智能体育场馆设计.docx

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智能体育场馆设计

智能体育场馆设计

杨振国

现代化的体育场馆，除建筑造型体现现代化以外，其主要的方面莫过于现代信息技术在体育场馆中的成功应用，从而提升了体育场馆的现代化水平。

体育场馆的建设，随着科学技术的进步，许多新产品、新技术都逐渐应用到场馆的建设中，更好地为体育竞赛和运动会组织工作等服务。

体育场的智能工程智能化系统分以下四个部分：

智能监控系统、通信网络系统、场馆专用系统、应用信息系统。

1、智能监控系统

智能监控系统通过对体育场内各类机电设备的运行状况、安全状况、能源使用状况等实行自动检测、控制与综合管理，对于体育场内影响环境舒适性的温度、湿度、风速等指标的调节，对破坏环境安全性的恐怖、骚乱、火灾等因素的监控，保证所监控对象的安全、正常和协调运行，保证体育比赛和其它活动正常进行，同时为体育场馆的经济运行和日常管理提供技术手段，达到场馆管理要求。

其子系统包括：

建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、安全防范系统、广播系统、建筑设备集成管理系统。

在体育场智能监控中心形成统一的消防中心、安防中心、楼控中心、广播中心、集成中心。

各场馆的智能化子系统与体育场的智能化监控中心之间进行联网，信息共享，由体育场的智能监控中心统一指挥调度。

1.1设备监控系统

1.1.1系统采用实时监控、分布式管理，主机设于体育场设备监控室，其它需要对系统进行控制的场所设DDC工作站或控制屏。

系统支持多种通信接口和协议，并具有接口开放和开放功能。

1.1.2控制器采用现场控制方式，控制器之间采用点对点通信方式，控制器具有独立检测和控制功能。

1.1.3监控范围：

冷热源系统、空调与通风系统、变配电系统、照明系统、给排水系统、电梯系统、草坪喷洒系统、远程抄表计量系统等。

1.1.4通过体育中心控制网络平台将各场馆镂控系统联网，信息共享，通过关键数据的上传，在体育场智能监控中心可以对整个体育中心楼宇控制进行必要的统一监视。

1.2火灾自动报警及联动控制系统

1.2.1系统按火灾报警系统一级保护对象设计，采用控制中心报警系统。

1.2.2场馆内消防控制设于首层消防控制室内，内置火灾自动报警控制、消防联动控制装置、彩色图形显示装置、消防专用电话总机、火灾应急广播控制盘，负责整个体育场馆内的火灾报警信号，消防设备的集中控制和消防指挥。

