管理3D數(shù)字電影4D數(shù)字電影一般電影大會(huì)議廳30001√√√√√√√√√√√√√√中型會(huì)議室9001√√√√√√√√√√√√√國(guó)際報(bào)告廳9001√√√√√√√√√√√√√√高檔會(huì)議室1301√√√√√√√√√√√討論室11505√√√√√√√討論室210015√√√√√√貴賓接待室2010√√√√多功能廳8001√√√√√3D影院501√√√4D影院501√√√電影院1502√√√電影院21503√√√

(2) 擴(kuò)聲系統(tǒng)。觀眾廳主擴(kuò)聲系統(tǒng)采用左右通道+中央通道+超低音+環(huán)繞擴(kuò)聲方式,擴(kuò)聲系統(tǒng)中揚(yáng)聲器的選用應(yīng)按照GB 50371—2006《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的多用途類擴(kuò)聲一級(jí)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。

(3) 簽到系統(tǒng)。智能簽到系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀卡。

(4) 會(huì)議表決系統(tǒng)。會(huì)議表決系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)議案管理、投票表決管理功能,并支持在會(huì)議進(jìn)行期間對(duì)議案、議程和其他與會(huì)議相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修改。每次會(huì)議所表決的所有議案、出席人數(shù)、表決結(jié)果、表決時(shí)間應(yīng)及時(shí)存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和會(huì)務(wù)管理中心核心數(shù)據(jù)庫(kù)中,并可以導(dǎo)出備份或輸出打印。

(5) 電子智能投票箱。在選票投入時(shí),通過(guò)電子智能投票箱內(nèi)部的高速圖像掃描設(shè)備獲取選票的影像信息,并根據(jù)影像信息分析閱讀選票上的內(nèi)容,再將影像信息和識(shí)別結(jié)果發(fā)送給投票站的終端計(jì)算機(jī),然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭x舉委員會(huì)的總服務(wù)器,完成選票的匯總分析。

(6) 視頻攝像跟蹤系統(tǒng)。攝像機(jī)可自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)發(fā)言人進(jìn)行攝像,并將攝像畫面?zhèn)魉偷饺我庵付@示設(shè)備,同時(shí)也可手動(dòng)控制,并可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)攝像機(jī)之間及攝像機(jī)與視頻信號(hào)之間的快速切換。

(7) 音/視頻采集編輯系統(tǒng)。所有會(huì)議室采用一套網(wǎng)絡(luò)音/視頻采集編輯系統(tǒng),統(tǒng)一對(duì)各會(huì)議室的音/視頻進(jìn)行錄播。

(8) 遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)。視頻會(huì)議系統(tǒng)由視頻會(huì)議多點(diǎn)控制單元、視頻會(huì)議終端、攝像機(jī)等組成。遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)包含一個(gè)視頻會(huì)議主會(huì)場(chǎng)及多個(gè)分會(huì)場(chǎng),各會(huì)場(chǎng)分別與中心有2 m的同步數(shù)字體系(Synchrnous Digital Hierarchy,SDH)專線線路,另有公網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(Virtual Private Network,VPN)線路作為備份。各會(huì)場(chǎng)終端通過(guò)專線網(wǎng)絡(luò)接入位于運(yùn)行中心的視頻會(huì)議多點(diǎn)控制單元,滿足遠(yuǎn)程視頻會(huì)議的需求。

(9) 同聲傳譯系統(tǒng)。系統(tǒng)由同傳中央控制器、紅外發(fā)射主機(jī)、紅外發(fā)射板、譯員機(jī)、同傳翻譯間、同傳耳機(jī)(代表接收單元)等組成。譯員機(jī)和翻譯間的數(shù)量根據(jù)會(huì)議語(yǔ)言數(shù)來(lái)確定,同傳耳機(jī)根據(jù)參會(huì)人數(shù)來(lái)定。

