13544195330基于文獻、調查和個案分析的研究方法對體育場館音響系統的應用現狀展開調研，分析了中國體育場館擴聲系統的應用現狀和需求，并結合技術發展提出了針對性的解決建議，探討了體育場館音響系統應用的新趨勢。
隨著經濟發展、社會進步和人民生活水平的不斷提高，中國的體育事業蓬勃向上，體育產業已然成為國民經濟的新亮點。從實際應用情況來看，以1990年亞運會和2008年奧運會為契機，中國現有體育場館的音響系統在設計和建設上已經取得了長足的進步，但隨著時間的推移和社會的不斷發展，其與當前實際應用情況存在一定的脫節現象，從而在某些層面上造成了設計、建設與實際應用的不匹配性。
以此為出發點，使用文獻研究、個案分析和調查分析的方法，選擇了20余所體育場館、30余名采訪對象，通過實地考察和訪談的形式，對現有體育場館音響系統設計、建設和使用現狀進行調研、總結，對體育場館類音響系統的宏觀建設和具體應用的難點痛點以及功能需求進行研究和分析，并結合相關音頻技術的發展，給出針對性的解決建議，對該類系統的發展趨勢進行了研判。
1 體育場館音響系統宏觀建設分析
基于近年來國家相關政策的引導，催生了更多的體育空間，隨著體育場館運營模式和功能多樣性的發展，其音響系統也必然會在更多場景得到應用。根據相關資料的查閱，并結合訪談總結，調研組把目前的體育場館音響系統建設模式分為三種：體育工藝整體打包招標承建、弱電整體打包招標承建和音響系統單獨招標承建。
在不同體量的體育場館建設中，承辦大型國際賽事和文化演出以及大型商業活動的體育場館對于音頻設備的品質和性能要求較高，在需求上主要是關注系統的質量、安全性以及品牌形象，在設備選型上往往會選擇國際一線品牌。全運會、省運會級別的體育場館，賽事級別及造價預算均有所下降，但也會重點關心系統的安全性、穩定性，因此，一般會選擇國際中高端品牌或國產高端品牌的揚聲器系統搭配進口調音臺，來搭建固定安裝音響系統。區縣級以及一般大專院校的體育場館由于建設規模較小，場館內揚聲器用量相對較少但使用頻率較高，日常應用模式更多，因此更注重音響系統的功能性。一般會依據預算規模選擇相應檔次的國產或進口品牌的揚聲器系統。此外，針對一些影響力較大的體育場館，出于商業推廣的目的，個別設備器材廠商可能會采用“捐贈”或“變相捐贈”的方式提供相關音響系統，這種情況下設備的選擇往往不遵循上述規律，當然，這樣的樣本數量也較少。另外，大多數的體育場、游泳館以及一些涉及冰上項目的場館，由于揚聲器長期處在室外或者潮濕的環境中，在揚聲器選型中通常會選擇IP防護等級較高的品牌型號。
2 體育場館音響系統使用情況及需求分析
2.1 系統使用操作及運行維護的常見痛點
當前，中國體育場館建設中，建筑設計與體育工藝專業設計因各種原因存在與實際需求有一定的脫節現象，造成擴聲系統在后期使用和運行維護中出現痛點。
（1）一些場館音響控制室的位置設置不合理，或者窗戶完全密封，或者兩者兼而有之，造成在控制室內完全聽不到場館內部的擴聲效果（如圖1某體育館音響控制室所示），此時音頻系統的現場調控就變得非常困難，調音臺輸入輸出以標記為準，實時性操作主要依據以往經驗和感覺，或者需要安排專人在觀眾區位置通過對講機遙控具體操作人員。
圖1 某不能開窗且位置不合理的體育館音響控制室
（2）當大型場館音響系統采用多功率放大器機房布局時，遠端機房的供電大多需要人力推閘關閘，通常這些機房距離較遠，人工操作的方式耗時耗力，便利度很差。
（3）中小型體育場館的音響系統操作人員多為非專業人員，同時這些人員還有很大的可能性需要兼顧視頻顯示及場館照明等系統的操作，因此，整個系統在使用操作層面的智能化程度以及便利性設計是需要重點考慮的因素。
