周勇武， 周鵬飛， 談國(guó)斌， 張群力， 張笛， 徐羿

（1. 杭州未來科技城管委會(huì)；2. 浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院；3. 湖州南潯旅游投資發(fā)展集團(tuán)有限公司；4. 浙江新盛建設(shè)集團(tuán)有限公司；5. 杭州錢欣置業(yè)有限公司）

1 引言

體育場(chǎng)館智能化系統(tǒng)是一種大型復(fù)雜系統(tǒng)，它基于體育場(chǎng)館的建筑空間和設(shè)備，采用信息技術(shù)（電子技術(shù)、自控技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)）的產(chǎn)品和成果，滿足體育比賽、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及賽后利用對(duì)管理和服務(wù)的需求。體育場(chǎng)館智能化系統(tǒng)一般包括智能監(jiān)控系統(tǒng)、場(chǎng)館賽事專用系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用信息系統(tǒng)、機(jī)房系統(tǒng)[1-2]。本文主要對(duì)杭州運(yùn)河亞運(yùn)公園體育館智能化工程中的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用信息系統(tǒng)、機(jī)房系統(tǒng)展開介紹。

2 信息系統(tǒng)、信息物理系統(tǒng)

2.1 信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)是一種人機(jī)一體化的系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)、通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟件、信息資源、信息用戶及規(guī)章制度組成，旨在處理信息流。信息系統(tǒng)有別于其他子系統(tǒng)，其貫穿于體育場(chǎng)館組織內(nèi)部的各個(gè)部門。信息系統(tǒng)通過輸入數(shù)據(jù)信息，加工處理后產(chǎn)生信息。

2.2 信息物理系統(tǒng)

信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical Systems，CPS），被認(rèn)為有望成為計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息技術(shù)的第三次浪潮。CPS 是一個(gè)綜合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，從根本上改變?nèi)祟悩?gòu)建工程物理系統(tǒng)的方式[3-4]。

3 工程概況

杭州運(yùn)河亞運(yùn)公園體育館以全民健身為主題，承辦了2022 年第十九屆亞運(yùn)乒乓球比賽和霹靂舞比賽，是杭州主城區(qū)唯一新建的現(xiàn)代化甲級(jí)大型體育場(chǎng)館。體育館建筑占地10310㎡，地上建筑面積21477 ㎡，建筑高度35m，總座席數(shù)6928 座（見圖1）[5]。

圖1 杭州運(yùn)河亞運(yùn)公園體育館實(shí)景圖

4 公園智能化環(huán)境

公園智能化建設(shè)堅(jiān)持杭州亞運(yùn)會(huì)綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的辦賽理念，實(shí)現(xiàn)亞運(yùn)交通（智能化導(dǎo)航、車位記錄引導(dǎo)、無人駕駛公交）；亞運(yùn)會(huì)電視轉(zhuǎn)播（三維回放、切點(diǎn)分析、AR 畫面分解、5G 網(wǎng)絡(luò)支持）；亞運(yùn)會(huì)票務(wù)（門票引導(dǎo)系統(tǒng)、智能亞運(yùn)APP 服務(wù)、人臉識(shí)別、城市天網(wǎng)監(jiān)控）；亞運(yùn)會(huì)后聯(lián)絡(luò)合作運(yùn)營(yíng)公司進(jìn)行組織管理。滿足全民健身的需求、社會(huì)發(fā)展需求、組織賽事需求[6]。

公園管理以智能化信息系統(tǒng)為支撐，建立了園區(qū)及周邊道路的積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水上垃圾自動(dòng)回收系統(tǒng)和人行道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和地下管網(wǎng)積水監(jiān)控系統(tǒng)等，并開發(fā)相關(guān)的數(shù)字化集中管理平臺(tái)。著力構(gòu)建區(qū)域城市精細(xì)化管理品牌，為杭州亞運(yùn)會(huì)提供高品質(zhì)的環(huán)境保障。

5 場(chǎng)館智能化系統(tǒng)工程

體育場(chǎng)館智能化系統(tǒng)是現(xiàn)代體育場(chǎng)館的神經(jīng)系統(tǒng)和大腦，是智能體育場(chǎng)館或智慧體育場(chǎng)館生命體中最重要的組成部分（見圖2）。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

