基于 MQTT 的剧院与歌剧院舞台智能化管理系统
Aduart GmbH 依托倍福基于 PC 的开放式控制技术,精心打造了一套专为剧院与舞台技术量身定制的物联网舞台管理系统。该系统荣获了德国戏剧技术协会(DTHG)颁发的 2025 年 Showtech 奖。在实际应用中,它能够出色地实现莱比锡歌剧院楼宇设备、舞台技术与艺术表演团队之间的同步。
莱比锡歌剧院的历史可追溯至 1693 年:330 多年前,在布鲁尔大街上,一家剧院正式开业运营,成为继威尼斯和汉堡之后欧洲第三家公共音乐剧院。自 1960 年莱比锡歌剧院现址建筑启用以来,其舞台管理系统的大部分部件一直持续运行至今,期间仅进行过改造和部分扩充,而最近一次也已经是约 30 年前的事了。鉴于此,对该舞台管理系统展开全面现代化改造已迫在眉睫,系统故障频发,已对演出运营构成了严重威胁,而且由于备件短缺,维修难度也与日俱增。
此次对舞台管理技术进行全面且必要的更新升级,为弥补系统缺失的功能以及采用开放、面向未来且能兼顾当下与长远需求的技术提供了宝贵契机。“Aduart 的舞台管理控制台之所以在众多同类产品中脱颖而出,关键在于其采用了基于网络的独特架构,它基于先进的 MQTT 技术和自有服务器构建。”倍福娱乐行业经理 Michel Matuschke 解释道。相较于传统系统,该架构显著提升通信与处理速度,同时在灵活性与开放性方面也展现出卓越优势。
长期可用性和灵活性是系统稳定运的必要条件
Aduart 面临的挑战是需要找到一套在可靠性和长期可用性方面达到工业要求的控制系统。此外,系统还需具备强大的接口支持能力,能够全面兼容所有与影音及媒体技术相关的接口协议,包括 sACN、SMPTE timecode、Art-Net™、AES70 (OCA)、PIXERA、PosiStageNet、PJLink 和 Riedel 等,同时也要支持类似系统直至楼宇技术领域的接口协议,如 BACnet、DALI、KNX/EIB 等。“基于我们深入且全面的研究分析,倍福基于 PC 的控制技术是唯一能够同时满足这两项严苛要求的自动化平台。”Aduart GmbH 总经理 Till Götze 说道。基于 PC 的控制技术在硬件和软件方面也具备模块化特点,这意味着舞台管理系统可以在未来的项目中根据其他场馆的需求进行个性化调整。
自 2025 年演出季起,Aduart 舞台管理系统便正式在莱比锡歌剧院投入使用。然而,这一意义重大的项目并非一蹴而就,其规划工作早在 2022 年初就已展开,由 Graner + Partner GmbH 工程公司全权负责。在项目实施阶段,开姆尼茨的 SIGMA & TBL Kommunikationstechnik GmbH 与 Aduart 紧密合作,充分利用 2024 年的停演期及 2025 年演出季初期的时间,完成了项目的落地实施。该项目使用的设备包括:
- 3 套舞台管理控制台(2 套固定式、1 套移动式)
- 14 个用于各种控制任务的附加触摸面板
- 435 个 IP 扬声器(ATEÏS)
- 50 台显示器
- 19 台遥控相机(PTZ)
- 38 个内部通话系统(RIEDEL ARTIST-1024)
- 112 个 DMX 信号灯
Aduart 在舞台管理系统的构建中采用了基于 PC 的控制技术和创新的物联网技术,成功打造出一个具备高度可扩展性的开放架构,使得控制器既可以无缝集成于主控制中心,也能够巧妙地融入通过光纤连接、并用作 DMX 信号灯和配电器接口的分中心之中。此外,舞台管理系统中还集成了由 Riedel Communications GmbH 提供的视频网络(Mediornet)和内部通话系统(ARTIST-1024)、由 ATEÏS 提供的 IP 扬声器系统、连接各类相机和录制设备等的内部技术网络,以及用于读取灯光场景的灯光网络。这些组件通过一个性能强大的 IP 网络互联,整个系统的总电缆长度约为 50 公里,其网络架构分布在两个主控制中心和 15 个分站中。“在此之前,从未有过构建这种类型和规模的基于 IP 的系统的先例。”Götze 在强调该项目的重要性时说道。
高性能控制与网络技术
舞台管理控制台以两台冗余设计的 CX2033 嵌入式控制器为核心,搭载 TwinCAT 3 软件,并具备通过 TCP/IP (TF6310)、串行通信 (TF6340)、XML 服务器 (TF6421)和 物联网通信(TF6701)等功能进行通信的能力。“得益于 TwinCAT 所提供的娱乐系统通信协议以及配备多种通信接口的 EtherCAT 端子模块,我们顺利实现所有系统的无缝集成。”Götze 强调道。倍福支持例如 Riedel Communications 的 RRCS 协议的核心架构部分,能够通过 AES70(OCA)标准实现音频设备耦合,同时兼容众多其它通信协议。
莱比锡歌剧院总共使用了近 170 个 EtherCAT 端子模块,其中包括 7 个 EL6851 DMX 主站端子模块和 6 个 EL6022 双通道通信接口端子模块 (RS422/RS485)。 据 Till Götze 介绍,EL1862 和 EL2872 EtherCAT 端子模块的高通道密度及其特殊的连接技术(连接器和扁平电缆相结合),再加上快速专业的技术支持服务,极大地简化了调试过程。该网络架构具有多样化且要求极为严苛的特点,具体表现为:10 个带光纤接口的 EtherCAT 耦合器 EK1501、10 个 EtherCAT 星型拓扑扩展模块(光纤)EK1521 以及另外 10 个 EtherCAT 耦合器 EK1101。Aduart 可以依据实际需求,在传统铜缆传输与光纤传输这两种介质之间灵活做出选择。“能够借助 TwinCAT 在 Visual Studio 灵活编写应用程序,再加上倍福可靠的技术支持,这对于我们而言,无疑是一项巨大的优势。”Götze 在展望未来将开展更多基于倍福技术的项目时如此说道。
舞台监督 — 演出期间把控全局的“首席执行官”
舞台监督,亦称演出监督,在剧院中扮演着重要角色:他们负责统筹演出全过程的组织和调度工作,确保道具、布景、服装以及技术设备都能在正确的时间精准就位,同时保障场景转换与演出的无缝衔接。他们通过广播通告、显示屏和信号灯向灯光音响控制台的操作人员、化妆团队成员以及演员发出指令。他们通过摄像头全方位监控演员的表演流程和时间把控情况。演出期间,他们指挥幕后团队有序运作,及时发出明确的提示信息,播放契合剧情的音乐与音效,并同时全力保障场景转换顺畅无阻。