對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)觀看表演和電視直播，視頻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)要比場(chǎng)地?cái)U(kuò)聲系統(tǒng)更加重要，因此，在項(xiàng)目的實(shí)際和實(shí)施中，視頻和照明系統(tǒng)要優(yōu)先考慮。
擴(kuò)聲系統(tǒng)的總體改造方案，系統(tǒng)的音頻控制、傳輸通過(guò)Dante網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)字加模擬的混合網(wǎng)，場(chǎng)館內(nèi)所有音頻信號(hào)均匯聚到音頻控制機(jī)房進(jìn)行分發(fā)。數(shù)字調(diào)音臺(tái)同樣采用一主一備，主調(diào)音臺(tái)可搬至場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控，并在主席臺(tái)區(qū)預(yù)留音頻接口箱，可接入有線傳聲器、無(wú)線傳聲器系統(tǒng)。系統(tǒng)使用時(shí)，需要根據(jù)不同賽事的使用場(chǎng)景對(duì)數(shù)字調(diào)音臺(tái)以及功率放大器進(jìn)行預(yù)設(shè)。系統(tǒng)基本框架如圖2所示。
對(duì)于像冬奧會(huì)這樣重要的賽事，系統(tǒng)的安全性與可靠性極為重要。除注重選用可靠性高的設(shè)備外，對(duì)于信號(hào)傳輸主干網(wǎng)采用光纖傳輸，部分采用模擬線纜，以滿足一些特殊的使用場(chǎng)景。同時(shí)，設(shè)置點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直通路徑進(jìn)行傳輸，如功能機(jī)房與功能機(jī)房之間、現(xiàn)場(chǎng)不同區(qū)域之間、現(xiàn)場(chǎng)與功能機(jī)房之間。這種傳輸路徑穩(wěn)定、延時(shí)小，降低數(shù)據(jù)傳輸中的丟包問(wèn)題，故障排查簡(jiǎn)單。
系統(tǒng)的配電，根據(jù)奧運(yùn)賽事的需求，均采用雙路市電+ATS+UPS，相關(guān)電氣設(shè)備安裝于四層音頻控制室。現(xiàn)有供電方式在市電閃絡(luò)時(shí)不會(huì)對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)造成影響；ATS開關(guān)容量160 A，運(yùn)行方式為互為備用；UPS電源柜就近安裝于配電柜旁，輸出65 kW，在線運(yùn)行，可帶柜內(nèi)全部負(fù)荷持續(xù)供電30 min。為了保障賽時(shí)安全運(yùn)行，在賽前做好配電柜內(nèi)所有電氣設(shè)備的隱患排查工作，留好備品備件，賽時(shí)安排專人對(duì)配電柜進(jìn)行看護(hù)。
對(duì)于聲場(chǎng)的設(shè)計(jì)，揚(yáng)聲器系統(tǒng)既考慮主席臺(tái)區(qū)的覆蓋，又要考慮整個(gè)觀眾區(qū)的覆蓋；在揚(yáng)聲器選型上，要符合重量要輕、體積小、聲壓大等性能，以滿足承重、避免建聲缺陷、提高語(yǔ)言清晰度、避讓視頻照明等其他設(shè)備等一系列的相關(guān)要求。通過(guò)仿真軟件NS-1模擬設(shè)計(jì)，確定揚(yáng)聲器數(shù)量、吊掛高度、投射角度等，以達(dá)到體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范一級(jí)指標(biāo)，聲壓級(jí)為105 dB，語(yǔ)音清晰度指數(shù)不小于0.5，聲場(chǎng)模擬點(diǎn)位如圖3所示。不同的區(qū)域根據(jù)實(shí)際的面積、縱深覆蓋需求，對(duì)線陣列揚(yáng)聲器的數(shù)量、分頻、吊掛角度與高度進(jìn)行配置。主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器系統(tǒng)采用14組雙12英寸三分頻無(wú)源全頻線陣列揚(yáng)聲器，吊掛覆蓋整個(gè)觀眾區(qū)。其中，北側(cè)方向共分8組，每組根據(jù)覆蓋區(qū)域分別由2～8只揚(yáng)聲器單元組成；東西方向各1組，每組4只揚(yáng)聲器單元；南側(cè)方向共分4組，每組根據(jù)覆蓋區(qū)域分別由4～8只揚(yáng)聲器單元組成。揚(yáng)聲器布置平面圖如圖4所示。以評(píng)論員席以及播報(bào)席區(qū)域?yàn)槔捎趨^(qū)域觀眾席第一排至最后一排的高差為15 m，如圖5所示，因此使用了2組線陣列揚(yáng)聲器進(jìn)行覆蓋，分別使用了4只、7只揚(yáng)聲器單元，其吊掛角度、高度分別為-7°、20.5 m，-2°、17.9 m，如圖6所示。
另外，在體育工藝系統(tǒng)中，采用了比賽設(shè)備集成管理系統(tǒng)，通過(guò)比賽設(shè)備集成管理平臺(tái)，可將場(chǎng)地?cái)U(kuò)聲系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)、賽事運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、場(chǎng)地?zé)艄庀到y(tǒng)以及場(chǎng)地投影系統(tǒng)進(jìn)行集成互聯(lián)，通過(guò)將各系統(tǒng)集成聯(lián)動(dòng)，滿足不同使用場(chǎng)景下的功能需求，增加了系統(tǒng)使用運(yùn)行的方便性、整體性。
3 系統(tǒng)實(shí)施的要點(diǎn)
