國家科技支撐項目實施的組織管理

豐其云

【摘 要】 闡述“演出效果呈現關鍵支撐技術研發與應用示范”項目實施的組織與協調過程，探索科技支撐項目管理的科 學方法及操作經驗，分析組織與協調過程中應對問題的措施，以求進一步提高此類項目的管理水平。

【關鍵詞】 演出效果；支撐技術；研發應用；項目實施；組織管理

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.09.009

【Abstract】The organization and coordination process of project implementation "Presentation of Performance Effect on the Key Supporting Technology Development and Application" was expounded here， the scientific method and operating experience of science and technology supporting project management were explored， and measures dealing with the problems in organization and coordination process were analyzed， so as to further improving the management of such projects.

【Key Words】performance effect； support project； development and application； project implementation； organization and management

1 項目簡介

近年來，國內外演藝場所越來越多地采用各種新技術裝備，以求最大限度地增強演出藝術的創作力、感染力與保障力。在此需求推動下，舞臺機械系統、舞臺燈光系統、舞臺擴聲系統以及舞臺監督與通訊系統等各項系統的設備及技術分別都得到了長足的發展。但迄今為止，應用于演出場所的這些技術系統都各自自成體系，不能統一地控制與協調，須經過人工指揮與干預，致使上述各系統的高新技術性能不能發揮其最大效能，從而使演出排練過程時間過長、進度過慢、投入過大、反復過多，演出過程的保障力差，各專業之間的協調工作難度高。

隨著文化事業的大發展，科技與藝術的融合趨于大規模化。如中央電視臺春節聯歡晚會的盛大演出以及越來越多的各種秀場、文化主題演出場、特色文藝演出場、旅游劇場、雜技場等，都整合了多系統的技術裝備，其中不乏數百臺升降、平移、旋轉等臺類機械設備以及吊掛、飛行、空中舞動、場地及空間切換等上空機械設備，同時配以數目繁多的燈光設備、擴聲設備、通訊設備以及海量的視頻動畫等，這就需要更高層次的控制系統來統一整合所有上述技術裝備。因此，通過文化部科技司提出申請國家科技支撐計劃項目：“演出效果呈現關鍵支撐技術研發與應用示范”，經專家論證科技部批準立項（項目編號：2012BAH38F000）。

“演出效果呈現關鍵支撐技術研發與應用示范”，重點解決當前舞臺運動、舞臺燈光、舞臺擴聲以及舞臺通訊等機、光、聲、電各控制系統獨立設置與協調困難的關鍵問題，通過研究現代舞臺效果裝備中基于運動效果呈現的關鍵技術、基于視覺效果呈現的關鍵技術、基于聽覺效果呈現的關鍵技術以及基于通訊調度的關鍵技術等，研究效果裝備集成系統融合控制關鍵技術等，構建舞臺效果整裝集成控制平臺，并開展現代舞臺效果裝備集成系統中相關技術標準草案的制定，探索并構建可行的系統推廣商業模式和服務模式，開展系統推廣示范應用，以真正實現演出效果呈現關鍵技術在舞臺集成裝備上的應用。

2 技術路線

組織項目實施的首要環節是制定科學詳盡的技術路線，技術路線制定合理，方有預期成效，否則要走彎路，甚至會使項目夭折。技術路線同時又兼顧項目范圍管理的功能。

2.1 規劃總體路線

項目的技術路線按照：“自上而下——自下而上——上下調通”的總體路線規劃，如圖1所示。

首先，分解子項系統，根據現有成熟技術體系，明確界定各子項的要素及控制范圍。

其次，深化分析各子項系統的控制對象及技術特性，在分析的基礎上建立子系統構架，規劃子系統為集控系統提供接口的程序，或改造現有技術構架以適應集控的要求。

然后，匯聚各子系統接口到集控系統，建立通訊協議，并上下調通。

最后，實施集控演示，模擬演出劇目，使舞臺機械運動與燈光控制、擴聲控制、通訊系統等統一調度控制。并可演示舞美設計、布景彩排的效果。

2.2 分解子項 界定范圍

集控系統控制的對象是各個子項，這些子項按照相對獨立的專業主要分解為以下各項：

（1）舞臺機械運動呈現控制系統。其對象范圍是一座場館內所有有可能為演出做準備及參與演出的舞臺機械設備的運動，包括臺上機械、臺下機械。其中包括調速設備、定速設備，不包括既不可能參與演出、也不可能為演出做裝臺準備的設備運動，如場外運景設備運動等。其控制設備為舞臺機械控制柜、操作臺以及網絡傳輸系統。

