武晉軍，郭向軍，江小婳，姚 石

（1 中央廣播電視總臺，北京 100045；2.中廣電廣播電影電視設(shè)計研究院，北京 100045）

7月1日，慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年大會在天安門廣場勝利召開，七萬余人在現(xiàn)場聆聽了習(xí)近平總書記的講話。與2019年國慶活動不同，本次天安門廣場地區(qū)擴(kuò)聲系統(tǒng)的功能以會議模式為主，這是在近幾十年來十分少有的。而且，本次大會在正式開始前增加了聯(lián)合軍樂團(tuán)、合唱團(tuán)、獻(xiàn)詞團(tuán)（以下簡稱“三團(tuán)”）以及現(xiàn)場觀眾參與的暖場環(huán)節(jié)。正式大會包括各類儀式性環(huán)節(jié)、致辭和獻(xiàn)詞、總書記發(fā)表重要講話等內(nèi)容。

本次大會的音響系統(tǒng)是在2019年為國慶系列活動搭建的天安門廣場音響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建設(shè)而成的，并對安全可靠性提出了更高的要求。從現(xiàn)場觀眾人數(shù)到會議形式都是無前例可循的，在現(xiàn)場擴(kuò)聲的精確覆蓋、語言清晰度、拾音等方面都帶來了前所未有的挑戰(zhàn)；此外，為保障廣場地區(qū)現(xiàn)場觀眾的安全通行和各系統(tǒng)的信號安全，做好廣場區(qū)域線纜的統(tǒng)一規(guī)劃也是系統(tǒng)建設(shè)的重要一環(huán)。

以下就本次大會的音響系統(tǒng)組成、設(shè)計思考、技術(shù)難點等方面進(jìn)行解析。

1 系統(tǒng)組成

本次大會的音響系統(tǒng)覆蓋范圍包括兩大區(qū)域，如圖1所示，長安街區(qū)域東至南池子路口、西至南長街路口；廣場區(qū)域北至天安門城樓、南至毛主席紀(jì)念堂南側(cè)。

圖1 區(qū)域的劃分（圖片摘自新華網(wǎng)后編輯）

音響系統(tǒng)承擔(dān)的主要任務(wù)包括：

（1）現(xiàn)場各類聲音信號的采集；

（2）現(xiàn)場擴(kuò)聲；

（3）將現(xiàn)場采集的各類聲音信號制作成公共信號提供給廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等新聞媒體轉(zhuǎn)播。

音響系統(tǒng)共設(shè)置5個功能子系統(tǒng)，包括：負(fù)責(zé)音頻信號傳輸和交換的“音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)”；負(fù)責(zé)控制和其他信號交換的“數(shù)據(jù)傳輸和指揮網(wǎng)絡(luò)”；負(fù)責(zé)現(xiàn)場聲音信號拾取的“現(xiàn)場拾音系統(tǒng)”；負(fù)責(zé)提供現(xiàn)場擴(kuò)聲服務(wù)的“現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)”；負(fù)責(zé)國際聲信號制作的“國際聲制作及多聲道錄音系統(tǒng)”。

根據(jù)現(xiàn)場功能分區(qū)的不同，上述子系統(tǒng)中，除國際聲制作及多聲道錄音系統(tǒng)相對獨立外，其他子系統(tǒng)還可以根據(jù)空間分區(qū)劃分為“核心控制區(qū)域”“城樓區(qū)域”“北觀禮臺區(qū)域”“長安街中段南沿區(qū)域”“廣場核心中軸區(qū)域”“廣場中心區(qū)域”等6個區(qū)域。

由于音響系統(tǒng)的各工作點位相對分散，且功能需求不同，除了幾個相對固定的機房，本次活動中還臨時搭建了幾個工作“方艙”，如國際聲制作混音方艙、“三團(tuán)”混音制作方艙及在廣場觀眾席后方搭建的現(xiàn)場混音方艙等。

2 信號傳輸架構(gòu)

本次大會的音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本沿用了國慶70周年的模式，設(shè)置2套基于光纖傳輸、互為主備的數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)[1]，所有音源通過分配設(shè)備同時接入兩套數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)，兩套網(wǎng)絡(luò)之間互不連接，相對獨立。各音頻子系統(tǒng)均可通過兩套網(wǎng)絡(luò)同時接入和送出信號。