火灾自动报警系统应具有与集成管理系统的通信接口，预留与城市消防系统联网的网络接口。

1.2.3选用智能型火灾报警控制器和联动控制装置，回路采用总线制连接方式。

1.2.4按防火分区及使用功能划分报警区，并按环境特点设置相应类型的探测器。

1.2.5火灾应急广播系统由公共广播系统兼任。

1.3安全防范系统

1.3.1系统采用集成式联网型，赛时主控中心设于能看到现场情况的安保指挥和监控室，首层的交通监控指挥室赛时为分控中心，赛后为主控中心。

1.3.2系统有闭路电视监控、入侵报警系统、出入口控制系统、保安巡更和安防信息综合管理系统组成。

1.3.3安防信息综合管理系统通过统一的系统平台将安全防范各个子系统联网。

安防信息综合管理系统具有标准、开放的通信接口和协议，并留有与公安、110报警联网的通信接口。

1.3.4闭路电视监控系统采用网络数字视频监控系统，该系统以IP（因特网协议）网络为传输介质，由摄像机、视频数字转换器、视频录像机、视频服务器和网络设备等组成。

1.3.5入侵报警及出入口控制系统采用联网式控制器，控制器能够独立工作，维护本区域的正常运行。

1.3.6保安巡更系统采用离线式巡更系统，根据需要设置巡更点和巡更路线。

1.3.7通过体育中心的控制网络平台将各场馆安防系统联网，信息共享。

在体育场智能监控中心可以对整个体育中心的安防视频信号进行统一监控调看。

1.4建筑设备集成管理系统

与后面所述的比赛中央控制系统结合在一起汇报。

2、通信网络系统

系统通过为体育场馆内的信息的传输提供网络平台，以支持语言、数据、图像、控制信号和多媒体信息的接收、存储、处理、交换、传送、播放，从而满足体育比赛和场馆管理中对各种信息的通信和广播的要求。

其子系统包括：

综合布线系统、语音通信系统、信息网络系统、有线电视和视频转播系统、公共（应急）广播系统、电子会议系统等。

2.1场馆内综合布线系统采用三层星型全沉余路由拓补结构，设BD（建筑物配线架）、FD（楼层配线架）、TO（工作区的信息插座），从BD到FD，从FD到TO，每个局部的物理拓补结构都是采用星型拓补结构。

2.1.2BD设于场馆内数据网络中心，FD设于弱电间内，并在评论控制室放置赛时楼层配线架FD，保证FD至每个工作区的距离不超过90米。

2.1.3标准信息接口遍布场馆，布置应结合赛时和赛后的综合需要。

一些赛时用房，赛后撤销改为运动场所，信息接口采用固定与无线相结合。

2.1.4系统采用光纤及六类配线器材，满足千兆以太网及ATM（异步传输模式）等运行要求。

2.2语音通信系统

2.2.1通信系统分为固定通信系统、移动通信系统和体育场馆专用的集群通信系统（无线对讲系统）。

2.2.2固定通信系统的语言交换机放置在电话机房内，由电话机房内采用大对数铜缆引到建筑物配线架BD。

2.2.3移动通信系统是指手机用户的无线网络的覆盖系统，场馆建筑由于屏蔽效应可能出现移动通信盲区，应设置移动通信中继收发通信设备，保证场馆内的移动用户可与外界无间断通信。

2.2.4体育场馆专用集群通信系统（无线对讲系统）可为赛时组织者、场馆保安、物业管理等人员提供通信服务。

在体育场馆中按需设置收发基站，并配置相应数量对讲机确保用户在任何地点进行双向通信。

2.3信息网络系统

2.3.1信息网络系统是一个局域网，通过城域网与主数据中心相连。

2.3.2信息网络系统的设计，除考虑数据、图像带宽的需求外，还要考虑数字视频信号传输对带宽的需要。

考虑到场馆在举办赛事时对信息网络通信的需求量大这一特殊性，在场馆中增加无线网络来满足赛时对网络系统的要求。

2.3.3信息网络系统建设，依据业务承载类型的不同划分为数据网络和控制网络两部分，两者将实现完全的物理隔离从而避免业务及线路相互干扰。

数据网络主要承载业务包括赛事数据传输系统、组委会办公系统、物业管理系统、VOD系统、会议电视系统、E-MAIL及信息互联系统等，该网络在部署有线网络同时还利用无线网络对各场馆实行覆盖，满足体育中心对数据网络接入的需求。

控制网络主要承载业务包括视频监控系统、公共广播系统、安全出入口控制系统、售验票闸机系统、信息引导系统、升旗控制系统和楼宇控制系统等，该网络主要实现各弱电控制系统信号的可靠传输，对各分系统实现有效管理。

