浅谈体育场专用设施系统设计

浅谈体育场专用设施系统设计体育场专用设施系统是体育建筑特有的、为满足举行比赛所必需的智能化系统。

本文详细介绍了崇左市体育中心体育场专用设施系统设计的内容，梳理了实施过程中出现的问题及解决方案，以作为对同类型体育场专用设施系统设计和实施的参考。

标签：体育场；智能化；专用设施系统1引言为完善城市基础设施建设，丰富市民体育文化生活，提升城市整体功能，各地相继建设综合性的体育中心项目。

为在体育建筑内举办体育赛事和实现体育建筑的多功能应用，并满足日常管理的需要，需配置体育建筑智能化系统，通过信息设施和信息应用实现对建筑设备、比赛设施的控制、监测和显示。

体育建筑智能化系统涵盖设备管理系统、信息设施系统、专用设施系统、信息应用系统和机房工程。

体育专用设施系统与建筑的功能密不可分，是体育建筑特有的、为满足举行比赛及观看、报道和转播比赛所必需的智能化系统，包括场地照明及控制、场地扩声、大屏幕显示、计时记分及现场成绩、现场影像采集及回放、售验票、电视转播及现场评论、标准时钟、升旗控制、比赛设备集成管理系统。

本文针对崇左市体育中心体育场的特点，介绍专用设施系统的设计。

2专用设施系统设计2.1项目概况崇左市体育中心体育场工程，定位为举行全国单项比赛及全区综合性运动会的乙级体育建筑。

看台固定坐席21290座，规模为中型，设400m标准跑道，标准足球场，标准田赛场地，练习场地等。

赛时可满足举办省（区）级和全国单向比赛标准需求，平时可以向社会开放，举办大型文艺演出、演唱会、大型集会、展览及群众健身娱乐活动。

项目总建筑面积46534m2，地上3 层，钢结构最高点高度47.300米。

2.2配置标准根据现行国家标准《智能建筑设计标准》及行业标准《体育建筑智能化系统工程技术规程》JGJ/T 179中的对乙级（中型）体育建筑智能化系统配置要求，以及为满足举办2018年第十四届少数民族传统体育运动会的要求，本体育场确定配置的专用设施系统有：场地照明及控制系统、场地扩声系统、大屏幕显示系统、计时记分及现场成绩系统、现场影像采集及回放系统、售验票系统、电视转播及现场评论系统、标准时钟系统、升旗控制系统、比赛设备集成管理系统。

2.3场地照明及控制系统（1）照明分级根据实际使用功能和电视转播要求本体育场选用等级为：Ⅳ（TV转播国际、国家比赛）。

场地照明模式设置5种：①TV转播国内国际比赛，照度1000lx，R a≥80，Tcp≥4000K，GR50；②专业比赛，照度500lx，Ra65，GR50；③业余比赛专业训练，照度300lx，Ra65，GR50；④训练和娱乐活动，照度200lx，Ra20，GR55；⑤场地清扫及应急疏散，照度75lx。

（2）灯具布置及光源选择两侧布置：利用体育场内马道，以连续光带形式或簇状集中形式布置在比赛场地两侧。

马道位置的设置使灯具的安装高度与场地中心线的夹角为25度左右。

对于足球比赛，为保护守门员及在角球区附件进攻球員良好的视线，以球门线中点为基准，底线两侧至少15度之内不能布置灯具。

场地照明选用2000W双端金卤灯光源，观众席照明及安全应急照明选用200W LED灯光源，光效≥100W/lm，色温在4000K以上，显色指数≥80。

（3）缆线敷设及照明控制由于灯具线缆数量多，在体育场三层东西（长轴）两侧各设一设备机房，总电源进线分别从东、西两个变配电房引来。

配线采用低烟无卤铜芯电缆，电缆敷设采用桥架及穿钢管敷设。

出设备房的主干桥架采用800x200mm，沿桁架内的马道敷设，上到顶端后的分线桥架采用300x150mm，马道内敷设。

通过三楼灯光控制室的中控电脑可对整个体育场的灯光进行集中监控，采用智能照明控制系统对主体育场进行智能灯光控制（单灯单控）。

通过电脑图形化界面对体育场的灯光进行各种比赛场景控制预设，例如：转播各项活动，各模式之间可转播国家国际比赛，专业比赛，业余比赛专业训练，训练及娱乐活动等灯光控制相互切换，以及在集中控制电脑上根据灯光需求任意修改灯光场景，在遇应急时设计有应急场景，并预留室外夜景照明接口，方便统一管理。

