摘 要：體育場館智能化系統(tǒng)是大型體育場館的大腦和神經(jīng)，隨著我國體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對其要求也越來越高。本文以湘潭大學(xué)新體育館的智能化系統(tǒng)工程的實現(xiàn)為例，介紹體育館智能化系統(tǒng)不同于其它建筑的特點，研究了各種智能化子系統(tǒng)，并且探討了體育館智能化系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，為我國體育建筑的智能化發(fā)展提供了有益的參考。 

　　關(guān)鍵詞：體育館； 智能建筑； 計算機網(wǎng)絡(luò)； 智能化 
　　 
　　1.引言 
　　 
　　隨著我國體育運動的蓬勃發(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)的特點以及各個智能化子系統(tǒng)進行介紹，并且對體育館智能化系統(tǒng)的實現(xiàn)進行了探討。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)的特點及概況 
　　 
　　作為一個綜合性場館，體育場館獨特的使用功能及特點使其智能化系統(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、計算機網(wǎng)絡(luò)、場地?zé)艄狻U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、計算機網(wǎng)絡(luò)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等雖然達到目的是相同的，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： 

　?。?）場館日常運行基礎(chǔ)子系統(tǒng)：樓宇自控系統(tǒng)、計算機信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與綜合布線系統(tǒng)等。 
　?。?）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。 
　?。?）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)、音響擴聲系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)等 
　?。?）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。 
　　 
　　3.場館日常運行基礎(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)備的實時監(jiān)控和管理?？刂坪托畔⒉杉δ軐⒂葿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)行機構(gòu)。直接數(shù)字式控制器（DDC）、傳感器及執(zhí)行機構(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)主機可與場館商業(yè)開發(fā)部分監(jiān)控系統(tǒng)主機實現(xiàn)無縫集成，通過體育館公用辦公網(wǎng)進行數(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)進行集成，這有利于實現(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行。 

　　3.2 綜合布線系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 

　　就綜合布線與計算機網(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，在該館中設(shè)置了一個弱電豎井，共計33個信息點，主要集中在物業(yè)管理等各類機房/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，信息點采用6類信息模塊；個別需求的信息點采用光纖到桌面模式。計算機網(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)需要隨時擴展設(shè)置局部無線網(wǎng)絡(luò)點。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，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、工作組交換機、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)膶崟r性、可靠性的同時，充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)信息傳遞和布線靈活的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有良好的擴展性。系統(tǒng)設(shè)計具有下述特點：無盲點的閉路監(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，用于滿足重大體育比賽或活動期間按功能需求增強的安防監(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)控點的信息均通過安防專用網(wǎng)匯總到中央控制室，進行統(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入的區(qū)域進行設(shè)防，加強安全保衛(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；能對布防點進行成組管理。入侵報警系統(tǒng)由報警主機、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)實現(xiàn)人防與技防的有機結(jié)合，有效地增強對保安人員的管理。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行離線巡更。 

　　巡更點主要設(shè)置在場館出入口、重要房間、主要通道等處，在中心通過計算機巡更管理軟件對保安巡更情況進行管理，對保安人員的巡更線路、巡更時間進行查詢，對保安人員的巡邏工作進行監(jiān)督，實現(xiàn)技防督促人防、技防和人防相補充的安保體系，保證場館內(nèi)的安全和便于管理者對保安人員的管理。電子巡更的實現(xiàn)：巡邏路線上設(shè)置巡更點，保安人員在此路線上按指定的時間和地點到達巡更點，不能遲到，不能繞道，巡更員每抵達一個巡更點，必須采集巡更點的信息，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，對燈具工作時間進行統(tǒng)計，查閱每只燈的累計運行時間，在進行大型比賽前進行普查，及時將到達使用壽命的燈具換掉，）通過分類處理，在計算機屏幕上顯示參數(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)控中心計算機發(fā)出的各項控制命令，控制場地照明燈光以不同模式開燈，滿足各項體育運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?，除了在監(jiān)控中心的計算機上控制外，還可在現(xiàn)場的控制柜上進行手動按鈕分組操作、控制。 