（4）設備運行維護目前主要依靠人工檢查，尤其是揚聲器部分，通常以逐一試聽的方式進行其工作狀態的判斷，缺乏有效且便捷的運維手段，同時，由于系統前期建設時針對設備維護的考量不夠全面，固定安裝的揚聲器大多存在有檢修困難的問題，再加上經費不足，許多場館一兩年左右才做一次大型的設備保養檢測，甚至從未做過此類維護工作。
2.2 文體兼顧的需求
根據第六次全國體育場地普查數據匯編的相關描述，大型體育場館每年30%以上的活動是文化演藝演出等非體育賽事活動，如大型商演、商務推廣、會議會展等，且比例還在逐年上升。同時，在調研中也發現，越來越多的場館運營方（尤其是已經商業化的運營方）出于投資收益方面的考慮，希望把場館的固定安裝類音響設備更多地投入到上述文藝演出、商務會展以及其他活動中去。中小型體育場館在完成體育賽事之外，通常還需要兼顧社區、公司或其他組織的年會、社團活動及演出、典禮、會議等群眾性活動，這些活動對音響系統沒有過多的要求，預算也有限，因此大都會直接使用場館自有設備。而大型體育場館的文藝活動類型主要以大型演唱會等商業演出、高級別體育展示、賽事開閉幕式文藝演出等為主，這些類型的演出通常會由活動主辦方臨時搭建音響系統，與場館的固定安裝音響系統基本不復用。此時的固定安裝音響系統主要用于賽時播報、活動前后的廣播等基礎環節，甚至會完全擱置。
鑒于目前技術條件、商業因素以及使用習慣等方面的考量，大型體育場館所設計安裝的固定音響系統很難做到“文體兼顧”，其中，技術條件方面的主要原因有兩點，一是體育場館固定安裝揚聲器系統的布局方式和調試結果難以滿足高端文藝演出的需求，傳統體育場館的主擴聲方式主要關注于看臺區域，而相關演出的舞臺布局則為三面臺或者四面臺形式，在體育場館中進行的演出活動，會將場地部分也作為重要的觀演區域。因此，固定安裝系統目前的布局方式和調試結果很難切換應對多樣性的觀演布局形式；二是體育場館固定安裝擴聲系統更多考慮了聲壓級以及語言清晰度層面在體育場館內的符合性與適用性，在聲音還音質量和最終聽感方面很難達到專業文藝演出的擴聲標準。
基于以上可見，中小型場館固定安裝擴聲系統在文體兼顧方面的復用性較好，而大型場館的復用性則比較差，如何滿足上述文體兼顧的切實需求，需要音響系統設計建設者進行深度思考。
2.3 “體育展示”的需求
隨著中國競技體育賽事舉辦能力與國際的接軌，體育展示已成為體育賽事的必要環節，同時也被認為是“體育活動中最依賴音響的環節”。
目前體育場館提供體育展示的方式通常有兩種，一是賽事主辦方在賽前臨時搭建一套流動系統，用于節目源播放和相關信號的控制處理；另外一種方式則是利用場館自有的音響系統。體育展示系統的控制位置最好設置在賽場邊或者操作人員可切實感受到賽場氛圍的地方，以便隨時調整播出內容。體育展示的示意如圖2所示。
圖2 場地中的體育展示與其現場播控團隊示意
具體采用哪種形式，與場館固定安裝系統的多功能性、賽事級別、活動經費有關，但不論采用哪種方式，“體育展示”對音響系統的需求都是客觀存在的。
2.4 VIP區域的擴聲需求
VIP區域通常位于場館的二層看臺及以上視野較好的區域，大多采用室內/看臺相結合的方式，包括VIP包房及其面向場地的、具有開放空間的VIP看臺觀賽區。通過實地調研及訪談發現，在實際狀態下，VIP包房對于擴聲的要求并不高，一般不需要單獨設置揚聲器，如設置有揚聲器則應配備可以將其音量關閉的聲控開關，以滿足VIP觀眾既可以選擇融入賽場又可以選擇安靜交談的需要。