此外，在2019年建成的交換機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，本項目擴(kuò)展了綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的功能，如圖2中的黃色部分，增加了AoIP內(nèi)通系統(tǒng)，如圖3所示，并增強了視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與音頻網(wǎng)絡(luò)從物理上進(jìn)行隔離傳輸，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的安全性，提升系統(tǒng)的功能性。

圖2 網(wǎng)絡(luò)框架圖

圖3 內(nèi)部通話系統(tǒng)框架圖

綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)以下功能：

（1）通過綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對各類音頻傳輸系統(tǒng)以及功率放大器設(shè)備的實時狀態(tài)監(jiān)控；

（2）為各個控制機房提供外來電視畫面，便于工作人員操作控制；

（3）在現(xiàn)場部分信號傳輸點或現(xiàn)場調(diào)音位設(shè)置網(wǎng)絡(luò)攝像機，利用綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對現(xiàn)場工作情況的實時監(jiān)看及記錄；

（4）為方便現(xiàn)場工作人員溝通，在各控制機房和信號傳輸點直接設(shè)置了一套基于綜合數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字內(nèi)通系統(tǒng)。

基于IP網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)通系統(tǒng)解決了機房及廣場上各工作點位之間的溝通問題，從而提高了實時溝通的效率，保證各區(qū)域、各點位、各子系統(tǒng)工作的整體運轉(zhuǎn)及相互配合。

3 禮炮與國旗護(hù)衛(wèi)隊的拾音系統(tǒng)

禮炮陣地的拾音信號進(jìn)行了主備編組，主信號通過戶外預(yù)混調(diào)音臺接入音頻網(wǎng)絡(luò)，而備信號通過音頻網(wǎng)絡(luò)直接接入廣場混音方艙內(nèi)的備份調(diào)音臺，實現(xiàn)了從信號路由到混音方案的主備冗余。

國旗護(hù)衛(wèi)隊的口令、抽刀、腳步的拾音使用的是有線+無線的方式。從人民英雄紀(jì)念碑到國旗桿之間280 m，有線拾音傳聲器沿紅毯沿線均布，同時，在紀(jì)念碑臺階和國旗座附近分別設(shè)置了用于拾取抽刀和配槍的效果聲傳聲器。無線拾音傳聲器佩戴于護(hù)衛(wèi)隊的胸口、靴子、腰帶上，如圖4所示，傳輸系統(tǒng)采用四分集技術(shù)，保證信號的安全可靠。通過現(xiàn)場實時的頻率監(jiān)控，有效屏蔽干擾信號。

圖4 無線拾音傳聲器的佩戴

位于廣場觀眾席身后不起眼的方艙，是禮炮與國旗護(hù)衛(wèi)隊的混音方艙，在這里拾音信號通過實時調(diào)整預(yù)混再送至主擴(kuò)系統(tǒng)。

4 現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)

本次大會的觀眾席大部分為臨時搭建，主要包括：天安門城樓上的嘉賓座位和臨時看臺、長安街北側(cè)固定觀禮臺坐席、大會堂北側(cè)臨時觀禮臺和國博北側(cè)臨時觀禮臺、天安門廣場的臨時觀禮臺等區(qū)域。

由于本次慶祝大會在廣場設(shè)置了7萬多坐席，觀眾座次相對較密且占滿大部分廣場空間，如圖5所示，而且與以往設(shè)置的觀禮臺最大的不同，本次廣場觀禮臺前后幾乎沒有坡度，后排觀眾很可能被前排觀眾遮擋。因此，設(shè)計時最初考慮以均勻設(shè)置在廣場上的大型聲柱為主擴(kuò)聲揚聲器系統(tǒng)，可以使全場觀眾都能獲得較為均勻的擴(kuò)聲效果，并且能夠大幅度減少現(xiàn)場設(shè)備布設(shè)的難度。但主調(diào)音師在擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計過程中提出，廣場前區(qū)觀眾席與“三團(tuán)”緊鄰，安裝在高處的聲柱會直接影響對“三團(tuán)”拾音，要求廣場前半?yún)^(qū)一定要使用分散布置的小型揚聲器。為了保證全場聽音的一致性且便于聲場調(diào)控，主擴(kuò)聲系統(tǒng)全部采用了臨時架設(shè)的分散式揚聲器系統(tǒng)，廣場上固定安裝的聲柱作為應(yīng)急備份手段。以下為各區(qū)域的不同擴(kuò)聲方案。