2.3.4体育中心数据网络总体上考虑采用三层星型全沉余路由拓扑结构，数据网络系统由核心层、汇聚层和接入层组成。

核心层设于体育场，其它场馆设置汇聚层和接入层二级结构，便于网络可靠运行、高效管理和业务扩展，并为场馆今后日常化经营建立坚实的数据平台。

体育场馆的控制网络络总体上也采用三层星型全沉余路由拓扑结构，控制网络系统由核心层、汇聚层和接入层组成。

，核心层设于体育场，其它场馆设置汇聚层和接入层二级结构，以大幅度提高网络的可靠性和安全性，避免由于网络故障造成控制信号的遗漏、错误或延时。

2.3.5计算机网络具备性能管理、故障管理、配置管理、服务器监视等网络管理能力。

采用基于全网的VLAN技术，通过核心路由交换的设备配置，与AAA认证、授权、统计、服务器相配合严格控制VLAN之间的访问。

2.4有线电视系统

2.4.1系统设接收本场馆电视转播信号和外网有线电视信号的输入接口，1000MHZ带宽的双向高隔离度的邻频传输系统，为场馆提供视频宽带网的服务。

2.4.2采用以光缆为传输干线，以同轴电缆为入户分配网的双向HFC（混合光纤同轴电缆）方式，用户分配网络星型分布。

2.5公共、应急广播及扩声系统

2.5.1系统包括可能同时独立使用的以下子系统：

走道、大厅、房间、地下室等公共广播系统；场馆外的广播系统；观众席的扩声系统；比赛场地的扩声系统；运动员、教练员、裁判、医务等人员休息、练习、工作场所检录呼叫系统；热身场地扩声系统；其它系统。

2.5.2扩声系统按《体育馆声学设计及测量规程》（JGJ/T131-2000）的扩声特性指标一级来设计，公共、应急广播参照《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中的语音和音乐兼用扩声系统二级来设计。

2.5.3系统按防火分区和体育工艺要求划分广播分区，广播分区不跨越防火分区。

2.5.4系统采用数字化的网络型音频矩阵控制系统，其具有强大的音频处理和控制能力，便于赛时和赛后的调整利用，可以设计出各种类型的音频系统。

2.5.5公共广播兼做应急广播，系统把音乐广播、业务性广播、检录呼叫广播和应急广播有机的结合在一起，具有优先控制、分区选择、故障检测与自动功放备份等功能。

2.5.6消防控制室具有最高级别的优先权，消防控制室能够监控用于应急广播的功率放大器的工作状态，并能控制广播系统包括扩声系统，强制进行应急广播。

2.6电子会议系统、同声传译系统

2.6.1电子会议系统，通过计算机多媒体技术和互联网，可进行运动会期间异地多处的电视会议，便于直观、更及时的商讨有关事宜。

设大型电子会议系统和分散小型会议系统。

2.6.2同声传译系统，是专门为举办国际性运动会而设，解决会议时语言不通的问题，一般可参照高档会议中心设置，设置6—8种语言即可。

2.7车载系统

对一些不在体育场内进行比赛的项目，例如马拉松、竞走、自行车赛等，要求在竞赛过程中，能实时将各赛段或时间段的比赛信息发出，实时的报道竞赛成绩和赛况等一系列信息。

该信息可传至运动场的计算机大屏幕显示系统及电视转播系统，也可传至各有关部门。

同时车载系统也可以起到后备增援作用，例如某场地的某些系统出现故障，车载系统可以立即赶到现场增援，保证竞赛按时正常举行，为大会安排增取时间。

3、场馆专用系统

通过体育赛事提供的技术支持手段，为赛事组织提供必要的管理和服务，满足赛事的规则对现场要求的条件，达到使赛事顺利进行的目的。

其子系统包括：

屏幕显示及控制系统、扩声系统、场地照明及控制系统、计时计分及现场成绩处理系统、现场影像采集及回放系统、售验票系统、电视转播和现场评论系统、主计时钟系统、升旗控制系统、比赛中央控制系统。