（2）舞臺燈光效果呈現控制系統。其對象范圍是同一座場館內所有有可能為演出做準備及參與演出的燈光視覺效果，包括各道面光、耳光、頂光、逆光、側光、天（地）排光、追光、特效光以及LED燈光。其中包括可調光、不可調光，不包括其他普通照明，如化妝室、衛生間、過道照明等。其控制設備為舞臺燈光控制柜、調光臺以及網絡傳輸系統。

（3）舞臺擴聲效果呈現控制系統。其對象范圍是同一座場館內所有有可能為演出做準備及參與演出的擴聲聽覺效果，包括臺口中置揚聲器（上下）、臺口左右聲道揚聲器（上下）、觀眾廳環繞揚聲器（上下層）、臺唇補聲揚聲器、左右拉聲像揚聲器、臺口側獨立超低頻揚聲器、地板流動返送揚聲器、舞臺固定返送全（低）頻揚聲器、舞臺效果揚聲器等。其控制設備為音頻處理器、功率放大器、調音臺以及網絡傳輸系統。endprint

（4）舞臺通訊與監督系統。其對象范圍是同一座場館內有可能為演出做準備及參與演出的通訊、廣播、視頻監控等系統，該系統與上述3項子系統又有聯系與溝通，同時也與總系統協調溝通。

（5）虛實交互舞臺集成技術。其對象范圍是同一座場館內上述前3項子系統的場景動畫視頻與場景捕捉畫面視頻信息。與前4項系統融合嵌入。

（6）舞美設計與布景彩排是集控系統的應用層面，當集控系統構建完成時，該兩項可以示范應用。

分解子項流程如圖2所示。

2.3 解析子項 建立構架

解析子項的關鍵步驟是建立統一的時間軸坐標，將各個子項都納入唯一的時間軸坐標中。時間軸坐標的響應源是演出劇目與演出場景序列，各個子項都要按該序列的每個節點準確響應，且使各自的實時功能發揮充分。（篇幅有限，詳細的解析模型另文介紹。）

解析之后，各子項都明確各自的控制對象及參量，按照統一的時間坐標軸調試劇目與場景序列，調試無誤后存儲待用。

舞臺機械運動控制系統構架、燈光效果控制系統構架、擴聲效果控制系統構架如圖3、圖4、圖5所示。舞臺通訊與監督系統構架如圖6所示。

2.4 匯聚集控 制定協議

各個控制系統按規定的格式向總控臺發送演出時間序列數據表，總控臺對收到的時間序列進行集成，生成可執行的指令序列（按時間排序）。在演出的過程中，總控臺可根據演出的進度，在設定的時間節點向各個控制系統發送相關的指令。若演出要求需要對時間序列改動，通過人工干預等方式對時間序列進行重新編排。匯聚集控系統結構如圖7所示。

總控臺與各個子控系統之間的數據交換須制定統一的通訊協議。

協議的核心內容為：電氣特性；標稱工作特性；安全保護；傳輸數據格式；字段格式；復位信號；復位后標記；起始碼；最大最小數據字段數；字段間的數據線狀態；總控臺特性；接收端特性等。

各個控制系統發送到總控制臺的演出時間序列數據格式，按協議定義：

（1）控制系統編號：代表各個控制系統的編號，機械1、燈光2、音響3……等；

（2）啟動時間點：單位為秒，浮點數，精確到小數點后一位；

（3）CUE編號；

（4）CUE名稱；

（5）CUE注釋。

總控制臺根據收到的各個控制系統的演出時間系列，生成指令系列數據格式：

（1）序號；

（2）時間點；

（3）控制系統類型；

（4）CUE編號。

協議的具體內容參照《WTST001-A集成控制系統數據傳輸協議》，另文介紹。

2.5 虛擬場景與實景捕捉

虛擬場景與實景捕捉另文介紹。

2.6 實施集控演示

總控臺向各個控制系統發送指令支持人工發送和智能發送兩種模式，而各個控制系統接收到總控臺發送的指令后，可以人工操作，也可以智能操作。實施集控演示屬于具體操作層面，本文不再贅述。