5.1 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以為場(chǎng)館內(nèi)外提供網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以支持語音、數(shù)據(jù)、圖像、控制信號(hào)和多媒體信息的接收、存儲(chǔ)、交換、傳送、播放，以滿足體育比賽和場(chǎng)館管理中對(duì)各種信息的通信和廣播需求[1,7]。為了實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)的建設(shè)，必須提供可靠、高效和靈活開放的傳輸平臺(tái)及實(shí)現(xiàn)途徑，以及安全、便捷、功能齊全的訓(xùn)練比賽及辦公環(huán)境，為場(chǎng)館的綜合管理提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)手段。

5.1.1 綜合布線系統(tǒng)

根據(jù)2022 年第19 屆亞運(yùn)會(huì)信息技術(shù)及通信保障設(shè)計(jì)導(dǎo)則的要求，體育館綜合布線主要分語音網(wǎng)、亞組委專網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)會(huì)信息網(wǎng)（競(jìng)賽專用網(wǎng)）、設(shè)備網(wǎng)（監(jiān)控網(wǎng)）和黨政專網(wǎng)。五套網(wǎng)絡(luò)完全物理隔離設(shè)計(jì)，其中黨政專網(wǎng)由指定部門另行配置。

5.1.2 語音通訊系統(tǒng)

各場(chǎng)館語音通訊系統(tǒng)采用數(shù)字語音網(wǎng)關(guān)接入城域電話網(wǎng)，布線結(jié)構(gòu)詳見結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，具體方案由電信運(yùn)營(yíng)商提供。

5.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

體育館計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要分為亞組委專網(wǎng)、運(yùn)行信息網(wǎng)（競(jìng)賽專用網(wǎng)）、設(shè)備網(wǎng)（監(jiān)控網(wǎng)）和黨政專網(wǎng)，四套網(wǎng)絡(luò)完全物理隔離設(shè)計(jì)，其中黨政專網(wǎng)由指定部門另行配置。亞組網(wǎng)和設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)采用兩層星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，接入層交換機(jī)與核心層交換機(jī)設(shè)置雙路由萬兆主干，10/100/1000M 到桌面。亞組委專網(wǎng)內(nèi)還配置無線接入控制器及AP 授權(quán)，所有AP 均為雙頻道AP，支持802.11actually Wave2最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用POE供電。場(chǎng)館頂棚應(yīng)配置高密型AP。

亞組委專網(wǎng)通過VLAN技術(shù)可劃分為競(jìng)賽信息網(wǎng)、媒體信息網(wǎng)、組織信息網(wǎng)等多個(gè)邏輯子網(wǎng)。運(yùn)動(dòng)會(huì)信息網(wǎng)采用兩層星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各樓層接入層交換機(jī)與核心層交換機(jī)設(shè)置雙路由千兆主干，10/100/1000M到桌面。亞組委專網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)會(huì)信息網(wǎng)（競(jìng)賽專用網(wǎng)）、設(shè)備網(wǎng)（監(jiān)控網(wǎng)）都設(shè)置防火墻和網(wǎng)管軟件服務(wù)器，與體育場(chǎng)核心交換機(jī)冗余互備。

5.1.4 有線數(shù)字電視系統(tǒng)

有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成，即傳統(tǒng)的CATV 網(wǎng)+數(shù)字寬帶網(wǎng)絡(luò)。這樣的設(shè)計(jì)架構(gòu)既能滿足廣電的數(shù)字電視模式，也能滿足電信IPTV模式。

電視信號(hào)的來源包括：①本地有線電視節(jié)目（廣電）；②IPTV（電信）；③體育館內(nèi)部視頻（有線電視轉(zhuǎn)播信號(hào)）。

5.1.5 公共廣播系統(tǒng)

