王雷

Wang Lei

（浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 ）

(The Architectural Design & Research Institute of University Co.,Ltd.)

1 引言

近年來(lái)，建筑智能化專(zhuān)業(yè)得到越來(lái)越廣泛的重視和發(fā)展。公共廣播系統(tǒng)作為一個(gè)造價(jià)低、覆蓋范圍廣、信息傳達(dá)效果好的智能化子系統(tǒng)在越來(lái)越多的公共建筑工程中得到了越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用。公共廣播系統(tǒng)在諸如學(xué)校、醫(yī)院、各類(lèi)展館、體院場(chǎng)館、商業(yè)綜合體、交通樞紐以及景區(qū)等公建項(xiàng)目中已經(jīng)是必不可少的系統(tǒng)了，在居民小區(qū)及工業(yè)園區(qū)等住宅和出租類(lèi)的工程中也有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

公共廣播系統(tǒng)一般指的是由使用單位自行管理的，在本單位范圍內(nèi)面向公共服務(wù)的聲音廣播系統(tǒng)，其作用為進(jìn)行業(yè)務(wù)廣播、背景廣播和緊急廣播等。本文從公共廣播系統(tǒng)系統(tǒng)采用的技術(shù)上把公共廣播系統(tǒng)分為四大類(lèi)，分別為：傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)；數(shù)字信號(hào)的模擬系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)與模擬相結(jié)合的綜合型系統(tǒng)以及基于IP的全數(shù)字系統(tǒng)。

2 傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)

純模擬的公共廣播系統(tǒng)是最早出現(xiàn)的公共廣播系統(tǒng)：其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)由音源，廣播主機(jī)，定壓功率放大器、廣播分區(qū)器以及末端廣播等組成。在該系統(tǒng)中，從廣播的功率放大器到末端各廣播揚(yáng)聲器均采用兩芯的銅導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)接。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：架構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，布線及管理都比較方便；因?yàn)椴淮嬖谀?shù)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，因此系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性好；系統(tǒng)采用的設(shè)備價(jià)格比較便宜。但是該系統(tǒng)的缺點(diǎn)也是非常明顯的：首先，因?yàn)橄到y(tǒng)傳輸采用銅導(dǎo)線，因此如果長(zhǎng)距離傳輸?shù)那闆r下布線成本會(huì)大大提高；其次，因?yàn)殂~導(dǎo)線存在電阻，在傳輸過(guò)程中會(huì)造成電壓降。因此，為使廣播末端能正常工作，系統(tǒng)不得不提高功放的輸出電壓并且增加功放的功率；第三，如果用在單體眾多的工程中，因?yàn)樵撓到y(tǒng)傳輸線路均采用銅纜，進(jìn)出各單體均需設(shè)置信號(hào)避雷器。因此，過(guò)多的信號(hào)避雷器也會(huì)提高系統(tǒng)的造價(jià)，同時(shí)增加后期維護(hù)成本。綜上所述，該系統(tǒng)適合用在規(guī)模不大、單體比較少、復(fù)雜度不高的工程中。另外，因?yàn)橹袑W(xué)（初級(jí)中學(xué)和高級(jí)中學(xué)）公共廣播系統(tǒng)有播放英語(yǔ)聽(tīng)力考試的需求，對(duì)廣播的實(shí)時(shí)性有很高的要求，因此很多地方的教育局有明文規(guī)定中學(xué)公共廣播系統(tǒng)必須采用模擬系統(tǒng)。本系統(tǒng)目前較多應(yīng)用在規(guī)模較小的幼兒園、小學(xué)、中學(xué)項(xiàng)目中，以及一些單個(gè)單體的項(xiàng)目中。

圖1 模擬公共廣播系統(tǒng)圖

3 數(shù)字信號(hào)的模擬系統(tǒng)