3 組織管理

課題采用項目管理的方式組織實施。本項目采用項目集成管理三角形法，如圖8所示。

項目的范圍、時間、費用為保證項目成果的三大要素，調整其中任一項要素，必然影響另一要素。在項目集成控制中始終注意保持三角形與項目圓相切。

本項目的范圍管理已由上述技術路線包含，只是技術路線主要制定的是技術序列及技術措施，雖然包含了各階段工作范圍的界定，但范圍變動的控制還需要采取一定的方法和技術，這一點不能忽視。

3.1 進度計劃管理

項目進度計劃是表達項目中各項工作（或活動）、工序的開展順序、開始及完成時間以及相關銜接關系的計劃。通過進度計劃的編制，使項目實施形成一個有機整體。進度計劃是進度控制的依據。主要內容有：

（1）項目工作定義：項目工作定義就是識別為實現項目目標、完成項目可交付成果，項目團隊成員和項目干系人必須開展的具體活動。每一項工作就是一個工作單元，它們有預期的歷時、成本和資源要求。項目工作定義是項目進度管理的前期基礎工作之一，它是項目管理者在已完成的項目范圍界定工作的基礎上，對項目范圍的進一步細化。

（2）項目工作排序：項目有若干項工作和活動，這些工作和活動在時間上的先后順序即為邏輯關系。邏輯關系有兩類，一為強制性邏輯關系，即為客觀存在的、不變的邏輯關系。二為可變性邏輯關系，也稱為組織關系。此類邏輯關系隨著人為約束條件的變化而變化，隨著實施方案、人員調配、資源供應條件的變化而變化。優化工作之間的關系主要就是指這些可變的邏輯關系。在工作排序的過程中，首先應分析確定工作之間客觀存在的邏輯關系，在此基礎上，進行分析、研究，以確定工作之間可變的邏輯關系。

工作排序以提高經濟效益為目標，選擇所需費用最少的排序方案；以縮短工期為目標，選擇能有效節省工期的排序方案；優先安排重點工作，持續時間長、技術復雜、難度大的工作，為先期完成的關鍵工作；考慮資源利用和供應之間的平衡、均衡，合理利用資源。

工作排序應確定的主要內容：

①強制性邏輯關系的確定；

②組織關系的確定；

③外部制約關系的確定；

④實施過程中限制和假設。

（3）工作關系表示的工具和方法：先后關系圖法（PDM，Pecedence Diagramming Method）是一種用節點表示工作，箭線表示工作關系的項目網絡圖，是大多數項目管理軟件包所使用的方法。箭線圖法（ADM，Arrow Diagramming Method）是一種用箭線表示工作，節點表示工作排序的網絡圖方法。

（4）工作排序結果：工作排序的最終結果是獲得描述項目各工作相互關系的項目網絡圖以及工作的詳細關系列表。項目網絡圖是表示項目各工作相互關系的基本圖形，它包括了整個項目的詳細工作流程；工作列表包含了項目各工作關系的詳細說明，是項目工作關系的基本描述。endprint

（5）項目進度控制：S型曲線反映了隨時間進展累計完成任務量的變化情況，其繪制可以下式計算：

式中：Qj——某時間j計劃累計完成的任務量；

qi——單位時間i計劃完成任務量。

按各規定時間的Qj值，繪制S型曲線。利用S型曲線進行項目實際進度與計劃進度的比較。這里采用雙S曲線（也稱為香蕉曲線）比較法，如圖9所示。

以最早時間和最遲時間分別繪制出相應的S型曲線，前者為ES曲線，后者為LS曲線。在項目實施過程中，根據每次檢查的各項工作實際完成的任務量，計算出不同時間實際完成任務量的百分比，并在雙S曲線平面內繪出實際進度曲線，即可進行實際進度與計劃進度的比較。比較法主要進行如下兩個方面：

①時間一定，比較完成的任務量；

②任務量一定，比較所需時間。

若實際曲線始終在封閉的雙S曲線之內，則屬在控。若要在已完成任務量內考察最早、最晚時間之差；或在已花費時間內考察計劃最大、最小工作量之差，可以結合圖形計算。

3.2 費用管理

（1）項目費用包括人工、物料、設備、顧問費用、以及其他不可預見費等。影響項目費用的因素有項目工期、耗用資源的數量和價格、項目質量、項目范圍等。可以看出，要實現對項目成本的科學管理，還必須通過開展對項目的工期、資源耗用和價格、質量和范圍等要素的集成管理。