3.1屏幕显示及控制系统

3.1.1屏幕显示系统按照体育场馆使用的特点可以分为以下两类：

a比赛信息显示屏系统，指的是比赛时，场馆内使用的各种类型的比赛信息和成绩显示牌、显示屏的显示及其传输、控制系统。

该显示屏系统由满足国家及国际各单项体育组织要求的厂家提供。

b彩色视频显示屏系统，指的是场馆内既可以显示赛事图像，又可以显示比赛信息和比赛成绩的显示屏及控制系统。

3.1.2在观众区内可以设置两块全彩色大显示屏，满足场馆内95%以上正式固定的观众席最大距离要求。

在运动员检录处、新闻发布厅、贵宾休息区、电梯前室、大厅等处设置信息引导彩色等离子显示屏。

3.1.3电子显示屏系统与成绩处理系统、扩声系统、电视转播系统、计算机网络系统相连，实现成绩、信息显示公告等。

3.2比赛广播及信息发布系统

体育场馆的比赛广播和信息发布系统，是场馆比赛时，向运动员、教练员及广大观众提供实时比赛成绩公告、赛程安排和现场比赛画面服务的系统。

3.2.1系统功能

比赛信息显示系统指的是，比赛时场馆内设置在各个不同功能分区信息显示装置—显示器、电视机等的信息显示及其传输控制系统。

比赛广播系统指的是，比赛时场馆内设置在各个不同功能分区的广播扬声器针对不同的人群播放的各种不同类型的赛事信息广播及其传输的控制系统。

3.2.2系统组成

比赛广播和信息发布系统主要由计算机、计算机控制网络，音源（音频工作站）、多媒体视频节目实时编辑服务器、多媒体视频节目播出工作站、电视节目源及其他视频源、网络数控主机，闭路电视传输分配网络，数控接收端及相应系统控制软件等部分组成。

3.2.3系统结构

系统应采用网络化结构设计，系统控制和信号传输实现数据网络化，可以通过IT网络进行系统操作和管理，通过闭路电视数据网络实现音频信号、视频信号和数字控制信号的无压缩传输和控制，所有智能化数控接收机都有自我检测和独立运行功能，即便是主机停止工作，每个接收机也能按照原来记忆独立有序的工作，系统广播不会发生混乱。

在场馆比赛时的竞赛指挥部的信息工作人员和现场总指挥可以通过终端计算机进行信息广播和发布的控制和指令任务的执行，实行远程控制和管理。

该系统由广播系统和屏幕显示系统兼顾。

3.3场地照明及控制系统

3.3.1系统能灵活配合不同比赛项目的照明需求，按日常维护与清洁、训练、娱乐与集会、各类比赛、彩电转播等使用功能不同模式进行编程控制。

采用集中智能控制系统，远程控制与现场控制相结合，具有实时控制和故障检测功能。

3.3.2照明现场控制器能够独立工作，中央监控设备的工作停止不能影响现场控制器的正常工作。

3.4计时计分及现场成绩处理系统

计时计分及现场成绩处理系统是体育场馆进行体育比赛的技术支持系统，系统应满足竞赛规则的要求，同时应具备与其他系统进行数据交换的能力。

该系统由满足国家及国际各单项体育组织的要求的厂家提供。

3.4.1计时计分与成绩处理系统作为采集、处理、显示比赛成绩及赛事中的计时系统，对赛事的顺利进行至关重要。

它主要分为数据采集部分、数据处理和显示系统。

其中数据采集系统主要为比赛控制计时设备，现场裁判员计分计时器，各种赛事数据设备。

数据处理系统设置在比赛专用计算机机房，通过专用软件，将比赛成绩和赛场数据进行统计、平均、排名、存储。

计时记分系统是现场进行体育比赛最基本的技术支持系统，负担着所有比赛成绩采集和基本处理。

现场成绩处理系统是紧随计时计分系统之后对相关比赛成绩作进一步处理和多种信息服务。

3.4.2成绩处理系统是由各单项的现场成绩处理系统和综合成绩处理系统组成，它需要在局域网和广域网下运行，同时需要与其他系统存在数据交换。

因此，要求成绩处理系统、准确的进行数据处理。

3.4.3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、终点摄像机房。

3.4.4计时记分系统是成绩处理系统的前沿采集系统，除自身形成完整的数据评判体系外，还可将其采集的数据通过技术接口传送给现场大屏幕显示系统、广播电视系统和成绩处理系统，该系统根据竞赛规则，对比赛全过程产生的成绩及各种环境因素进行监视、测量、量化处理、显示公布，同时向相关部门提供所需的竞赛信息。