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施受場(chǎng)地裝修的限制，既要照顧整個(gè)場(chǎng)館美觀，又要滿足場(chǎng)館內(nèi)功能的使用要求。因此，對(duì)于系統(tǒng)方案的實(shí)施，隨時(shí)與相關(guān)方溝通，不斷進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。
（1）揚(yáng)聲器的吊掛
在揚(yáng)聲器系統(tǒng)吊掛過(guò)程中，由于首都體育館保留了原有大頂球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、馬道，在球型網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)下還有鋁板造型結(jié)構(gòu)以及龍骨，而揚(yáng)聲器系統(tǒng)的吊掛點(diǎn)位于大廳頂層鋁板之上，需要穿過(guò)結(jié)構(gòu)下懸桿、鋁板和鋁板固定龍骨層，避開燈光線路以及馬道，并且每一組線陣列揚(yáng)聲器的安裝位置不相同，需要精確的定位，以滿足現(xiàn)場(chǎng)覆蓋的范圍及角度。基于這種情況，在進(jìn)行了實(shí)地勘察測(cè)量后，經(jīng)各方討論，最后選擇了單獨(dú)設(shè)計(jì)安裝鋼結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)的吊掛方式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的位置，定制吊掛揚(yáng)聲器的鋼架，如圖7、圖8、圖9所示，吊掛高度可以在鋼架上調(diào)整。這一結(jié)構(gòu)不僅可以避開場(chǎng)地照明光路等，還可以應(yīng)對(duì)施工過(guò)程中馬道等一些設(shè)施的更改。
（2）投影幕布對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的影響
比賽場(chǎng)地上空設(shè)置有巨大的投影幕布，面積與比賽場(chǎng)地近乎一樣。為此，對(duì)場(chǎng)地?cái)U(kuò)聲系統(tǒng)提出了多種方案。其中，一種方案是調(diào)整揚(yáng)聲器的覆蓋角度，以避免因投影幕布反射形成的回聲，但受整體環(huán)境所限，難以實(shí)現(xiàn)。另一種方案是考慮采用透聲幕布，揚(yáng)聲器吊掛在透聲幕布上方，但會(huì)影響投影效果。在實(shí)施中，最初采用透聲幕布，經(jīng)過(guò)多方溝通，方案幾經(jīng)調(diào)整，在安裝位置與投影幕布之間取得平衡，最終采取分段式幕布加揚(yáng)聲器吊掛調(diào)整，將揚(yáng)聲器吊掛與各幕布之間，并選用8只小尺寸、高聲壓的點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器P12，既不會(huì)影響投影效果，也可滿足聲場(chǎng)覆蓋，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。
（3）音頻線纜的敷設(shè)
對(duì)于音頻線纜的敷設(shè)，由于首都體育館初修建于1968年，管線橋架設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜繁瑣，場(chǎng)館1層至4層垂直橋架沒有完全貫通，4層的水平橋架也沒有聯(lián)通，大大增加了音視頻傳輸線纜敷設(shè)的難度，同時(shí)大大增加了音頻線纜的敷設(shè)長(zhǎng)度。因此，在現(xiàn)場(chǎng)的音視頻插座箱與四層音控室之間，采用光纜及中繼設(shè)備進(jìn)行傳輸，包括調(diào)音臺(tái)接口箱、交換機(jī)、音頻光端機(jī)等。通過(guò)數(shù)模結(jié)合的傳輸方式，解決了信號(hào)傳輸線纜過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，并大大增加了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃耘c安全性，滿足了奧運(yùn)賽事期間不同賽事的需求，2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)組委會(huì)技術(shù)組可根據(jù)不同使用場(chǎng)景進(jìn)行切換。
施工完畢后，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，測(cè)點(diǎn)如圖10所示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，擴(kuò)聲系統(tǒng)聲壓級(jí)可基本達(dá)到設(shè)計(jì)值，其他測(cè)量結(jié)果見圖11、表2—表4。測(cè)試結(jié)果反映，該項(xiàng)目達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。
首都體育館改造項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)與實(shí)施，體現(xiàn)了簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單的理念，具有可靠性、實(shí)用性，特別使在前端固定設(shè)備的布置、安裝方面，不斷深化設(shè)計(jì)；對(duì)于控制處理部分的設(shè)計(jì)，充分滿足前端固定安裝設(shè)備至機(jī)房控制操作設(shè)備之間的傳輸、處理的需求，盡量簡(jiǎn)化機(jī)房控制設(shè)備的操作繁瑣程度，采取集成化的控制方案。系統(tǒng)調(diào)試、測(cè)試后，運(yùn)行穩(wěn)定，清晰度得到用戶的認(rèn)可，并通過(guò)驗(yàn)收。經(jīng)過(guò)測(cè)試賽的應(yīng)用，證明這項(xiàng)設(shè)計(jì)完全達(dá)到要求。