圖5 廣場臨時觀眾席實景圖（圖片摘自新華網(wǎng)）

4.1 天安門城樓

天安門城樓區(qū)域的擴(kuò)聲系統(tǒng)主要包括：演講臺周邊返送揚聲器系統(tǒng)、城樓大殿前區(qū)擴(kuò)聲揚聲器系統(tǒng)、東西城臺擴(kuò)聲揚聲器系統(tǒng)、城樓下音效揚聲器系統(tǒng)等。

返送揚聲器選用緊湊型返送揚聲器。在奏唱國歌時，為了平衡軍樂團(tuán)的直達(dá)聲和返送之間的延時，做到聲畫同步，通過設(shè)置在現(xiàn)場調(diào)音位進(jìn)行實時調(diào)控。

位于金水橋兩側(cè)的線陣列揚聲器主要用于突出禮炮和音樂在城樓上的表現(xiàn)力，采用了4組“三分頻+超低”的組合。通過聲場模擬，聲壓級覆蓋的聲場不均勻度在6 dB以內(nèi)。

為了滿足城樓大殿前部、東西城臺觀禮嘉賓的聽音需要，設(shè)置了約60只各類規(guī)格的流動揚聲器。

4.2 城樓兩側(cè)固定觀禮臺

在東西兩側(cè)金水河南沿分別設(shè)置了7組線陣列揚聲器組，用于城樓兩側(cè)的固定觀禮臺的擴(kuò)聲。每組揚聲器由4只全頻揚聲器及1只超低頻揚聲器組成，用于城樓兩側(cè)的固定觀禮臺的擴(kuò)聲。通過聲場模擬和現(xiàn)場實測，觀禮臺區(qū)域的聲壓級不均勻度在6 dB以內(nèi)。

在方案的設(shè)計與實施中，加強了對線陣列垂直投射角度的控制，大幅度降低了線陣列對城樓東西平臺的影響。

4.3 大會堂北及國博北臨時觀禮臺

大會堂北和國博北的臨時觀禮臺寬176.1 m，深49 m，位于長安街上，前后沒有坡度。每側(cè)分別使用7組線陣列揚聲器組進(jìn)行擴(kuò)聲，每組揚聲器由4只全頻揚聲器及1只超低頻揚聲器組成。通過聲場模擬，聲壓級覆蓋的不均勻度在6 dB以內(nèi)。為了避讓觀眾及演出人員的進(jìn)場、撤場通道，并減少建筑物反射所帶來的回聲干擾，揚聲器組采用了靈活搭建方式，正式使用時，布置在長安街中部距離觀眾席約5 m的位置，大會結(jié)束后3 min內(nèi)將揚聲器組移至北側(cè)路沿，為撤場車輛讓出通行通道。

4.4 廣場區(qū)域

廣場區(qū)域主要包括北臨長安街中線位于獻(xiàn)詞團(tuán)兩側(cè)的觀眾席，南至紀(jì)念碑，西至廣場西側(cè)路，東至廣場東側(cè)路。這個區(qū)域也是觀眾數(shù)量最多、最集中的地區(qū)。

由于本次大會的觀眾席設(shè)置坡度較小，大部分觀眾區(qū)前后沒有坡度，且觀眾區(qū)之間間隔較小，并將“三團(tuán)”及國旗護(hù)衛(wèi)隊的行進(jìn)路線包圍其中。這對擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計提出的要求主要包括：

（1）盡量減少對觀眾視線的遮擋；

（2）聲壓級均勻覆蓋；

（3）保證語言清晰度；

（4）與拾音區(qū)域有效隔離；

（5）根據(jù)不同環(huán)節(jié)進(jìn)行分區(qū)調(diào)控。

綜合以上幾點考慮，廣場區(qū)域觀眾席的擴(kuò)聲使用了近100支聲柱式揚聲器+低頻單元的組合，每個觀眾區(qū)以2～3組進(jìn)行分區(qū)覆蓋，如圖6所示，并通過帶DSP的功率放大器進(jìn)行分組預(yù)設(shè)和集中控制。