（2）項目資源計劃的主要依據是工作分解結構WBS、項目工作進度計劃、歷史資料、項目范圍陳述、資源安排的描述、組織策略等。項目資源計劃的工具有資源矩陣、資源數據表、資源負荷圖等。項目資源計劃的結果是制訂資源的需求計劃，對各種資源需求及需求計劃加以描述，資源的需求安排一般應分解到具體的工作上，這些結果主要用各種形式的表格予以反映。

（3）項目費用估算的主要依據是工作分解結構WBS、資源需求計劃、資源價格等。為了計算項目各工作費用，必須知道各種資源的單位價格，包括工時費、單位體積材料費等。如果不確定某種資源的實際價格，就應該對它的價格作出估計。項目費用估算的工具和方法有類比估計法、參數模型法、自上而下估計法、自下而上的估計法等。項目費用估算的基本結果是兩個方面：項目的費用估計；詳細說明。

（4）項目費用預算的技術和方法與費用估計相同。項目費用預算的主要結果是獲得費用曲線，費用曲線將作為度量和監控項目實施過程中費用支出的依據，通常的費用曲線與時間的變化關系是一條S型曲線。

（5）項目費用控制的內容和依據：費用控制主要關心的是影響改變費用曲線的各種因素，確定費用曲線是否改變以及管理和調整實際的改變。費用控制包括：

① 監控費用執行情況以確定與計劃的偏差；

② 確認所有發生的變化都被準確記錄在費用曲線上；

③ 避免不正確的、不合適的或者無效的變更反映在費用曲線上。

費用控制還應包括尋找費用向正反兩方面變化的原因，同時還必須考慮與其他控制過程（范圍控制、進度控制、質量控制）相協調。

（6）項目費用預測及偏差控制

項目成本預測的方法：在分析整個項目的實際成本績效的基礎上，利用掙得值預測項目或工作包的未來完工成本。預測項目未來完工成本（EAC，estimate at completion）的常用方法有兩種。

① EAC=實際支出+按照實施情況對剩余預算所作的修改。

② EAC=實際支出+對未來所有剩余工作的新的估計。

利用這些方法可以確定預測成本超支或節約的具體數額大小，并以此為據，采取相應的成本控制和糾偏措施，使項目在盡可能節約成本的前提下順利完成。如當在預測項目的未來完工成本時，發現在指定報告期的一個小差異將會擴大成一個更大的成本超支，就表明需要立即采取項目成本管理的糾偏措施了。

項目實施成本控制中的偏差控制是在制定出計劃成本的基礎上，通過采用成本分析方法找出計劃成本與實際成本間的偏差，并分析產生偏差原因與變化發展趨勢，進而采取措施以減少或消除偏差，實現目標成本。

偏差控制的程序是首先找出偏差，然后分析偏差產生的原因，將成本偏差的原因歸納為幾個相互聯系的因素，并用一定的計算方法從數值上測定各種因素對成本產生偏差程度的影響，據此找出偏差的產生是由哪種成本費用增加而引起的。

4 小結

“演出效果呈現關鍵支撐技術研發與應用示范”項目實施的組織管理，重點環節是制定科學、合理的技術路線，同時注重項目質量保證的三大要素：范圍、時間、費用。利用三角形法進行集成控制，項目過程始終處于動態監控狀態。各要素均有合理的計劃，同時不斷地進行檢測實際狀況，通過計劃與實際的比較，及時發現偏差、糾正偏差，使其始終處于在控范圍，對于時間與費用的單項控制主要采用雙S型曲線法，科學、方便、實用。另外，項目的風險管理和組織措施等，也都有詳盡的規劃和實時的監控。

注：此研究得到國家科技支撐計劃“演出效果呈現關鍵支撐技術研究與應用示范”（項目編號：2012BAH38F00）的資助。

參加本文內容研究的有：嚴華鋒、魏發孔、謝海岐、田海弘、孫濤、姚亮、劉榛、楊岳軍、宋耀軍、崔建輝、楊衛國、盛明、黃學通、王榮安、朱國良、王棟、阮玉塘、徐浩翔、何曉新、周立峰、蔣松波、吳立鋒等。

參考文獻：

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