1引言
隨著我國體育運(yùn)動的蓬勃發(fā)展，對各種體育場館設(shè)施的智能化要求逐步提高。體育館智能化系統(tǒng)（gymnasium intelligent system，gis）是現(xiàn)代化大型體育館的大腦和神經(jīng)，是體育賽事順利進(jìn)行的重要保證。完備的gis一方面可以使體育賽事更加公正、準(zhǔn)確，裁判員的工作效率大大提高，另一方面，可提高體育比賽的觀賞程度，增加體育場館及體育比賽的社會效益。因此研究大型體育館的智能化系統(tǒng)對提高體育館的現(xiàn)代化水平、承接大型國際比賽、提高體育比賽辦賽能力和運(yùn)動員的比賽成績、以及滿足觀眾的觀賞要求都有重要的意義。
目前，有關(guān)大型體育館的智能化系統(tǒng)的研究還處于起步和摸索階段，這方面的研究成果較少。本文以湘潭大學(xué)體育館為例，對體育館智能化系統(tǒng)的特點(diǎn)以及各個智能化子系統(tǒng)進(jìn)行介紹，并且對體育館智能化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討。文中的研究成果對我國大型體育館的智能化系統(tǒng)建設(shè)有一定的參考價值。
2體育館智能化系統(tǒng)的特點(diǎn)及概況
作為一個綜合性場館，體育場館獨(dú)特的使用功能及特點(diǎn)使其智能化系統(tǒng)與其他一般大廈的智能化區(qū)別很大，首先針對體育場館的比賽特性，其對智能化系統(tǒng)子系統(tǒng)的偏重性有很大不同，更注重綜合布線、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、場地?zé)艄狻U(kuò)聲及與體育競賽直接相關(guān)的計時記分系統(tǒng)、直播系統(tǒng)等，而在其他智能大廈中占主導(dǎo)地位的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星接收及有線電視系統(tǒng)等子系統(tǒng)在此卻不占主導(dǎo)地位；另外由于體育場館占地面積大，樓層低，設(shè)備分散，無論從布點(diǎn)還是設(shè)備管理上都會比大廈增加一定的難度，針對相同的子系統(tǒng)，比如綜合布線、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等雖然達(dá)到目的是相同的，但設(shè)計思想及施工手段卻大大不同，就要求設(shè)計施工人員及管理人員針對體育場館的特性針對性進(jìn)行設(shè)計施工及管理。
體育館智能化系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)工程。包括場館內(nèi)的眾多子系統(tǒng)，按其功能分類為：
（1）場館日常運(yùn)行基礎(chǔ)子系統(tǒng)：樓宇自控系統(tǒng)、計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與綜合布線系統(tǒng)等。
（2）場館安全保障子系統(tǒng)：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、保安電子巡更系統(tǒng)等。
（3）為競賽訓(xùn)練和大型活動服務(wù)的子系統(tǒng)：場地?zé)艄庀到y(tǒng)、音響擴(kuò)聲系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)等
（4）為大型賽事提供信息服務(wù)的子系統(tǒng)：計時記分系統(tǒng)、電視轉(zhuǎn)播及評論系統(tǒng)、新聞中心、場地led大屏幕顯示系統(tǒng)等?！?br>
3場館日常運(yùn)行基礎(chǔ)子系統(tǒng)
3.1 樓宇自控系統(tǒng)
建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)亦稱樓宇自控系統(tǒng)，應(yīng)納入bms系統(tǒng)集成的范疇，其納入bms系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)的方式是采用先進(jìn)可靠的樓宇自動化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和總線形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)場館內(nèi)各專業(yè)子系統(tǒng)之間的相互操作、快速響應(yīng)與聯(lián)動控制的功能，以及設(shè)備的監(jiān)視和自動控制的能力。
樓宇自控系統(tǒng)包括對冷熱源系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和管理?？刂坪托畔⒉杉δ軐⒂蒪as中的ddc控制器、操作站共同完成，并通過bas/pc網(wǎng)絡(luò)通訊接口向bms系統(tǒng)提供實(shí)時監(jiān)控信息與數(shù)據(jù)。
