公共廣播系統(tǒng)新趨勢--網(wǎng)絡(luò)化、無線化和高清化

    公共廣播系統(tǒng)（Public Address，簡稱PA）是由使用單位自行管理的，在本建筑范圍內(nèi)為公眾進(jìn)行業(yè)務(wù)和緊急廣播，并提供背景音樂的系統(tǒng)。目前，公共廣播呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。主要表現(xiàn)在：市場需求越來越多，功能要求越來越復(fù)雜；廣播生產(chǎn)企業(yè)的創(chuàng)新能力持續(xù)提升，產(chǎn)品越來越人性化。

    在技術(shù)日新月異的今天，同屬電聲范疇的公共廣播和專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)都得到了長足的發(fā)展，但它們的發(fā)展過程具有不同的特點(diǎn)：專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)一般按電聲性能指標(biāo)劃分等級(jí)，而公共廣播主要按應(yīng)備功能和語言可懂度劃分等級(jí)。近年公共廣播系統(tǒng)，呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、無線化和高清化的發(fā)展新趨勢。

    1、公共廣播的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

    近來諸多跡象表明：公共廣播已經(jīng)全面進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。

    典型的網(wǎng)絡(luò)化廣播系統(tǒng)是基于IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊纛l擴(kuò)聲系統(tǒng)， 它可在同網(wǎng)段的局域網(wǎng)內(nèi)、跨網(wǎng)關(guān)的局域網(wǎng)內(nèi)或Internet網(wǎng)上使用，基于DSPPA協(xié)議融入TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)化廣播系統(tǒng)是其一種應(yīng)用，與 CobraNet專網(wǎng)專用的廣播系統(tǒng)對比更具靈活性。CobraNet網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)是綜合硬件、軟件和通信協(xié)議為一體的網(wǎng)絡(luò)音頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，它可以保證音頻傳輸質(zhì)量，但受限于昂貴的設(shè)備和繁瑣的專線，靈活性不夠。典型網(wǎng)絡(luò)化廣播系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)廣播控制中心、網(wǎng)絡(luò)終端、網(wǎng)絡(luò)尋呼話筒、網(wǎng)絡(luò)消防接口等組成。系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)公共廣播只能下傳和只能由機(jī)房集中控制的缺點(diǎn)，互動(dòng)功能強(qiáng)，分區(qū)和分組可任意操控組合，通過網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離傳輸。如果典型網(wǎng)絡(luò)化廣播系統(tǒng)結(jié)合平安城市和銀行對講等終端系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)專項(xiàng)功能擴(kuò)展應(yīng)用。

    網(wǎng)絡(luò)化廣播系統(tǒng)一般適用于大型商廈、學(xué)校（大學(xué)城）、樓群、機(jī)場、車站、城市片區(qū)等大區(qū)域場合。上海世博會(huì)就是利用網(wǎng)絡(luò)化廣播系統(tǒng)，按地塊、片區(qū)、國家場館進(jìn)行多級(jí)優(yōu)先設(shè)置，從而節(jié)省成本、輕松地管理。拓?fù)淙鐖D1、圖2所示。目前公共廣播的標(biāo)準(zhǔn)主要還是由中國電子學(xué)會(huì)聲頻工程分會(huì)和廣州市迪士普音響科技有限公司主編的《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50526-2010，國內(nèi)外尚沒有專門針對網(wǎng)絡(luò)化公共廣播的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

    設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)化廣播需要注意幾點(diǎn)：

    （1）應(yīng)當(dāng)切實(shí)了解使用方的需求，避免為了數(shù)字化而采用網(wǎng)絡(luò)化公共廣播，浪費(fèi)投資；

    （2）了解項(xiàng)目即將建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，判斷該采用高音質(zhì)保障的CobraNet網(wǎng)絡(luò)還是便利、低成本的TCP/IP組網(wǎng)，確定開通的組播協(xié)議等；

    （3）根據(jù)項(xiàng)目情況按需求分級(jí)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，靈活組網(wǎng)。

    圖1 上海世博總控機(jī)房與網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)鋱D

    2、無線廣播出現(xiàn)

    《“十一五”期間國家突發(fā)公共事件應(yīng)急體系建設(shè)規(guī)劃》中提出：“加強(qiáng)預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)建設(shè)，構(gòu)建各類突發(fā)公共事件信息發(fā)布公用渠道，提高全社會(huì)特別是邊遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)村等信息末端的預(yù)警能力，解決預(yù)警信息發(fā)布最后一千米的瓶頸問題”。國家非常重視這一塊的廣播系統(tǒng)應(yīng)用，為此，解除有線“羈絆”無線廣播應(yīng)需誕生。