要和其他系统协商硬件接口问题和传输协议。

3.5现场影像采集及回放系统

该系统根据需要由闭路电视监控系统兼顾，预留接口。

3.6售验票系统

3.6.1场馆售验票系统是以磁卡、IC卡或条码卡等媒介为门票，结合智能卡技术、信息安全技术、软件技术、网络技术及机械技术的智能化票务管理系统。

3.6.2场馆售验票系统由门票制作部分、售票部分、通道验票部分，以及体育场馆票务综合监控管理等部分组成。

3.7实况转播系统和现场评论系统

电视实况转播，能给运动会主办机构带来巨大的经济效益。

希望获得直播的新闻机构，须向主办机构认购转播权。

本地电视台可将竞赛实况实时通过微波传送到电视台，异国的实况转播则通过卫星将实况转播送到目的地进行播放。

不同的比赛项目对电视转播机位的要求不同，应该根据比赛项目对电视转播工艺的要求来设置摄像机位，并预留电缆沟至室外媒体综合区。

该系统根据需要由电视转播系统兼顾，预留接口。

3.8主计时时钟系统

3.8.1系统设置中心母钟，中心母钟接受来自GPS（全球定位系统）的标准时间信号作为主信号，接受CCTV标准时间信号作为备用信号，为各种系统提供统一时间。

3.8.2子钟接受母钟所传送的标准时间信号，进行时间显示，子钟具备独立的工作能力。

3.9升旗控制系统

3.9.1系统由电动升旗旗杆、现场同步控制器、后台控制系统等组成，具备手、自动互换功能，保证在自动控制系统出现故障时，可以通过手动控制升旗。

3.9.2系统具备远程联网控制功能，可以实现与场地扩声系统的连接，也可通过中央控制系统实现统一控制。

应保证所奏国歌时间和国旗上升到旗杆顶部的时间同步。

3.10兴奋剂检测系统

为了保证竞赛的公平、公正，从另一方面维护运动员的身心健康，国际奥运会对兴奋剂检测有严格的规定和要求，这是运动会期间一项重要内容。

检测中心将药监信息，乃至图像，经多媒体系统传输到有关部门或机构。

该系统要求有较宽的的带宽，以满足此项工作的需要。

3.11比赛中央控制系统集成

系统主要是为比赛组织者在赛会期间，提供一个为比赛服务的集成控制环境，与建筑设备集成管理系统一设计，通过综合布线系统及计算机网络技术，把火灾自动报警及联动控制系统（只监视不控制）、设备监控系统、安全防范系统、公共、应急广播及扩声系统、屏幕显示系统、场地照明及控制系统、计时记分及现场成绩处理系统、现场摄像采集及回放系统、售验票系统、主计时时钟系统、升旗控制系统等具有完整功能的独立子系统整合成一个有机体。

该系统可以根据需要分步实施，所有子系统都要提供OPC（用于过程控制的对象链接嵌入）标准接口，以便随时建立基于OPC的智能集成管理系统。

由弱电集成商进行整个系统集成，把BAS、CAS、OAS三者有机的结合在一个平台上。

4、应用信息系统

应用信息系统为体育赛事组织、场馆运营和物业管理业务提供应用服务数据库、信息集成平台和对外信息门户，提高信息的时效性，实现管理自动化，为管理者提供辅助决策支持，已达到提高效率、节约资源和提高经济效益的目的。

为应用信息系统提供相关软件。

5、体育场智能系统集成框图