2.5 “內部通信”系統的需求
承接較高賽事級別的體育場館，會在建設時考慮到建設內部通信系統（以下簡稱“內通系統”）。但經過調研后發現，大部分房間內的內通系統使用率非常低，大多數情況下賽事主辦方會直接使用無線對講機或手機進行聯絡通信。而需要使用內通系統的大型賽事或演出活動中，主辦方通常會自行攜帶無線的內通設備，很少直接使用場館中原有的相關設備。如此一來，大部分固定安裝式的內通系統在體育場館中都形同虛設。
2.6 其他相關系統與音響系統的聯動需求
2.6.1 升旗系統
升旗系統在競標時與音響系統分屬不同標段，但在使用中存在相關性且相當重要。升旗儀式所必備的國歌信號需要通過升旗系統輸入給音響系統進行播出，因此，音響系統需預留給升旗系統輸入端口，并要考慮其阻抗轉換和噪聲引入的問題。目前大部分場館的升旗系統采用電動控制系統（個別場館采用“手自兩動”的雙控制系統），且作為獨立系統配備專人在音響控制室或專門的控制柜操作，人員安排上不會與體育展示或者音響操作復用。
2.6.2 大屏顯示系統
在具體使用中，大屏顯示系統的音頻信號需要通過音響系統進行現場播出，因此，音響系統需預留大屏顯示系統的音頻接入端口。為避免噪聲的引入，一定要考慮音響系統與大屏顯示系統的信號隔離問題，可通過隔離變壓器或帶有隔離功能的DI盒來進行信號傳輸。
2.6.3 電視轉播系統
根據場館級別及未來計劃承接活動的情況，有些體育場館可能會設置電視轉播室或者預留轉播車位，此時，音響系統需要預留相關的雙向多通道溝通路由，并充分考慮兩類信號之間的物理隔離，以保護各自系統設備，規避噪聲的引入，鑒于音頻信號數字化網絡化的發展現狀，目前這類信號路由的預留通常以光纖為主。
2.6.4 應急廣播系統
2000年之前建設的體育場館大多采用固定安裝音響系統作為場館內的消防廣播系統，雖可以實現終端設備的復用，節省部分造價，但問題同樣較多，尤其是自動切換造成的誤報可能會引起體育場館內觀眾踩踏等次生災害。因此，近年來新建的體育場館基本都會為消防廣播系統單獨設置揚聲器，從而將該應急廣播系統從音響系統中分離出去，但音響系統需能夠選擇自動強切或手動聯動兩種方式進行切換。當遇災害，經過人工確認需要使用應急廣播系統時，在消防控制室內可以將場館音響系統啞音或強行切換到應急廣播的使用需求中。
3 體育場館音響系統設計建設的針對性建議
3.1 音響系統實用性的提高
從此前的需求分析來看，目前體育場館（尤其是大中型）中均存在有“文體兼顧”“體育展示”等方面的功能需求，尤其是已經商業化運營的體育場館，該類需求相對更為迫切一些。因此，建議今后在該類系統的設計建設中，除了應加強對建設方、使用方的引導和宣傳，以逐步形成在前期設計階段即引入專業體育工藝或擴聲設計單位的氛圍之外，還應多做如下思考。
3.1.1 系統性能指標的提升
目前的音響系統之所以無法滿足“文體兼顧”的功能需要，一方面在于行業應用習慣，另一方面主要由于場館固定安裝系統的揚聲器無法達到大中型場館內進行專業演出時在音質方面的需求，因此，想要逐步實現文體兼顧功能，首先需要將固定安裝系統的聲學特性指標予以提升，實現途徑主要包括如下兩點。
（1）首先需要提高音響系統本身的性能指標，例如整個系統的最大聲壓級、頻率響應以及低頻下限等，以提高還音質量，尤其是提高專業演出更為看重的響度、動態范圍、低頻震撼力等。
（2）其次，需要與時俱進，筆者建議國標增加對高等級、高投資體育場館的擴聲系統指標建議，并適當向國際標準看齊。以大型體育場/足球場擴聲系統為例，對比中國國家一級標準、歐足聯標準和國際足聯標準可以發現，目前中國國標已與現有其他世界標準形成了一定的差距，具體如表1所示。當然，國家標準的調整還需要根據整體國情、行業具體發展情況等因素進行綜合平衡考量。
