上海浦东机场航站楼广播系统设计的若干问题

时间：2007-07-25 17:14:22 来源：相关网站作者：本站收集


上海浦东机场航站楼广播系统设计的若干问题摘要：结合上海浦东国际机场航站楼广播系统的工程实例，就如何从大局上构思一个先进的国际机场航站楼广播系统的总体框架；如何从旅客流程入手来布置复杂而有条理的航站楼广播分路；如何保证大型航站楼内部的大空间及噪声起伏不定区域的播音质量等，几个设计中必须面临的重要问题，展开了较详细的讨论，仅供读者在今后相关项目建设时参考。1 引言上海浦东机场作为一个亚太地区重要的国际枢纽空港，至今业已顺利运行三年多了，以其匠心独具的形象向世人尽显出盎然生机。根据有关统计预计，今后每年的旅客吞吐量有望达2000万人次，高峰时段每小时将超过7000人次。在如此庞大规模的航站楼内，每天要使成千上万的旅客办完各种繁复的手续后，沿着同样繁复的各类通道，井然有序地顺利出入，除了楼内建筑格局本身应相当合理外，不经过一整套专业的机场航站楼广播系统的正确引导是肯定有困难的。因此，该系统在诸多的机场信息系统中的作用就显得尤为突出。在这几年的实际运行过程中，浦东机场航站楼的广播系统以其强大的功能，灵活自如的控制以及优质的播音受到了各界人士的称赞。我们作为该系统的设计人员，此时心里自然是倍感欣慰。为了在今后相关项目建设中能有一些参考资料，我们觉得有必要对该系统设计过程中所碰到的，当初我们认为相对关键的几个问题作一下总结。下面我们就把这几个问题逐一展开，通过框图来作一些讨论。 2 浦东机场航站楼广播系统的总体构思问题我们认为，作为一个机场航站楼的广播系统，其最根本的作用应该是，向航站楼内各个功能区准确实时地播放各类航班及其它重要的机场业务信息。此类信息源主要来自机场的FIDS(航班显示)、行李分检、离港、时钟及气象等机场信息子系统。当然，该系统与机场消防系统之间也必须联动，一旦接受到消防报警信号，整个广播系统可即刻切换成一套高效的紧急疏散广播。传送至广播系统主机的各类航班及其它重要的机场业务信息，经处理后，可由数字语音合成设备及时输出多语种的各类广播控制码，从而实现系统的自动广播功能。为了加强航站楼广播业务的灵活性及可靠性，我们在该广播系统的设计中还需要专门考虑一个特殊的子系统——内部通信系统。这个系统的构成如下所述：利用航站楼内的GCS(综合布线系统)把设置在办票柜台、登机闸门、公务舱候机室、头等舱候机室，以及一些航空公司的办公室等场所内的专用内部通信话机，以用户端方式连人一台特殊的电子式交换机，同时此交换机又以出中继方式接人广播主控矩阵的输入端口。因此，内部通信话机除了可用作内话、调度等用途外，更重要的是可以拿来作远程呼叫话筒来进行专门的远程呼叫广播。例如，某一登机闸门的工作人员想进行本登机口的登机催促广播，那么他通过工作柜台上的内部通信话机，就可方便地利用相关区域的扬声器回路或扬声器回路组来实施实时的呼叫。这种内部通信系统的引入，将大大提高航站楼广播系统的实用性能。基于以上分析，我们最终提出图1所示的浦东机场航站楼广播系统的构架示意图。该图从大局的角度，较好地体现出系统的总体构思，对今后该广播系统的实际设计工作有着重要的指导意义。 3 广播系统在机场航站楼内的广播分路的确定我们知道，引导旅客用的广播系统能否良好地发挥作用，除了系统软件的编制及广播主机对这些软件的支持程度等因素外，广播分路的安排将起到关键性的作用。对浦东机场航站楼来讲，就是要在这个28万㎡的建筑物内，有条不紊地划分出各个功能块，布置出相应的广播分路，来合理地对旅客进行流程引导。我们把旅客人流分为两大类：①出发旅客；②到达旅客，同时针对这两类旅客人流分别绘制出旅客流程表，如图2、图3所示。我们依据以上两类旅客流程表，以引导人流为主线，仔细规划了航站楼的各种广播功能块，再加上其它一些辅助分路，如各类办公区、场内工作区、餐厅、俱乐部等等，最终在28万㎡的航站楼内较合理地布置了161个广播分路，从而为广播系统引导功能的充分发挥奠定了一个好的基础。 4 大空间及噪声起伏不定区域的播音质量的保证问题作为一个机场航站楼的引导广播，其播音质量无疑是该系统功能发挥的一个基本保障。再强大的功能，再灵活的控制，如果旅客听不清你广播的内容，那么一切努力将付诸东流。