（4）模拟计算运用专业照明设计软件进行3D模拟计算，给出各场景下照明计算结果，满足体育场场地、观众席及安全照明的要求。

2.4场地扩声系统（1）声学特性指标体育场观众区主扩声系统的声学特性指标满足《厅堂、体育场馆扩声系统设计规范》GBT 28049中体育场扩声系统声学特性指标一级标准。

观众区最大声压级：≥105dB；传输频率特性：125Hz～4000Hz平均声压级为0dB，在此频带内允许-4～4dB的变化；声场不均匀度：1000Hz、4000Hz大部分区域不大于8dB；传声增益：125Hz～4000Hz不小于-10dB；空场观众区域扩声系统语言传输指数STI-PA平均值：>0.5；系统总噪声级：NR-25；总噪声级：NR-35。

（2）音箱的选择与布局主扩声扬声器系统采用左、右立体声道布局形式，整个场地扩声采用分区式扩声，集中式操作管理模式，最大程度减少设备安装施工难度及后期维护的便捷度，分区式扩声可减少音频在长距离传输时产生的音频干扰与衰减，最大程度保证音频的质量与品质。

观众席扩声采用22组阵列扬声器，单组4+1模式设置在体育场马道下方主要覆盖整个观众席区域，共114只扬声器，均匀覆盖整个观众席区域，在播放音乐扩声时形成SIS（空间成像系统），最大程度上提高音乐表现力，增强现场空间感及声像定位。

在主席台上设置有舞台返听扬声器，满足在主席台的成员能够清晰地听到声音。

比赛场地采用远程号角扬声器作为整个场地的语音扩声使用，设备安装与马道下方覆盖整个赛事区域，共22只扬声器，服务于场地内运动员使用。

同时提供多路输出信号及外部音频优先信号输入端口，可控或自动将外部优先音频信号接入扩声系统，如消防系统的紧急广播信号。

主扩声扬声器采用马道下支架吊装，数字音频处理器安装于相应区域专用箱体内，调音台等前段设备安装于扩声室操作台或机柜内。

（3）模拟计算借助先进的计算机声场模拟软件，根据体育中心的实际尺寸对音响系统的扩声效果进行模拟计算。

模拟测试结果汇总如下，平均声压级为115dB，高于一级标准，设计满足使用要求。

图3 体育场扩声三维2.5大屏幕显示系（1）用户需求在竞赛功能上满足全国运动会、城运会和国际单项比赛的要求。

用于各种比赛的比赛裁判显示赛分和穿插播放各种现场比赛精彩进程回顾、广告、媒体信息等，更好地烘托现场比赛热烈气氛，通过穿插播放各种广告获取更好的附带商业效应；避免传统显示屏存在的显示效果差等技术缺陷。

（2）屏幕规格在体育场场地南北（短轴）两侧看台上部中央各设置一块室外全彩LED显示屏，点间距10mm，整屏面积：20.16m（W）×10.08m（H）=203.213㎡，实现分辨率2016*1008。

大屏幕信息显示系统能实时获取计时记分及现场成绩处理系统中的竞赛信息，并能结合实时获取的现场电视转播系统或现场影像采集系统的现场视频信号，编辑处理成多媒体信息进行显示。