    之前若干省份在“村村通”和“村村響”工程中，進(jìn)行了一些有益的探索，具有很多寶貴經(jīng)驗(yàn)和成功案例。現(xiàn)有的各個(gè)廣播平臺(tái)，包括有線電視、調(diào)頻電臺(tái)技術(shù)成熟，完全能夠滿足農(nóng)村應(yīng)急廣播的應(yīng)用需求。農(nóng)村廣播系統(tǒng)大部分時(shí)間由鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊等基層使用。采用主干網(wǎng)絡(luò)調(diào)頻共纜傳輸和終端無線覆蓋結(jié)合的辦法，既能很好的解決全面覆蓋的問題，又能實(shí)現(xiàn)多級(jí)聯(lián)動(dòng)可管可控。萬一發(fā)生類似汶川地震之類較大的自然災(zāi)害，最終有效的還是調(diào)頻廣播技術(shù)。主干網(wǎng)絡(luò)盡量利用原有廣電網(wǎng)絡(luò)能節(jié)約投資，無需額外的線路維護(hù)，節(jié)約資源和后期費(fèi)用。

    無線廣播在抗擊自然災(zāi)害時(shí)所起的作用是不可代替的，可以迅速疏散、指揮救災(zāi)工作。由于技術(shù)成熟、難度中等，無線廣播系統(tǒng)擴(kuò)展或變通應(yīng)用也不在少數(shù)。

    四川省某縣“村村通”系統(tǒng)是無線廣播系統(tǒng)的典型案例。其設(shè)計(jì)以簡潔、先進(jìn)和穩(wěn)定可靠為原則，在沒有使用大量設(shè)備情況下完成了多級(jí)可尋址聯(lián)動(dòng)功能，具備兼容縣、鄉(xiāng)、村三級(jí)聯(lián)動(dòng)的能力。利用縣級(jí)廣播電臺(tái)平臺(tái)，以多功能控制主機(jī)為中心，將廣播電臺(tái)信號(hào)、緊急廣播話筒信號(hào)、GSM無線網(wǎng)絡(luò)、電信線路等各類信號(hào)進(jìn)入應(yīng)急控制主機(jī)，通過設(shè)置各類信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別實(shí)現(xiàn)了分級(jí)優(yōu)先控制。它預(yù)先將政府各部門電話號(hào)碼設(shè)置到應(yīng)急控制主機(jī)內(nèi)，并設(shè)置其獨(dú)立的密碼。需發(fā)布應(yīng)急廣播時(shí)，只需要撥打應(yīng)急控制主機(jī)內(nèi)的手機(jī)號(hào)碼或者有線電話號(hào)碼，根據(jù)中文語音提示內(nèi)容即可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的操作。通過電話廣播可實(shí)現(xiàn)分區(qū)的選擇，直接廣播語音或發(fā)布警報(bào)信號(hào)，執(zhí)行某個(gè)預(yù)設(shè)的事件。在廣播機(jī)房內(nèi)通過控制電腦可直接控制應(yīng)急控制主機(jī)的分區(qū)選擇和部分主要功能。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。

    各鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用無線調(diào)頻發(fā)射的方式傳輸信號(hào)到各行政村。以一臺(tái)廣播多功能控制器為主，來自縣級(jí)的應(yīng)急廣播信號(hào)從閉路電視系統(tǒng)取出、來自緊急話筒的信號(hào)、外部CD/DVD音頻信號(hào)、電腦音頻信號(hào)和控制數(shù)據(jù)信號(hào)、GSM手機(jī)接收等信號(hào)全部送入多功能控制器。經(jīng)過控制器內(nèi)部硬件的混合和程序的優(yōu)先級(jí)排序處理。音頻信號(hào)和控制信號(hào)通過專用的音頻光端機(jī)送入高山上的發(fā)射機(jī)，最后通過發(fā)射天線到達(dá)各行政村。參見圖4。

    行政村具有本地廣播功能，也能接收鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣的緊急廣播信號(hào)。如圖5所示，其系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡單，以一臺(tái)可尋址播控終端為中心，自帶120W定壓功放，可同時(shí)連接4只25W高清晰度號(hào)筒喇叭。平時(shí)本地發(fā)布日常廣播，當(dāng)上級(jí)有應(yīng)急廣播發(fā)布時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為接收上級(jí)廣播信號(hào)廣播。同時(shí)系統(tǒng)配置有一套UPS電源供電器，即使市電停止也能進(jìn)行長時(shí)間的應(yīng)急廣播。

    江西省地處東亞季風(fēng)區(qū)，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，特殊氣候條件和降水時(shí)空分布不均，極易形成局部強(qiáng)降雨，導(dǎo)致山洪災(zāi)害頻發(fā)，省內(nèi)眾多縣列入全國山洪災(zāi)害防治縣級(jí)非工程措施建設(shè)。山洪災(zāi)害防治縣級(jí)非工程措施建設(shè)是通過建立覆蓋山洪易發(fā)區(qū)的暴雨洪水監(jiān)測系統(tǒng)、信息傳輸與接收系統(tǒng)、預(yù)警信息服務(wù)系統(tǒng)、鄉(xiāng)村末端預(yù)警系統(tǒng)和群測群防體系，完善現(xiàn)有山洪災(zāi)害防御體系，有效減輕山洪災(zāi)害造成的損失。根據(jù)設(shè)計(jì)，在山洪災(zāi)害多發(fā)區(qū)域的村委會(huì)建設(shè)無線廣播主站，其管轄的自然村及小組建設(shè)無線廣播分站。主站可通過接收預(yù)警中心傳送的預(yù)警信息，通過無線廣播主站發(fā)送到預(yù)警區(qū)域分站，用高音喇叭廣播到各戶。如圖6所示。