體育館的公共和應(yīng)急廣播包括可能同時(shí)獨(dú)立使用的以下子系統(tǒng)[8]：

①大廳、館內(nèi)走道、觀眾平臺(tái)等公共場(chǎng)所的廣播系統(tǒng)；

②一層運(yùn)動(dòng)員檢錄大廳設(shè)置廣播呼叫站。

廣播中心設(shè)在一層消控中心機(jī)房，系統(tǒng)功放按前端揚(yáng)聲器功率的1.2倍～1.5倍配置。

公共廣播的傳輸功率線路的絕緣電壓等級(jí)與其額定傳輸電壓相容，線路接頭不應(yīng)裸露，電位不等的接頭分別進(jìn)行絕緣處理[9]。

廣播揚(yáng)聲器使用阻燃材料或具有阻燃后罩的結(jié)構(gòu)。

5.2 應(yīng)用信息系統(tǒng)

為了提高效率、節(jié)約資源和提升經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用信息系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫、信息集成平臺(tái)和信息門戶，以服務(wù)體育賽事組織、場(chǎng)館經(jīng)營(yíng)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)管理業(yè)務(wù)，提高信息的時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化，為管理者提供輔助決策支持[1,7]。

5.2.1 賽事信息發(fā)布系統(tǒng)

賽事綜合信息查詢系統(tǒng)提供的主要信息內(nèi)容為：比賽成績(jī)信息、比賽程序信息、比賽現(xiàn)場(chǎng)信息、獎(jiǎng)牌總分信息、排序名次信息、評(píng)破紀(jì)錄信息、賽事組織信息、歷屆賽會(huì)信息、優(yōu)秀選手信息、城市背景信息、城市發(fā)展信息、旅游觀光信息、天氣預(yù)報(bào)信息等。

系統(tǒng)收集、錄入、存儲(chǔ)、控制賽會(huì)有關(guān)其他信息，以供查詢，包括多媒體信息查詢，并向聯(lián)網(wǎng)的各信息查詢網(wǎng)點(diǎn)傳送賽會(huì)的各種查詢信息，做好信息服務(wù)工作。

系統(tǒng)主要分布在一層各門廳和運(yùn)動(dòng)員信息室、裁判員休息室、電梯廳、貴賓休息室。信息發(fā)布終端顯示屏采用42寸液晶顯示屏，安裝及尺寸可根據(jù)裝修要求調(diào)整。

賽事信息發(fā)布系統(tǒng)支持不少于6路1080P和4K的高清信號(hào)的實(shí)時(shí)發(fā)布。

5.2.2 場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)

場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)在體育場(chǎng)館智能化的基礎(chǔ)上為場(chǎng)館經(jīng)營(yíng)者、管理者、客戶及服務(wù)人員提供基于場(chǎng)館的高水平智能化系統(tǒng)和現(xiàn)代化的管理手段。主要使用者為場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)管理及服務(wù)人員。比賽時(shí)的服務(wù)對(duì)象為場(chǎng)館運(yùn)維管理人員、競(jìng)賽管理人員、服務(wù)人員。平時(shí)則是訓(xùn)練、健身和休閑人員。場(chǎng)館綜合運(yùn)營(yíng)服務(wù)管理系統(tǒng)特別注重賽時(shí)和賽后不同使用特點(diǎn)和對(duì)象的需求。

5.2.3 新聞會(huì)議發(fā)布系統(tǒng)

新聞發(fā)布廳：要求建立一個(gè)集中央集控、會(huì)議、投影及擴(kuò)聲、視頻跟蹤于一體的高質(zhì)量會(huì)議系統(tǒng)，滿足新聞發(fā)布的需要[10]。

投影系統(tǒng)：一臺(tái)高清晰投影機(jī)+180 寸16:9 投影幕。

擴(kuò)聲系統(tǒng)：4 支會(huì)議話筒+2 支無線話筒+4 只全頻音箱。

攝像跟蹤：3支高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。

同聲同譯：4只譯員機(jī)+60支接收機(jī)。

集控系統(tǒng)需具備控制投影設(shè)備、視頻切換、視頻跟蹤、幕簾控制、調(diào)光控制等功能。

5.3 機(jī)房系統(tǒng)

機(jī)房系統(tǒng)由設(shè)備監(jiān)控機(jī)房、消防監(jiān)控機(jī)房、安防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機(jī)房、有線電視系統(tǒng)機(jī)房、公共廣播系統(tǒng)機(jī)房、會(huì)議控制室、屏幕顯示系統(tǒng)機(jī)房、場(chǎng)地?cái)U(kuò)音機(jī)房、場(chǎng)地?zé)艄饪刂茩C(jī)房、比賽中央監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)房、計(jì)時(shí)記分及現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)處理機(jī)房以及電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)機(jī)房組成[1-2]。