上述傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)還有一個(gè)明顯的缺陷，即音源只能就近設(shè)置在廣播主機(jī)附件，如果業(yè)主有需求需要在不止一個(gè)地點(diǎn)設(shè)置廣播音源時(shí)，該系統(tǒng)便難免力不從心了。因此在純模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上我們提出了經(jīng)過(guò)改進(jìn)的方案：采用數(shù)字廣播主機(jī)的模擬廣播系統(tǒng)；系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

從上圖不難看出，與圖1中的純模擬的系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：本系統(tǒng)采用的廣播主機(jī)為數(shù)字廣播主機(jī)，廣播主機(jī)可以通過(guò)TCP/IP接口接入局域網(wǎng)。

在本系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)式話筒也通過(guò)TCP/IP接口，接入局域網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了音源與廣播主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，使用音源的設(shè)置更加靈活和方便。在本工程案例中，因?yàn)樵撔W(xué)的校長(zhǎng)要求除了在廣播機(jī)房外，要在校長(zhǎng)室也要能夠進(jìn)行全校廣播，因此只需要更換數(shù)字廣播主機(jī)，并在校長(zhǎng)室增加一只網(wǎng)絡(luò)話筒即可。按照國(guó)產(chǎn)某知名公共廣播品牌的報(bào)價(jià)計(jì)算，只需要增加15000元的造價(jià)就可以滿足業(yè)主的需求。

因此本系統(tǒng)適合一些工程規(guī)模不大，使用場(chǎng)景復(fù)雜程度適中，但是有要求音源分布式或多處設(shè)置的工程。目前，該系統(tǒng)較多使用在中等規(guī)模的小學(xué)、中學(xué)及醫(yī)院等項(xiàng)目中，以滿足在多個(gè)場(chǎng)所通過(guò)公共廣播系統(tǒng)對(duì)整個(gè)單位（學(xué)?；蛘哚t(yī)院）都有發(fā)布語(yǔ)音廣播的需求。

4 網(wǎng)絡(luò)與模擬相結(jié)合系統(tǒng)

模擬系統(tǒng)雖然架構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，實(shí)時(shí)性好，系統(tǒng)性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。但是在一些單體數(shù)量多，而且單體分布分散的工程中就不是很適用了。以下舉浙江音樂(lè)學(xué)院新建校區(qū)工程為例。

本工程總用地面積約為40萬(wàn)㎡，整個(gè)校區(qū)呈狹長(zhǎng)的葫蘆形，整個(gè)校區(qū)由16個(gè)單體組成（見(jiàn)圖3）。在這種規(guī)模的高校中，如果公共廣播仍然采用傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)，廣播干線均由設(shè)在學(xué)生宿舍內(nèi)的校廣播電視機(jī)房引到各個(gè)單體內(nèi)的弱電機(jī)房?jī)?nèi)，廣播干線的總長(zhǎng)度將會(huì)達(dá)到驚人的13.65Km。如果廣播系統(tǒng)室外干線按照采用FS-RVS-2x4.0的導(dǎo)線計(jì)算，消耗在單體之間廣播主干線上的功率會(huì)達(dá)到驚人的600W。相當(dāng)于有2臺(tái)360W的功放輸出的功率全部在線路上損耗掉。

再考慮到進(jìn)出各個(gè)單體均需要設(shè)置信號(hào)防雷等的費(fèi)用和日常維護(hù)等因素，在上述規(guī)模的高校中再采用模擬系統(tǒng)無(wú)論從造價(jià)還是日后的維護(hù)上看都非常不合理了。針對(duì)這類(lèi)規(guī)模的工程，宜采用網(wǎng)絡(luò)與模擬相結(jié)合的公共廣播系統(tǒng)，該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。

圖2 數(shù)字信號(hào)模擬公共廣播系統(tǒng)圖

圖3 浙江音樂(lè)學(xué)院新校區(qū)總圖

由圖4不難看出該系統(tǒng)分為三部分。分別為：位于學(xué)生宿舍的校廣播機(jī)房部分，位于各單體弱電機(jī)房?jī)?nèi)的前端部分以及兩者之間的網(wǎng)絡(luò)。