事实上，在一个噪声状况复杂的大空间区域内，要确保优质的播音质量是有相当困难的。在国内的一些诸如车站、码头、机场等类似建筑物内，经常会在这方面存在着缺陷，人们常常知道有广播在播出，而真正能听到的却是一片嗡嗡声，不知其所云，广播的引导功能形同虚设。浦东机场航站楼内的许多区域，无论在噪声源的复杂程度上还是在空间的规模上，比起绝大多数已建成的类似建筑来讲，都有过之而无不及。然而，该项目内的广播播音质量却在各个区域内都具有相当的水平，集中体现在语音的高清晰度上。浦东机场航站楼的广播系统，在其最终的竣工验收时，所达到的系统总体音质技术指标如下表所示。作为一个机场航站楼的广播系统，这样的总体音质技术指标，已足以保证其一流的业务广播的运行。为了达到这个目标，我们在设计过程中采取了一些有效的措施，其中最重要的就是针对几处大空间，在扬声器选型及其空间布置等问题上进行了反复斟酌。另外，我们在一些噪声起伏不定的区域建立了AVFC(自动音量频率控制)系统。 4．1 在几处大空间内因地制宜地进行扬声器选型及其空间布置 4．1．1 浦东机场航站楼0．00m标高的旅客到达行李提取大厅，是一个近50m宽、360m长的大空间，要在这种空间内获取较均匀的声场分布，通常的做法是在其吊平顶上均布吸顶音箱。我们的困难是，行李提取大厅的吊平顶高度达到9．2m，普通低功率吸顶音箱所产生的声压级根本不能满足要求。而选用大功率吸顶音箱，又会由于所产生的大量反射声干扰而严重影响到播音质量。经达反复思考与仔细计算，我们最终的方案是选用中等功率(10W)，轴向灵敏度为90dB并且有着较强指向性的远程吸顶音箱，沿着吊平顶平面，以较高的密度(吸顶音箱相互间的间距约为6-7m)均匀布置。每个远程吸顶音箱在距地面1．5m处的假想平面所产生的直接声压级为83dB，由于吸顶音箱布置的密度较高，在该假想平面上的每一点处存在着声波的迭加效应，这些迭加的声波之间几乎不存在相位差，故又可增加几个dB的有效声压级。最终方案的实施，使在行李提取大厅实际获得的稳态声压级是86dB左右，这个结果很好地满足了在本区域的播音要求。 4．1．2 浦东机场航站楼12．80m标高的旅客出发办票大厅是一个70m宽，近400m长的大空间。该大厅由一个20m宽，400m长的送客大厅和八个办票岛模块共同组成，这里的钢结构顶棚最高处达30m左右，而且不设吊平顶。因此，我们在行李提取厅所用的方案在这里基本用不上。在项目开始启动阶段，法国ADP(巴黎机场设计公司)方面的工程师曾建议我们在顶棚的钢屋架上安装大功率的音箱组合，或布置类似于体育馆内的那种远程声柱来获取近地面处所要求的声压。但是，我们认为大厅内大面积的大理石地面及大量墙饰铝板等低吸声材料，会使这些较高能量的声波在空间内四处反射，从而产生严重的反射声干扰，影响正常播音，因此这个思路并不可取。在工程实践中，我们的方案是这样的：首先沿着送客大厅侧墙，在5m的高度，每隔8m左右布置一个功率为20W并具有96dB这样一个较高灵敏度指标的远程音箱，用这些音箱来解决狭长的送客大厅区域的播音。同时在各办票岛模块的上方约3．2m的高度，结合暖通风口的设计，均匀地每隔4．2m(即每个值机柜台的尺寸大小)布置一个功率为6W，灵敏度为95dB，具有较强指向性的圆筒式扬声器，对该区域进行针对性的播音。由于这些扬声器外观定制成风口的样式，因此在形成良好声场的同时，在建筑环境上也显得天衣无缝。正是通过这种方案的实践，我们弃大厅高空区域(旅客只可感受而不可到达的空间)的声场于不顾，而在大厅5m或3．2m以下的低空区域(旅客实际身处空间)内，获得了较均匀而良好的声场分布。 4．1．3 浦东机场航站楼12．00m标高的旅客候机长廊，是一个由平均高度达13m的钢架顶棚，以及固定在两侧钢斜撑网格上的玻璃幕墙所形成的30m宽，长达1370m的大空间。这里既没有吊平顶，也没有可利用的侧墙。我们在原来的建筑环境内几乎找不到合适的安装扬声器的地方。与此同时，负责该区域照明设计的强电工程师，在布置灯具时也感到有类似的困扰。于是我们共同要求建筑师沿着长廊，在候机区内每隔8-lOm设立一根带有装饰作用的不锈钢立杆。该立杆的顶部固定着强电工程师所要求的照明灯具，稍低处(约为3．2m左右)则围绕杆身固定四个以中心对称方式布置的扬声器。