5.3.1 機(jī)房工程

機(jī)房工程主要是一層消控中心機(jī)房。

布置：消控中心機(jī)房主要電視墻、操作臺(tái)、安防機(jī)柜、UPS主機(jī)和電池。

裝飾：設(shè)計(jì)采用600x600 的鋁合金微孔吊平頂板，下鋪600x600x38 的抗靜電活動(dòng)地板，消控中心架空地板高度300mm，墻面采用防火乳膠漆。樓層弱電間須做好防塵措施，地面刷防塵漆。

空調(diào)：消控中心采用大樓VRF空調(diào)。

UPS：消控室設(shè)置一臺(tái)，20kVA UPS，后備時(shí)間2小時(shí)，管理消控室和北區(qū)弱電間。

接地方面需要注意三點(diǎn)。

①弱電系統(tǒng)接地采用聯(lián)合接地方式，共用接地電阻不大于1歐姆。網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房、消控中心、運(yùn)營(yíng)商機(jī)房及樓層弱電間均要求強(qiáng)電專業(yè)預(yù)留獨(dú)立的接地端子箱和一根40x4鍍鋅扁鋼作為弱電接地主干。應(yīng)選用熱鍍鋅弱電橋架，機(jī)柜均與接地主干之間用RVB6作可靠連接。

②為防雷波侵入，架空和直接埋地的金屬管道及電纜的金屬護(hù)套、金屬件在進(jìn)出建筑物處應(yīng)就近與防雷的接地裝置（等電位接地端子）連接。

③室外監(jiān)控立桿與基礎(chǔ)要有可靠接地，接地阻值＜4歐姆。

電源及信號(hào)防雷有四個(gè)方面。

①在UPS配電機(jī)房的市電配電柜市電輸入端安裝二級(jí)電源防浪涌保護(hù)器，其最大放電電流為65kA，作為機(jī)房配電的二級(jí)保護(hù)，接線線徑≥10mm。

②在UPS配電機(jī)房UPS配電柜輸入端各安裝1個(gè)三級(jí)電源保護(hù)器，其最大放電電流為40kA，作為機(jī)房配電的三級(jí)保護(hù)。

③重要設(shè)備前端要求配置防浪涌插座。

④信號(hào)防雷：根據(jù)設(shè)備配置情況，配置各類信號(hào)避雷器、天饋避雷通訊作者：張笛器、網(wǎng)絡(luò)避雷器、監(jiān)控視頻避雷器、控制信號(hào)避雷器。

5.3.2 弱電系統(tǒng)綜合管路

弱電系統(tǒng)綜合管線包括與弱電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的預(yù)埋管、預(yù)留孔洞、弱電豎井、橋架及室外弱電管路。弱電線路在地下層及進(jìn)戶管路采用鍍鋅鋼管敷設(shè)，其中穿越人防墻體時(shí)采用熱鍍鋅鋼管，壁厚不小于2mm，并作密閉處理。施工方法詳見05SFD10《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》圖示—電氣專業(yè)，地上樓層均采用JDG管敷設(shè)。

6 結(jié)語

本文介紹了杭州運(yùn)河亞運(yùn)公園體育館智能化系統(tǒng)中的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用信息系統(tǒng)和機(jī)房系統(tǒng)這三大子系統(tǒng)。另外兩大系統(tǒng)（智能監(jiān)控系統(tǒng)和場(chǎng)館專用系統(tǒng)）參見另一篇文章[11]。體育場(chǎng)館智能化系統(tǒng)工程是由多個(gè)系統(tǒng)組成，每個(gè)大系統(tǒng)由數(shù)個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)集成這種新興的服務(wù)方式已成為近年來國(guó)際信息服務(wù)業(yè)發(fā)展最迅速的領(lǐng)域之一。目前，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，為智能體育場(chǎng)館智慧發(fā)展提供了強(qiáng)勁動(dòng)力。本文中的內(nèi)容和觀點(diǎn)可為類似體育場(chǎng)館的智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)提供有益借鑒。