　　5.2 音響擴聲系統(tǒng) 

　　體育館的音響系統(tǒng)是以滿足體育比賽語言擴聲的使用要求為主，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聲，也不同于劇場擴聲，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，保證了整個聲場的均勻度和清晰度。同時經(jīng)過我們精心調(diào)試音箱的指向性，使音箱的絕大部分能量控制在所需范圍，避免聲的干涉及影響清晰度，并均勻地覆蓋近、中、遠場。這樣無論是在比賽的情況下，還是在文化娛樂和文藝的演出中，都能使觀眾聽到清晰悅耳的音樂聲和語言聲，使我們的設(shè)計真正達到理想完美的效果。 

　　5.3 公共廣播系統(tǒng) 

　　公共廣播系統(tǒng)應(yīng)具有背景音樂廣播、公共廣播、火災(zāi)事故廣播功能。 

　　該系統(tǒng)用于各個場館，平時可在公共區(qū)域播放背景音樂，自動循環(huán)播放，發(fā)生火災(zāi)時，通過自動或手動強制切換，兼做事故廣播使用，指揮疏散。系統(tǒng)的設(shè)計，考慮到使用場所的特性、噪音水平、空間大小高度，并根據(jù)揚聲器的擴散角度、聲壓等級和額定輸入功率，確定揚聲器的數(shù)量。 

　　6.為大型賽事提供信息服務(wù)的子系統(tǒng) 
　　 
　　6.1 計時記分系統(tǒng) 

　　計時記分系統(tǒng)是成績處理系統(tǒng)的前沿采集系統(tǒng)，除自身形成完整的數(shù)據(jù)評判體系外，還可將其采集的數(shù)據(jù)通過技術(shù)接口傳送給現(xiàn)場大屏幕顯示系統(tǒng)、廣播電視系統(tǒng)和成績處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)競賽規(guī)則，對比賽全過程產(chǎn)生的成績及各種環(huán)境因素進行監(jiān)視、測量、量化處理、顯示公布，同時向相關(guān)部門提供所需的競賽信息。 

　　6.2 電視轉(zhuǎn)播及評論系統(tǒng) 

　　大型體育賽事的電視媒體信息服務(wù)技術(shù)系統(tǒng)的核心是構(gòu)造現(xiàn)場數(shù)據(jù)和電視應(yīng)用數(shù)據(jù)連接的服務(wù)。服務(wù)平臺的主要構(gòu)成：圖文信息服務(wù)域，共享式視音頻制作服務(wù)域。兩個服務(wù)域的互連和信息交換機制將整個系統(tǒng)構(gòu)造為統(tǒng)一平臺的網(wǎng)絡(luò)工作模式，現(xiàn)場和后期制作的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)統(tǒng)一在一個體系中完成，從而提供全面、完整、方便、高效的技術(shù)解決方案。 

　　6.3 新聞中心 

　　新聞中心是比賽相關(guān)信息向新聞媒體發(fā)布的場所，每次比賽之前、期間和結(jié)束，需要為新聞記者提供一個能對稿件和材料進行編排和準(zhǔn)備的工作區(qū)，包括多媒體信息查詢、網(wǎng)絡(luò)、無線接入、有線電視等，方便新聞記者查詢體育中心數(shù)據(jù)庫競賽信息、賽事情況，觀看比賽實況，訪問場館內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)以及登錄Internet網(wǎng)，并可將查詢的結(jié)果打印、編輯、及時發(fā)至相關(guān)單位予以報道等。

　　6.4 場地LED大屏幕顯示系統(tǒng) 