廣播機(jī)房部分由音源、網(wǎng)絡(luò)廣播主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)音頻編碼器、功率放大器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備組成；單體部分由網(wǎng)絡(luò)音頻解碼器、后置功率放大器、干節(jié)點(diǎn)控制器及末端廣播等設(shè)備組成，網(wǎng)絡(luò)部分則采用室外光纜。

從上圖中可以看出，該系統(tǒng)在單體內(nèi)部采用的是傳統(tǒng)的模擬廣播的架構(gòu)—即功率放大器后仍然采用兩芯的銅導(dǎo)線將音頻信號(hào)引至各末端廣播點(diǎn)；系統(tǒng)將廣播的功率放大器后置到各個(gè)單體中，音頻信號(hào)經(jīng)編碼以后采用光纜進(jìn)行傳輸。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是在單體和單體之間用價(jià)格便宜的光纜代替昂貴的銅導(dǎo)線，因此可以節(jié)省銅導(dǎo)線、信號(hào)避雷器以及干線采用的護(hù)管（PVC管及SS管）的成本。同時(shí)，該系統(tǒng)中采用了將功率放大器后置到各個(gè)單體里的做法，從而減少了在導(dǎo)線中損耗的電能，進(jìn)而減小了功率放大器的總功率。另外，各個(gè)單體內(nèi)的功率放大器可以由干節(jié)點(diǎn)信號(hào)控制其啟停，在中心機(jī)房?jī)?nèi)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制各個(gè)單體內(nèi)的功率放大器等設(shè)備的啟停。綜上所述，該系統(tǒng)在造價(jià)的經(jīng)濟(jì)性，使用的靈活性，維護(hù)的方便性還是系統(tǒng)的節(jié)能性上都達(dá)到了一個(gè)不錯(cuò)的平衡。因此，該系統(tǒng)比較適合用在規(guī)模比較大；單體數(shù)量較多，且比較分散；應(yīng)用要求比較復(fù)雜的大中型工程中。

圖4 模擬+網(wǎng)絡(luò)公共廣播系統(tǒng)圖

結(jié)合上述音樂(lè)學(xué)院的工程，公共廣播按采用國(guó)內(nèi)一線品牌考慮，可以比較一下采用傳統(tǒng)模擬和網(wǎng)絡(luò)與模擬相結(jié)合系統(tǒng)哪種更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

在設(shè)備上傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)主機(jī)可以節(jié)省30000元造價(jià)，及音頻適配器15x13000=195000元造價(jià)；總計(jì)節(jié)省約22.5萬(wàn)元。但是在室外干線上需要增加造價(jià)約：13650x5.5=75075元，另外采用模擬系統(tǒng)的廣播干線銅纜至少要單獨(dú)占用一根直徑為100mm的PVC重型護(hù)管（過(guò)馬路處則采用SS100mm鋼管），此項(xiàng)造價(jià)約為：3500x32.5=113750元，各單體需要的信號(hào)避雷器造價(jià)：15x2000=30000元，以及需要增加2臺(tái)360W的功率放大器的造價(jià)：2x9500=19000元；總計(jì)需要增加約23.8萬(wàn)。因此可以看出，模擬系統(tǒng)雖然在設(shè)備上能節(jié)省一些造價(jià)，但是在室外干線和管路上會(huì)耗費(fèi)更多的造價(jià)。而且后期的使用成本上更是大大高于網(wǎng)絡(luò)+模擬的系統(tǒng)。

5 全數(shù)字系統(tǒng)

上述三種系統(tǒng)對(duì)于絕大多數(shù)的系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足應(yīng)用需求了。但是對(duì)于一些應(yīng)用場(chǎng)景特別復(fù)雜的項(xiàng)目還是會(huì)感到力不從心。例如一些特殊的主題公園，業(yè)主要求每個(gè)區(qū)域播放的背景音樂(lè)根據(jù)該區(qū)域的主題變化；每個(gè)區(qū)域的主題則根據(jù)時(shí)間不斷變化，同時(shí)隨著主題變換，廣播分區(qū)也不停變化。因此，在此案例中，公共廣播的分區(qū)是隨時(shí)間變化而變化的，理論上每個(gè)分區(qū)播放的音樂(lè)是不同的。因此在如此復(fù)雜的需求下，上述三種系統(tǒng)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，我們需要一種更加靈活的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜的需求，該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示。