建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱監(jiān)控系統(tǒng)），網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式采用集散式控制的方式，即集中監(jiān)視、分散控制。整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三級，第一級為中央工作站，設(shè)于控制中心，第二級為直接數(shù)字式控制器（ddc），第三級為采集現(xiàn)場信號的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。直接數(shù)字式控制器（ddc）、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨被控設(shè)備就地設(shè)置。中央工作站和直接數(shù)字式控制器（ddc）通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口，用專用的通信電纜組成總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)可與場館商業(yè)開發(fā)部分監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)實(shí)現(xiàn)無縫集成，通過體育館公用辦公網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸和管理。本監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)（即：體育館公用辦公網(wǎng)）與消防報警、綜合保安、變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)進(jìn)行集成，這有利于實(shí)現(xiàn)對各建筑物智能系統(tǒng)的信息集中管理，系統(tǒng)之間的事件聯(lián)動，提高系統(tǒng)總體決策能力，保證各種賽事活動順利進(jìn)行。
3.2 綜合布線系統(tǒng)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
就綜合布線與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，體育館中沒有什么特別之處，屬于建筑物中通用控制系統(tǒng)。根據(jù)本體育館建筑結(jié)構(gòu)和平面布局的特點(diǎn)，在該館中設(shè)置了一個弱電豎井，共計33個信息點(diǎn)，主要集中在物業(yè)管理等各類機(jī)房/辦公室，新聞發(fā)布中心、裁判席/記者席等位置。
信息主干采用千兆到桌面的設(shè)計思想，水平線纜采用6類utp雙絞線，信息點(diǎn)采用6類信息模塊；個別需求的信息點(diǎn)采用光纖到桌面模式。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)區(qū)分為平時管理的辦公網(wǎng)絡(luò)和賽事管理網(wǎng)絡(luò)兩部分，同時可以根據(jù)需要隨時擴(kuò)展設(shè)置局部無線網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)。在新聞發(fā)布廳、記者席等位置空間通過設(shè)置無線局域網(wǎng)的ap點(diǎn)，在有賽事時，現(xiàn)場記者可以利用隨身攜帶的筆記本電腦，通過無線局域網(wǎng)絡(luò)方便快速地傳遞新聞報道稿件或比賽現(xiàn)場圖片。
本工程賽事管理網(wǎng)絡(luò)僅提供用于組網(wǎng)的基礎(chǔ)平臺，即核心交換機(jī)、工作組交換機(jī)、路由器、雙絞線/光纖的跳線等到位，而比賽現(xiàn)場管理用的服務(wù)器、賽事管理軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件等，需要根據(jù)不同的賽事，由賽事組委會組織專門的技術(shù)人員組建臨時的賽事管理網(wǎng)絡(luò)。
4場館安全保障子系統(tǒng)
4.1 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字系統(tǒng)，在保證視頻傳輸?shù)膶?shí)時性、可靠性的同時，充分利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息傳遞和布線靈活的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性。系統(tǒng)設(shè)計具有下述特點(diǎn)：無盲點(diǎn)的閉路監(jiān)控系統(tǒng)；高水平的畫面質(zhì)量；24小時不間斷監(jiān)控和錄像；適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)冗余度；專用的閉路監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入；可以隨時與市、區(qū)安防指揮中心的視頻信息傳遞和連接。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)劃分為賽后和賽時兩個系統(tǒng)：賽后系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)監(jiān)控競賽層至體育館主要出入口、通道、樓梯前室、看臺、庫房等重點(diǎn)部位，用于平時對體育館的常規(guī)監(jiān)控。賽時系統(tǒng)是在賽后系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上對競賽層和一些比賽專用房間、通道、大廳等部位增加監(jiān)視點(diǎn)，用于滿足重大體育比賽或活動期間按功能需求增強(qiáng)的安防監(jiān)控工作要求。賽時和賽后兩系統(tǒng)共用一套安防控制設(shè)備，在體育館的安防中央控制室，所有安防監(jiān)控點(diǎn)的信息均通過安防專用網(wǎng)匯總到中央控制室，進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控管理。 4.2 防盜報警系統(tǒng)