这些扬声器的功率为5W，灵敏度为88dB，并具有心型指向性特征。另外，我们选择的扬声器外形是一种较小尺寸的三角锥体，当它们挂装在立杆上时，看起来非常轻巧美观。实践证明，长廊的这一长排立杆安装的扬声器，不仅很好地提供了该空间的2m以下低空区域的均匀声场，而且与长廊明快轻松的建筑氛围浑然一体，起到了良好的装饰效果。 4．2 噪声起伏不定区域内的AVFC系统为了在航站楼内一些噪声起伏不定的区域内获得同样令人满意的播音效果，我们在该项目内设计了AVFC(自动音量频率控制)系统。我们把航站楼内的检票大厅、行李大厅及候机长廊等噪声最强的34个广播分路区域定义为AVFC区。在这些区域内，设置高灵敏度的噪声拾取话筒，对该区内的噪声进行动态采集，经NGC(噪声处理分析基板)处理及相关运算后，数码化成噪声分析数据信号，并自动存储。另外，我们再预先用调试电脑对DSP(数字信号处理器)进行多种音量及频率特性的转换模式的设置。然后，当某一AVFC区域要求广播时，音频矩阵主机将自动把其声压级同NGC基板的记忆信号进行比较，产生控制信号输入至DSP。DSP在瞬间将音频信号的音量和频率特性按所要求的模式进行变换，尽可能地抑制那些与语音清晰度关联度较小，而噪声能量相对集中的频率成分。同时对那些在影响语音可懂度方面起到关键作用的频率成分进行动态的提升，从而实现在广播区域噪声很大的情况下，也能获得适当的音量及频率特性。以保证语音清晰度高、可懂性强的良好播音质量。根据我们的实际经验，DSP内的频率特性的提升通常在800Hz-4kHz范围内动态变化，可使语言可懂度达最佳，而NGC基板最终存储的数码信号采用4位量化已达足够精度。浦东机场航站楼广播系统内的AVFC控制概念框图如图4所示。 5 结束语以上我们讨论了浦东机场航站楼广播系统的总体构思、分路布置，以及大空间及噪声起伏不定区域播音质量的保证措施等，几个较重要的问题。我们认为正是这些问题的解决，为整个浦东机场航站楼广播系统的良好运行奠定了坚实的基础。事实上对于这一系统来说，值得探讨的东西还有很多，比如：系统状态及故障的监控问题；数字语言合成问题等等。但是在本文内，限于篇幅，不再进一步地逐一展开。为了让大家对浦东机场航站楼系统的整体概况有一个大致了解，在文章的最后，我们附上该系统的系统简化图(图5)以供各位同行参考。 Issues on Broadcasting System Design of Shanghai Pudong Airport Station Lin Haixiong Wu Wenfang Abstract The paper discusses on details the following questions based on engineering example of shanghai Pudong international air- port station broadcasting system:how to construct a advanced and overall structure of international airport station broadcasting system, how to set a complicated and reasonable broadcasting sub-router ac- cording to passanger flow, and how to guarantee voice quality in huge space and noise-fluctuating enviroment. And these important issues are faced inevitably in design, so this paper can be referenced. Key words Airport business information Passenger flow Sound- pressure level Axial sensitivity Noise picking Automatic volume frequency control 本文摘自2003.4《建筑电气》 1234