圖6 廣場區(qū)域分區(qū)擴(kuò)聲揚聲器及無線接收點位（圖片摘自新華網(wǎng)）

位于紀(jì)念碑兩側(cè)的觀眾區(qū)，是所有觀眾區(qū)域最南側(cè)的片區(qū)，第一排觀眾距地1.35 m，最后排觀眾席距地2.4 m，前后進(jìn)深約33 m，形成了一個緩坡區(qū)域，如圖7所示。此處，與前中區(qū)觀眾席之間有黨徽年號花卉帶及黃色U型毯分隔，因此，在花卉帶搭建了14組小型線陣列揚聲器組，從而保證離城樓最遠(yuǎn)的觀眾區(qū)也能夠清晰、無延時地聽到來自城樓上領(lǐng)導(dǎo)人的講話。

圖7 紀(jì)念碑兩側(cè)觀眾區(qū)（圖片摘自新華網(wǎng)）

5 “三團(tuán)”混音及返送系統(tǒng)

聯(lián)合軍樂團(tuán)、合唱團(tuán)、獻(xiàn)詞團(tuán)分別由1314人、2974人、1068人組成，大會期間承擔(dān)前期合唱熱場以及青少年致獻(xiàn)詞的環(huán)節(jié)?！叭龍F(tuán)”混音及返送系統(tǒng)設(shè)置了近200個通道的傳聲器拾音，利用傳聲器分配系統(tǒng)直接送入在“三團(tuán)”附近的調(diào)音臺網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)分區(qū)域返送，如圖8所示?，F(xiàn)場和混音方艙內(nèi)的調(diào)音臺系統(tǒng)之間通過光纖以雙星型網(wǎng)絡(luò)連接，所有信號從拾音、傳輸?shù)交煲舳紝崿F(xiàn)了主備冗余。

圖8 “三團(tuán)”混音及返送系統(tǒng)框架圖

現(xiàn)場的混音團(tuán)隊根據(jù)功能的不同，配置了3套相互獨立制作的混音系統(tǒng)，分別為現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)、國際聲制作轉(zhuǎn)播系統(tǒng)以及返聽系統(tǒng)，制作不同的混音版本。同時，為3套系統(tǒng)分別搭建了各自的獨立混音方艙，如圖9、圖10所示，保證現(xiàn)場混音、監(jiān)聽環(huán)境的互不干擾。

圖9 “三團(tuán)”現(xiàn)場擴(kuò)聲混音方艙工作實景

圖10 國際聲制作方艙工作實景

6 國際聲制作轉(zhuǎn)播系統(tǒng)

區(qū)別于現(xiàn)場觀眾聽到擴(kuò)聲，更多的觀眾通過電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)收看收聽現(xiàn)場的盛況，而這些音頻信號來自于國際聲制作轉(zhuǎn)播系統(tǒng)。該系統(tǒng)由2套主備數(shù)字調(diào)音臺系統(tǒng)組成，通過MADI與音頻矩陣連接，實現(xiàn)信號的拾取和送出。系統(tǒng)通過設(shè)置在活動現(xiàn)場的各類信號基站、信號接口等為現(xiàn)場電視轉(zhuǎn)播團(tuán)隊、各新聞媒體等單位提供定制化的國際聲信號。

7 技術(shù)難點

7.1 領(lǐng)導(dǎo)人講話的拾音與擴(kuò)聲

領(lǐng)導(dǎo)人講話的拾音與擴(kuò)聲是本項目的重點，也是難點。既要做好聲音的拾取、保證音質(zhì)和還原度，又要調(diào)整各區(qū)域之間的聲場平衡及延時，特別是處理好返送與擴(kuò)聲、擴(kuò)聲與直達(dá)聲之間的關(guān)系，從而保證領(lǐng)導(dǎo)人的聽音效果。