表1 國家一級體育場館音響系統標準和國際足聯音響系統標準對比
3.1.2 設備利用率的設計提升
調研中發現，大部分體育場館現有音響系統無法滿足“文體兼顧”或“體育展示”需要的另一主要技術原因在于，設備配置、布局不合理以及調試結果無法適配實際演出應用。為了提高系統的復用性，提供更多的使用功能和更好的投入產出比，筆者提出如下建議。
（1）通過合理的設備選型和系統架構，可以將目前定位不明確的流動擴聲系統作為場館音響系統的備份或體育展示系統使用，在總投入不增加的情況下擴展系統功能，實現“一套系統、多種應用”。
（2）充分了解文藝演出等不同應用場景的舞臺及觀眾布局形式，在揚聲器布局設計上具備與舞臺聲源輻射方位同向的可能性，同時在揚聲器調試上預存多種模式，使之具備與舞臺聲源時間對齊的能力，從而在一定程度上滿足專業文藝演出的擴聲需要。當然，優化揚聲器安裝方式，使之更容易進行物理位置、朝向的變更和覆蓋角度的調整也是實現上述需求的一個選項。
（3）在不改變吊掛位置的情況下，采用具備電子波束形成技術的揚聲器來改變覆蓋角度，以增加體育場館音響系統復用的可能性。
（4）系統架構的網絡化、數字化及良好、適用的輸入輸出節點布局，可以迅速實現固定安裝系統與臨時系統的便捷聯動，從而增加固定安裝系統的復用可能性。
3.2 音響系統使用操作及運行維護便利性的提升
3.2.1 加強場館建設前期的協同
從調研情況來看，由于前期設計的不合理性，目前很多體育場館的揚聲器吊掛方式并不利于音響系統的使用與檢修，如圖3所示的體育場，其揚聲器直接安裝在了棚蓋桁架結構上，并沒有預留相關馬道，導致揚聲器的安裝和檢修都異常困難。因此，音響系統設計之初就應該加強與建筑設計等相關方的協同，要考慮到系統后續使用維護的需求。而圖4中所示的體育場是一個較好示例，它在每個揚聲器點位的馬道下方均有專門焊接的揚聲器吊裝架和檢修爬梯，便于工作人員進行檢修維護。
圖3 某沒有預留馬道的體育場 圖4 馬道下方預留有揚聲器吊裝架和檢修爬梯的某體育場
此外，調研中還發現，因為系統招投標模式的原因，音響系統的建設實施方（體育工藝總包或弱電總包）往往存在專業性不足的現象，而設備供貨廠家出于商業因素考量，或因為其本身對于音響系統的整體認知不夠，也無法準確提供設計建議，從而造成了某些項目中音響系統從設計之初便存在大量問題，導致最終聽感很差。因此，音響系統在設計環節也需要進行更為專業化的技術支持。
3.2.2 加強新技術、新理念的引入
本調研組認為，可以通過引入以下幾個方向的新技術、新理念，來改進體育場館日常操作以及運營維護不夠便捷與實用的現狀。
（1）調音臺的遠程控制：如上文所述，在體育場館的建設中存在控制室位置不合理等原因，導致操作人員聽不清現場聲音效果，只能憑借經驗進行操作的情況。鑒于體育場館中音頻控制的內容并不復雜，可以選用具有遠程控制能力的調音臺，通過其固有的控制軟件，使用平板電腦等便攜設備在場內區域進行遠程控制。
（2）采用具有遠程控制功能的機房供電系統：為避免體育場館音響系統多機房配置中采用人力管控電源所帶來的耗時耗力問題，可以采用具有遠程控制能力的供電系統。在主控機房內實現對其他機房電源的遙控開閉、狀態監測和其他管理，大幅提升工作效率，減少運營成本。