    圖6 江西省無線廣播預(yù)警系統(tǒng)拓?fù)鋱D

    3、廣播系統(tǒng)高清化的發(fā)展趨勢

    長期以來，火車站的廣播系統(tǒng)的擴(kuò)聲清晰度差，人多嘈雜的時(shí)候聽不清。隨著鐵路技術(shù)的高速發(fā)展，鐵路交通對鐵路配套的設(shè)備要求也越來越高。原有的廣播系統(tǒng)不能滿足新的要求，以漢口火車站廣播系統(tǒng)為例，主要表現(xiàn)有：

    頂棚/墻壁/地板/立柱未作吸聲處理；

    站內(nèi)空間體積:138m(L)×64 m (W) ×18 m (H)；

    混響時(shí)長達(dá)7.6S，200Hz駐波嚴(yán)重；

    在有乘客的時(shí)候環(huán)境噪聲高達(dá)75dB 。

    如此復(fù)雜的建聲環(huán)境，廣播擴(kuò)聲一直都不如人意，鐵道部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為有必要改善廣播系統(tǒng)在車站的擴(kuò)聲應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高清化要求。

    界定擴(kuò)聲系統(tǒng)清晰程度是擴(kuò)聲系統(tǒng)語言傳輸指數(shù)（STIPA）,在《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》2.0.29條對此作出了明確的解釋：STIPA是語言傳輸指數(shù)的一種簡化形式，用于客觀評(píng)價(jià)擴(kuò)聲系統(tǒng)（包括公共廣播系統(tǒng)）的語言傳輸質(zhì)量。并在3.3.1條列出了各級(jí)公共廣播電聲性能指標(biāo)。STIPA可以通過相關(guān)儀器測量出來。圖7表示界定擴(kuò)聲高清的STIPA值必須要大于等于0.80。

    圖7 界定擴(kuò)聲清晰程度的STIPA值

    針對現(xiàn)實(shí)的高清需求，知名廠家在單體喇叭、音箱方面研發(fā)了強(qiáng)指向性、大功率、全頻帶靈敏度高、帶外衰減速度慢、語言清晰度高（STIPA高達(dá)0.88）的遠(yuǎn)程天花喇叭或高清遠(yuǎn)程號(hào)角音箱，加上箱體窄邊框、流線型等外觀修飾，能滿足高要求的場合，帶來高清的聲音感受。在一些大廳堂、會(huì)展應(yīng)用的公共廣播上，出現(xiàn)了如圖8所示的小型（微型）線陣列音箱和平板線陣列音箱，這類的產(chǎn)品靈敏度高、直達(dá)聲強(qiáng)效果好，同時(shí)極易施工安裝。

    圖8 近年出現(xiàn)的小型線陣列音箱和平板線陣列音箱

    另外一個(gè)實(shí)現(xiàn)高清擴(kuò)聲的方法是相控陣技術(shù)，中國廣播技術(shù)在此獨(dú)樹一幟的。如圖9所示，相控陣聲柱利用數(shù)字處理技術(shù)(DSP)可虛擬不同形狀聲柱的指向特性，且聲柱本身的其它性能不受影響，適合于建筑聲學(xué)條件不良〔體積空間大、建聲條件差、混響時(shí)間長和聲音混濁〕的廳堂、體育場館擴(kuò)音，配合遙控器或電腦遠(yuǎn)程操控達(dá)到聲音準(zhǔn)確覆蓋有用的區(qū)域〔觀眾席等〕，并抑制其擴(kuò)散到無用的區(qū)域，減少場館聲學(xué)裝修投資和擴(kuò)聲系統(tǒng)能耗。

    圖9 相控陣聲柱現(xiàn)實(shí)聲場表現(xiàn)

    相控陣音箱已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，如新疆克拉瑪依會(huì)展中心展廳裝備平板線陣列音箱；廣東省科學(xué)中心利用相控陣聲柱完美適應(yīng)了建聲復(fù)雜的環(huán)境等等。

    4、結(jié)論

    公共廣播呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、無線化、高清化的趨勢是市場需求和技術(shù)發(fā)展共同催生的結(jié)果，這也同時(shí)促進(jìn)了我們國家的公共廣播技術(shù)的發(fā)展。

    本文已刊發(fā)于《智能建筑科技》雜志第60期