2.8智能化系統(tǒng)集成

利用綜合布線系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)技術(shù),配合開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,構(gòu)成(設(shè)備)管理通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),以供建筑物內(nèi)的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)(含視頻安防監(jiān)控、門禁、巡更及防盜報(bào)警子系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)) 及消防系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備之用,達(dá)到智能化系統(tǒng)集成的目的。

(1) 系統(tǒng)構(gòu)架。集成管理系統(tǒng)監(jiān)控和管理的對(duì)象包括建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)接口、能源計(jì)量系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公共及應(yīng)急廣播系統(tǒng)。根據(jù)各類設(shè)備所要完成的功能,建筑自動(dòng)化管理系統(tǒng)由對(duì)應(yīng)的各分系統(tǒng)組成,它們相對(duì)獨(dú)立工作,完成各系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)。

(2) 智能集成系統(tǒng)的功能。

① 建立統(tǒng)一的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的無(wú)縫集成,通過(guò)中央站完成劇院內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控、管理、數(shù)據(jù)采集、聯(lián)動(dòng)控制和圖像監(jiān)視等功能[5]。

② 對(duì)大劇院內(nèi)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,提供其運(yùn)行曲線、時(shí)間累計(jì)、報(bào)表。

③ 提供有關(guān)劇院內(nèi)能源消耗統(tǒng)計(jì)、設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)指南、設(shè)備安裝位置及數(shù)量等相關(guān)數(shù)據(jù)。

④ 具有綜合查詢功能?？裳杆贆z索某信息點(diǎn)所在區(qū)域平面圖,也可通過(guò)圖形名稱來(lái)檢索該圖形中若干信息點(diǎn),如以時(shí)間檢索報(bào)警點(diǎn)狀態(tài),以傳感器或探測(cè)器類型檢索設(shè)備狀態(tài),以時(shí)間檢索持卡人進(jìn)出控制通道記錄。

⑤ 提供各類專門報(bào)告書(shū)。如按分區(qū)提供電能用量信息,作為財(cái)務(wù)核算的依據(jù),為管理提供相關(guān)資料。

⑥ 具有遠(yuǎn)程通信接口,管理者可通過(guò)節(jié)點(diǎn)與集成系統(tǒng)主機(jī)的通信,對(duì)大劇院進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3　結(jié)　語(yǔ)

對(duì)江蘇大劇院智能化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究,體現(xiàn)了觀演類建筑的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中個(gè)性方面的需求。觀演類建筑的核心功能可以概括為“觀”、“演”、“管”三個(gè)方面,需在這些方面結(jié)合智能化設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理,從而為觀眾提供良好的欣賞演出的安全場(chǎng)所,滿足觀眾在觀演活動(dòng)中的信息需求,為演員提供符合演出需要的臨時(shí)業(yè)務(wù)工作場(chǎng)所,為管理人員提供功能完善的智能集中管理,滿足管理公司對(duì)演出管理活動(dòng)硬件和軟件上的需要,有利于管理公司的經(jīng)營(yíng),并能為演播廳的盈虧、管理決策提供必要的條件和設(shè)施。

[1]智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50314—2015[S].

[2]民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ 16—2008[S].

[3]電子會(huì)議系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50799—2012[S].

[4]會(huì)議電視會(huì)場(chǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50635—2010[S].

[5]劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ 57—2000[S].

Key Technologies Application of Intelligent System for Grand Theater

WANG Xiaoan

(East China Architectural Design & Research Institute, Shanghai 200002, China)

Combining by Jiangsu Grand Theater as an example,this paper described the design contents of intelligent system for grand theater,and explicated the design requirements for its dedicated system.The key techonologies application of intelligent system for Jiangsu Grand Theater were mainly discussed,and a few special intelligent subsystem designs were focused on.It can provide references for intelligent system design of similar building.

grand theater; intelligent system; computer network system; network high-definition broadcast system; television relay system

王小安(1963—),男,高級(jí)工程師,從事建筑電氣及智能化設(shè)計(jì)。

TU 855

B

1674-8417(2016)07-0001-05

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.07.001

2016-06-30