領(lǐng)導(dǎo)人講話的位置位于城樓廊下正中，廊檐、地面和門都是對稱型建筑結(jié)構(gòu)，如圖11所示，拾音點存在很強的聲聚焦，這一度使調(diào)試工作進(jìn)行得非常困難。如果不設(shè)置返送或者返送的電平比較低，那么來自廣場的反射聲將帶來延時問題；而如果返送電平過高，又很容易引起嘯叫。在如此重要的場合，為了保證聲音信號不中斷、真實還原，不能通過簡單的反饋抑制器來解決。因此，從拾音傳聲器的指向性測試，返送揚聲器的選型、擺位和角度，到傳聲器增益、輸入輸出電平、均衡設(shè)置，每一個參數(shù)都經(jīng)過精準(zhǔn)測算和不斷地調(diào)試。最終呈現(xiàn)出飽滿、均勻、真實的聲音。

圖11 領(lǐng)導(dǎo)人講話拾音及擴(kuò)聲設(shè)備

7.2 廣場地區(qū)的馬道綜合設(shè)計

由于廣場地區(qū)的座椅、設(shè)備、線纜大部分都是為本次活動臨時搭設(shè)的，為了滿足流動拾音及擴(kuò)聲、電視轉(zhuǎn)播、新聞報道及其他各指揮部的信號傳輸及用電需求，現(xiàn)場需要臨時敷設(shè)大量的強、弱電線纜，如圖12、圖13所示。而這些線纜與現(xiàn)場觀眾及演職人員的進(jìn)出場通道存在交叉，無論是對各部門的系統(tǒng)安全還是現(xiàn)場人員的人身安全都有一定隱患。同時，大會進(jìn)、撤場時間十分有限，特別是大會結(jié)束后，現(xiàn)場所有流動系統(tǒng)設(shè)備包括線纜必須在1.5 h內(nèi)全部撤除完畢，撤除過程中不能與人員、工程車輛、設(shè)備設(shè)施等產(chǎn)生交叉和沖突。

圖12 敷設(shè)馬道

圖13 復(fù)核線纜

因此，為切實加強慶?；顒犹彀查T廣場電力、信號等線纜規(guī)范管理，確保安全有序運行，根據(jù)市調(diào)度運營中心統(tǒng)一部署，音響保障指揮部對各指揮部報送的廣場區(qū)域流動線纜、馬道等設(shè)施的信息進(jìn)行了歸納、整理，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境布置進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計。設(shè)計時，除了滿足各指揮部提出的需求之外，還按“強弱電分開”“不露明線”“便于敷設(shè)及撤除”“減少跨越”“就近出線”等原則，對廣場各類信號、電力線纜進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計和規(guī)劃，對線纜的走向、標(biāo)識、敷設(shè)及拆除方案做了詳細(xì)的規(guī)定。

馬道設(shè)計范圍：北至長安街中線，南至正陽門北，東至東側(cè)路西沿，西至西側(cè)路東沿。馬道總長度約5210 m，各類馬道模塊約7960塊，總質(zhì)量約88 T。如此大規(guī)模的管線綜合設(shè)計工作，在臨時搭建的工程中是前所未有的。首先，從各指揮部收集線纜類型、數(shù)量、線徑、路由，到設(shè)計馬道走向、計算線量、強弱電屬性分離，再到馬道選型、線纜分段分組劃分馬道內(nèi)部布局及責(zé)權(quán)單位，然后根據(jù)線纜走向、交越、端口出線等情況進(jìn)一步的方案優(yōu)化。經(jīng)過幾輪的設(shè)計、討論、優(yōu)化、復(fù)核，以及一次駐地演練和兩次現(xiàn)場演練，最終在大會期間，確保了每一根線纜的安全，也確保了現(xiàn)場無一人被線纜絆倒。

8 結(jié)語

隨著國力的提升，天安門廣場及周邊地區(qū)的音響系統(tǒng)有了質(zhì)的變化，對于系統(tǒng)架構(gòu)，從建國時臨時搭設(shè)的傳聲器及號筒陣列，到如今由200多支拾音傳聲器與300多只揚聲器通過雙音頻網(wǎng)+數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)組成的安全可靠的音響系統(tǒng)；對系統(tǒng)要求，從聽得見，到聽得清、聽得好；音響保障工作從“萬萬無一失”到“精益求精”。

本次大會項目，以中央廣播電視總臺為主的音響保障團(tuán)隊，用智慧與汗水、技術(shù)與藝術(shù)、團(tuán)結(jié)與奉獻(xiàn)、執(zhí)著與追求為黨的百年華誕“奏響”激昂的贊歌，向世界傳達(dá)出了中國“最強音”。