防盜報警系統(tǒng)主要是對一些不允許進(jìn)入的區(qū)域進(jìn)行設(shè)防，加強(qiáng)安全保衛(wèi)工作，對體育館設(shè)防區(qū)域的防入侵監(jiān)測，可用于對重點(diǎn)部位和出入口的防范，能完成對防區(qū)的自動或人工設(shè)防、撤防；能對布防點(diǎn)進(jìn)行成組管理。入侵報警系統(tǒng)由報警主機(jī)、布撤防鍵盤、串口通訊模塊、前端探測器等組成。報警探測器采用先進(jìn)的雙鑒探測器，能防止對小動物的誤報，提高探測器的靈敏度并防止漏報。設(shè)置在各處的探測器具有與閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動的功能。報警控制器具有接受多路同時報警的功能，并能顯示、記錄任何一路報警信號及報警位置。報警系統(tǒng)應(yīng)有對信號傳輸線路和探測器的檢測功能，并能顯示故障部位。入侵報警系統(tǒng)選擇高可靠性智能雙鑒探測器、主動紅外對射探測器、紅外幕簾、報警器等設(shè)備，安裝在體育館的各個出入口、各重要機(jī)房、主要通道、外圍隔離設(shè)施及其它重要位置，完成設(shè)防、撤防和緊急情況下的求助、求救功能。
4.3 保安電子巡更系統(tǒng)
該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人防與技防的有機(jī)結(jié)合，有效地增強(qiáng)對保安人員的管理。系統(tǒng)利用設(shè)置在場館各重要通道位置的電子巡更按鈕進(jìn)行離線巡更。
巡更點(diǎn)主要設(shè)置在場館出入口、重要房間、主要通道等處，在中心通過計算機(jī)巡更管理軟件對保安巡更情況進(jìn)行管理，對保安人員的巡更線路、巡更時間進(jìn)行查詢，對保安人員的巡邏工作進(jìn)行監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)技防督促人防、技防和人防相補(bǔ)充的安保體系，保證場館內(nèi)的安全和便于管理者對保安人員的管理。電子巡更的實(shí)現(xiàn)：巡邏路線上設(shè)置巡更點(diǎn)，保安人員在此路線上按指定的時間和地點(diǎn)到達(dá)巡更點(diǎn)，不能遲到，不能繞道，巡更員每抵達(dá)一個巡更點(diǎn)，必須采集巡更點(diǎn)的信息，以便控制中心了解巡更線路情況。
5為競賽訓(xùn)練和大型活動服務(wù)的子系統(tǒng)
5.1 場地?zé)艄庀到y(tǒng)
整個控制系統(tǒng)采用集中控制和管理，分散執(zhí)行的方式，即中央監(jiān)控中心（上層）和智能照明控制柜（下層）。監(jiān)控中心可進(jìn)行整個場地照明控制和管理，循環(huán)與各臺智能照明控制柜中的可編程照明控制器進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。一方面，將有關(guān)控制命令通過總線傳輸，發(fā)至各區(qū)域照明控制柜內(nèi)的可編程控制器，讓其接收相關(guān)的控制命令；另一方面，接收來自各區(qū)域照明控制柜內(nèi)的可編程控制器向上轉(zhuǎn)發(fā)的有關(guān)自動或手動狀態(tài)，開燈或關(guān)燈狀況等信號，（在要求高的情況下，還可巡檢每只燈的狀態(tài)及故障情況，對燈具工作時間進(jìn)行統(tǒng)計，查閱每只燈的累計運(yùn)行時間，在進(jìn)行大型比賽前進(jìn)行普查，及時將到達(dá)使用壽命的燈具換掉，通過分類處理，在計算機(jī)屏幕上顯示參數(shù)，對異常情況采取提示處理。它可與其他ba系統(tǒng)通過接口集成。智能照明控制柜則是具體執(zhí)行監(jiān)控中心計算機(jī)發(fā)出的各項(xiàng)控制命令，控制場地照明燈光以不同模式開燈，滿足各項(xiàng)體育運(yùn)動比賽或活動的要求，并巡回采集照明回路的開關(guān)狀態(tài)參數(shù)等信號。對于場地?zé)艄猓嗽诒O(jiān)控中心的計算機(jī)上控制外，還可在現(xiàn)場的控制柜上進(jìn)行手動按鈕分組操作、控制。
5.2 音響擴(kuò)聲系統(tǒng)
體育館的音響系統(tǒng)是以滿足體育比賽語言擴(kuò)聲的使用要求為主，其次是承接一些大型文藝演出活動，在使用功能上不同于其他廳堂擴(kuò)聲，也不同于劇場擴(kuò)聲，它有其特殊性，除保證語言的清晰度要高及音質(zhì)柔和、聲壓覆蓋要均勻外，還要求設(shè)備的功率要大并留有余量。
體育場館的建筑聲學(xué)特性普遍較差，主要原因是其體積大，混響時間較長。故而在裝飾階段需要特別考慮聲學(xué)裝修，使場館保證良好的聲學(xué)特性。
在體育館內(nèi)，我們采用分散式布置方案將jbl srx722全頻音箱8只和4只srx718超低音音箱，分別吊裝在比賽大廳的四周，保證了