從系統(tǒng)中不難看出，在該系統(tǒng)中，采用的廣播均為有源廣播，即廣播系統(tǒng)的功率放大器分散到每個(gè)廣播終端內(nèi)，同時(shí)廣播終端內(nèi)置帶網(wǎng)絡(luò)接口的音頻解碼器；所有的音頻信號(hào)都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。在此系統(tǒng)中，每個(gè)廣播終端都有一個(gè)IP地址，因此，每個(gè)廣播終端都可以作為一個(gè)獨(dú)立的廣播分區(qū)播放不同的內(nèi)容。該系統(tǒng)擁有極高的靈活性。但是該系統(tǒng)的弊端也非常明顯，有以下4點(diǎn)：造價(jià)昂貴，一個(gè)中型項(xiàng)目，采用同一品牌比較，全數(shù)字公共廣播系統(tǒng)造價(jià)約是模擬+網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的1.5倍以上。故障點(diǎn)多，因?yàn)樵撓到y(tǒng)中每個(gè)音箱均含內(nèi)置的解碼器及功放，使其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的廣播，因此該系統(tǒng)的故障率會(huì)大大高于其它系統(tǒng)。延遲較高，因?yàn)樵撓到y(tǒng)音源采用了編碼→交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸-〉有源音箱接收-〉解碼→播放的流程，所以有些時(shí)候延遲會(huì)達(dá)到2S～3S。布線復(fù)雜，本系統(tǒng)中每個(gè)有源音箱需要兩根線：負(fù)責(zé)信號(hào)傳輸?shù)木W(wǎng)線及負(fù)責(zé)供電的電源線。因?yàn)殡娫床捎媒涣?20V的電源，信號(hào)線與電源線必須分開(kāi)布線，不能共管敷設(shè)。因此，筆者認(rèn)為該系統(tǒng)在一般項(xiàng)目中采用并不合適，只有在應(yīng)用場(chǎng)景特別復(fù)雜的項(xiàng)目中才能體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。

圖5 全數(shù)字公共廣播系統(tǒng)圖

6 結(jié)語(yǔ)

至此，我們能得出以下結(jié)論：“傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)”與“數(shù)字信號(hào)的模擬系統(tǒng)”適合在中小型的項(xiàng)目中，此類(lèi)項(xiàng)目通常使用場(chǎng)景簡(jiǎn)單，單體數(shù)目較少，規(guī)模適中；使用模擬系統(tǒng)即保證了系統(tǒng)的高可靠性，高實(shí)時(shí)性，易操作性，和造價(jià)和維護(hù)成本均非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，性?xún)r(jià)比極高?！熬W(wǎng)絡(luò)與模擬相結(jié)合系統(tǒng)”適用在項(xiàng)目規(guī)模較大，單體眾多且比較分散的項(xiàng)目中；該系統(tǒng)通過(guò)節(jié)約布線成本實(shí)現(xiàn)整體造價(jià)的合理性；而且該系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性也較好，后期的使用成本較低。“全數(shù)字系統(tǒng)”的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)一樣明顯，優(yōu)點(diǎn)為功能強(qiáng)大，靈活性極高；缺點(diǎn)為造價(jià)高昂，實(shí)時(shí)性差，容易出故障，后期維護(hù)難度較大且布線復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目具體的情況和需求選擇合適的類(lèi)型，才能給業(yè)主帶來(lái)最大的利益。

[1]GB50526-2010公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范[s]

[2]GB 50371-2006廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[s]

[3]GB/T50314-2006智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[s]

[4]GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[s]