通过拼接控制器进行画面拼接，将LED 大屏幕任意尺寸进行小画面分割，与各类外设连接起来，可以实现在各个画面内展示不同的内容。

（3）系统设计2.6计时记分及现场成绩处理系统（1）系统组成体育场设置径赛和田赛的计时计分及现场成绩处理系统两部分。

径赛的计时计分主要由起点装置、终点装置、竟赛数据采集器及电子计圈仪、电子时间显示牌等装备构成；田赛的计时计分主要由成绩公布牌、时限钟、测距仪、风速仪、田赛现场数据采集机等装备构成。

通过相关操作，计时记分设备及专用软件系统将自动采集的信号远程传输到后台的成绩处理计算机。

（2）管线预留预埋线缆的始端为终点摄像机房，通过室内线缆槽道到达场地边缘的田径机房，由田径机房穿过场地计时记分预留管道最终到达场内各信号井。

终点摄像机房内以及终点摄像机房与田径机房、网络机房、电视转播机房之间的布线为永久布线，之间预留相互贯通的线槽200mmx100mm。

田径机房至场内各信号井的场地计时记分预留管道内布设永久电缆。

由场内信号井永久接线箱接至比赛专用设备的线缆为临时敷设，专用设备之间的连接线也为临时敷设。

2.7现场影像采集及回放系统在体育比赛期间可为裁判员、运动员和教练员提供即点即播的体育比赛录像与相关的视频信息，并可为技术仲裁、训练和比赛技术分析等工作提供技术手段和分析工具，同时可为大屏显示提供影像信号，为场馆比赛资料的保存提供素材。

系统采用高性能彩色摄像机，可自动对焦、预设位置、且配有万向云台进行跟踪、和全景拍摄。

视频采集控制器对多路现场传回的视屏信号进行采集，并进行数据化压缩处理，把所采集的视频数据保存在视频采集控制器中。

用户可通过联网的电脑终端，对视频采集控制器中的信息进行读取，可在同一终端中同时取多路以上的视屏信息。

系统可与电视转播、大屏幕显示系统等相接。

2.8售验票系统售检票系统由制票部分、售票部分、检票通道等组成，通过场馆局域网络进行通讯，由专用软件进行处理和分析。

售检票系统制票部分可根据本场坐席、通道等情况产生制票数据，并能制作和打印门票；售票部分可实现本地销售和远程销售的功能；检票设备采用离线手持式验票机，设置在观众入口处。

2.9电视转播及现场评论系统系统为体育赛事或其它活动的电视转播提供现场音视频采集、处理以及评论员进行现场评论的工作条件。

采用预埋布线的方式，在相关的摄像机位上进行电视摄像、视频、音频专业线缆的敷设。

将分散在体育场内观众席等处的摄像机位的信号及时送至电视转播机房，所有的攝像机信号转送到现场的电视转播车中进行信号的编辑和处理，处理后的广播电视信号通过光缆接口传输至电视台，然后向外转发。

2.10标准时钟系统标准时钟系统为赛场工作人员、运动员、观众提供标准时间，并可为智能化系统提供准确的时间源。

系统由GPS校时接收设备、母钟、数字式子钟、指针式子钟、系统管理设备等组成。

系统母钟具备标准时间源接收、信号输出功能；子钟具备实时监控、远程电源开断、倒计时设定等功能。

标准时钟系统子钟主要设置在竞赛相关功能房、新闻发布厅、主要出入口、走廊、观众休息平台、贵宾区域等，其中指针式子钟安壁挂安装在面积较小的功能房内，单面数字子钟壁挂安装在面积较大的功能房和接待服务台，双面数字子钟安装在走廊和观众平台等区域。

2.11升旗控制系统升旗控制系统是为保证场馆举行升旗仪式时，现场所奏国歌的时间和国旗升到旗杆顶部的时间同步的制动控制装置。

在体育场场地长轴两端各设置一套三立杆式自动升旗系统，其中一套为颁奖旗杆，中间旗杆高度15m，两侧旗杆高度14.5m，一套为礼宾旗杆，旗杆高度均为15m。

系统具备故障检测、手/自动互换、多级保护等功能，同时具备同步音频输出功能，可提供国歌的采集、存储、播放和查询功能。