　　LED大屏幕顯示系統(tǒng)是本體育館智能化工程畫龍點睛之作，是一個集計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體視頻控制技術(shù)和超大規(guī)模集成電路綜合應(yīng)用技術(shù)于一體的大型電子信息顯示系統(tǒng)，具有多媒體、多途徑、可實時傳送的高速通信數(shù)據(jù)接口和視頻接口。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用使顯示制作、處理、存儲和傳輸更加安全、迅速、可靠。采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制技術(shù)，可以和計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。 
　　 
　　7.體育館智能化系統(tǒng)的實現(xiàn) 
　　 
　　湘潭大學(xué)新體育館作為大型的智能化系統(tǒng)工程，采用智能化工程總承包模式，各專用系統(tǒng)可以在統(tǒng)籌規(guī)劃的前提下，單獨進行招投標(biāo)運作，但均納入總承包的管理范疇。這樣既可以保證系統(tǒng)的完整性和擴展性，同時又可以較好地控制工程造價。 

　　技術(shù)上，采用國際上公開標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，組建高性能的網(wǎng)絡(luò)，支持多種協(xié)議和各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌冢⒕哂辛己玫陌踩?、可擴充性和易管理性。利用綜合布線系統(tǒng)建立高速、大容量的信息傳送平臺，為體育館提供語音、數(shù)據(jù)、圖文、圖像、多媒體信息等各種信息的高速傳輸通道。系統(tǒng)傳輸級別不低于D級（100MHz）。同時提供有線電視系統(tǒng)、會議系統(tǒng)等。會議系統(tǒng)包括大屏幕顯示、音視頻、文稿、幻燈、實物展示、電子白板、無線傳聲、音響輸出、計算機網(wǎng)絡(luò)。各種信息集于一屏，將電視、錄像帶、各種光碟、計算機網(wǎng)和現(xiàn)場攝像信號及文稿、幻燈、實物、書寫等各種信息展示在大屏幕上。 

　　通過科學(xué)的經(jīng)營管理方式和先進技術(shù)相結(jié)合的方式，使得湘潭大學(xué)體育館項目在工期緊任務(wù)重的情況下圓滿完成，成為一個綜合性的高智能化建筑。 

　　8.結(jié)論 
　　 
　　以人為本的指導(dǎo)思想是當(dāng)代智能體育建筑的出發(fā)點，先進的建筑技術(shù)和計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是實現(xiàn)智能化系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)。本文通過對湘潭大學(xué)體育館在建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和管理上的總結(jié)，較全面介紹了以體育館為代表的當(dāng)代智能建筑的發(fā)展現(xiàn)狀。限于文章篇幅，本文沒有提供更多更具體的內(nèi)容也沒有對新體育場館各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)作量化的分析，這有待于今后的研究。 
　　 
　　參考文獻： 

　　[1] 傅紹輝.制約中的創(chuàng)作－首都師范大學(xué)體育館建筑設(shè)計[J].建筑學(xué)報，2006，(11)：56-59． 
　　[2] 譚宏.我國大型體育館電子服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建模式的研究[J].體育科學(xué)，2001，21(2)：53-56，70. 
　　[3] 姚亞雄，魏敦山.鹽城市體育館[J].建筑學(xué)報，2006，(10)：54-57. 
　　[4] 梅季魁.現(xiàn)代體育館建筑設(shè)計[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1999. 
　　[5] 李海燕，車伍，李俊奇等.大型場館雨水利用系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[J].中國給水排水，2006，22(10)：50-53. 
　　[6] 李蔚.智能建筑弱電系統(tǒng)集成方式的分析[J].電氣應(yīng)用，2006，(3)：36-39. 
　　[7] 吳建云，王燕.LonWorks技術(shù)在智能建筑系統(tǒng)集成中的應(yīng)用[J].低壓電器，2006，(7)：30-34. 
　　[8] 楊志，鄧仁明，周齊國.建筑智能化系統(tǒng)工程及工程應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002. 
　　[9] 李冬輝，鄒寶蘭，王海英.樓宇自動化系統(tǒng)的集成結(jié)[J].低壓電器，2001，(1)：32-35.