（3）核心鏈路的動態實時監測：目前體育場館音響系統的設備檢修維護主要依靠人工檢查，其中最為麻煩的是揚聲器環節，往往需要通過逐一試聽來判斷揚聲器的狀態，缺乏有效且便捷的運維手段。而目前已有的一些業界公司提供了帶有功率放大鏈路檢測技術的功率放大器類產品，通過相關軟件進行程序設定后，可對輸入輸出電平、功率放大器溫度、揚聲器阻抗等方面予以監測，進而在主控機房內實現對揚聲器單元損壞、傳輸線路損壞的實時檢測及報警，使系統運維更加簡單便捷高效。
（4）音響系統一體化總控軟件：鑒于體育場館擴聲系統在實際應用中的操控動作并不十分復雜，同時隨著數字和網絡技術在體育場館音響系統中的普及，使得該類系統實現一體化總控的可能性越來越大，這一點非常類似于會議類系統的發展歷程。通過充分了解、規劃該類系統具體應用中需要操作的動作，對多種控制協議進行整合和二次開發，可以集成一個軟件總控平臺，對系統的各個主要環節如：電源、信號源（無線話筒、各類播放設備等）、調音臺、處理器、功率放大器及揚聲器等全鏈路進行監測和控制。一方面，可以根據實際應用場景需要將各類設備復雜的操作功能予以優化、簡化和聯動，降低使用操作的復雜性，提高系統的智慧度，對非專業人員更加友好；另一方面也可以通過平板電腦等便攜設備實現此前所述的遠程操控，提高操控動作的準確度、提升使用的便利性、降低運營維護的成本，從而將體育場館擴聲系統使用中存在的諸多問題在一定程度上予以綜合解決。此外，隨著技術發展，此類總控軟件還可以與場館智能化系統或運營管理系統打通，在賽事預約、賽前準備、設備管理、賽后總結等方面實現聯動，為整個場館向智慧化、智能化方向邁進提供幫助。
（5）采用耳機聲場仿真技術：目前，已有一些利用雙耳聲（Binaural）和頭相關傳遞函數（HRTF）基本原理的耳機聲場仿真技術投入商用，且總體效果尚好。其基本原理就是通過對場館內聲場脈沖信息進行采樣，然后和需要監聽的播出內容進行反卷積，從而通過耳機實現對場館內若干位置聽音效果的仿真，使得操作人員在控制室內就可以感受到場館內的聲音效果，這也可以大大提高系統操控的準確性和便利度。
4 體育場館音響系統的發展趨勢
4.1 場館建設多元化
“一場兩館”（體育場、體育館、游泳館）體育中心式的建設模式會逐漸向三、四線城市下沉，而已完成此類中心建設的城市會逐步建造針對某一專項運動的體育設施，如專業足球場等，同時全民健身方向的建設力度也會加大。此外，隨著時間遷移，已建成場館的改造比例也會逐漸加重。
4.2 音響系統智能化
隨著相關技術的發展，音響系統的智能化在未來的發展中也非常重要，會逐漸形成軟、硬件相結合的系統構成，這樣可以降低音響系統的使用門檻和檢修維護難度，減少人工成本，提升使用的效率，并成為智慧場館的有機組成部分。
智能體育場館
4.3 功能效果多樣化
隨著體育場館中商業化運營場所比例的提升以及音響技術的不斷發展，調研組相信，未來體育場館在建設和使用上，會越來越考慮音響系統的多功能化和音響效果的增強，不僅要適用于單一賽事，還可以適用于演藝等其他活動；不僅要讓觀眾聽得見，更要讓觀眾聽得好。
4.4 運營維護便利化
結合越來越智能的設備以及更具針對性的總控軟件，體育場館音響系統的使用、運營和維護必然出現更加便利化的趨勢，使得工作能夠更加輕松、簡單、直接，減少時間成本，同時充分保證場館設備使用的安全穩定性。
5 結語
以上就是筆者對于中國體育場館音響系統應用現狀和發展趨勢的研究分析。當然，受限于筆者知識儲備以及樣本數量的不足，文中闡述的觀點或許存在不當，懇請業界各位老師們批評指正，共同探討。
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