教室公共廣播系統(tǒng)STI-PA的測(cè)量與分析

  按照《公共公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（草案）》的要求對(duì)一座新建教學(xué)樓內(nèi)的多處教室、大廳、走廊等區(qū)域進(jìn)行了測(cè)量。對(duì)所測(cè)得的語言傳輸指數(shù)與室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。討論了室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)對(duì)語言傳輸指數(shù)的貢獻(xiàn)，以及對(duì)教室空間的公共廣播系統(tǒng)的語言傳輸指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定問題。

1. 引言
公共廣播系統(tǒng)已普遍安裝于學(xué)校校園內(nèi)及教學(xué)樓、辦公樓建筑內(nèi)，用于業(yè)務(wù)廣播、緊急廣播或報(bào)警等功能。但目前還沒有可供參考和執(zhí)行的相關(guān)規(guī)范，公共廣播系統(tǒng)的語言傳輸指數(shù)應(yīng)該分級(jí)定量為多少才具有實(shí)際可操作性和應(yīng)用性是有待討論的問題。公共廣播系統(tǒng)的語言傳輸指數(shù)與室內(nèi)空間的聲學(xué)參數(shù)存在一定的相關(guān)性，比如混響時(shí)間RT，清晰度C50，早期衰變時(shí)間EDT等都會(huì)影響室內(nèi)的語言清晰度和可懂度。不同種類的空間環(huán)境具有不同的聲學(xué)參數(shù)，它們與語言清晰度的相關(guān)性也具有不同的特點(diǎn)。因此在制定公共廣播系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，有必要對(duì)實(shí)際的公共廣播系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查和分析。本文對(duì)中國(guó)傳媒大學(xué)新建的教學(xué)主樓的公共廣播系統(tǒng)的語言傳輸指數(shù)(STI-PA)和安裝公共廣播系統(tǒng)的教室空間的室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行了比較全面的測(cè)量，對(duì)目前正在制定過程當(dāng)中的《公共公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》提供一些實(shí)際的參考數(shù)據(jù)。
2. STI-PA的測(cè)量
中國(guó)傳媒大學(xué)新建教學(xué)主樓新學(xué)期投入使用，整個(gè)教學(xué)樓有各種不同功能的教室組成，還包括許多公共空間，如門廳、走廊、休息區(qū)等。測(cè)量是在大樓完工、公共廣播系統(tǒng)調(diào)試完畢，但是還未正式交付校方使用的條件下進(jìn)行的。測(cè)量時(shí)都為空?qǐng)鰷y(cè)量，教室沒有人。室內(nèi)聲學(xué)測(cè)量設(shè)備為BK2260和BSW聲學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。語言傳輸指數(shù)的測(cè)量用IE-35聲頻測(cè)量?jī)x所帶的STI-PA測(cè)量軟件進(jìn)行，用STI-PA代替語言傳輸指數(shù)（STI）。在教學(xué)樓內(nèi)開啟公共廣播系統(tǒng)，分別播放IE-35自帶的測(cè)量用女聲（F）和男聲（M）激勵(lì)信號(hào)，分別測(cè)量?jī)煞N情況下的STI-PA。測(cè)量結(jié)果及測(cè)量區(qū)域面積如表1所示：
表1、中國(guó)傳媒大學(xué)新教學(xué)樓室內(nèi)STP-PA測(cè)量結(jié)果

由測(cè)量結(jié)果可以看出新建教學(xué)主樓內(nèi)大部分教室及有公共廣播系統(tǒng)分布的大廳和走廊內(nèi)的公共廣播系統(tǒng)STP-PA都低于0.5，只有在極個(gè)別測(cè)量區(qū)域內(nèi)得到的公共廣播系統(tǒng)STP-PA高于0.7，這一測(cè)量結(jié)果表明新教學(xué)樓內(nèi)的公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)指標(biāo)整體相對(duì)較低，公共廣播系統(tǒng)STP-PA的等級(jí)多集中在及格和較差這兩個(gè)等級(jí)。
《公共公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（草案）》（簡(jiǎn)稱《草案》）中公共廣播系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)建議一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)業(yè)務(wù)廣播（緊急廣播）的語言傳輸指數(shù)應(yīng)分別應(yīng)大于0.75、0.65、0.50[1]。根據(jù)測(cè)量結(jié)果可以看出新教學(xué)樓內(nèi)大部分區(qū)域內(nèi)的公共廣播系統(tǒng)STP-PA都低于《草案》建議的第三級(jí)業(yè)務(wù)廣播（緊急廣播）的語言傳輸指數(shù)要求（0.50），因此教學(xué)樓內(nèi)公共廣播系統(tǒng)指標(biāo)并不符合《公共公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（草案）》的規(guī)定�？紤]到公共廣播系統(tǒng)的實(shí)際需要，《草案》中對(duì)廣播的語言傳輸指數(shù)的要求是否合適，對(duì)廣播的分級(jí)定量是否具有實(shí)際性還是值得討論的。
3. 室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)及其與STI-PA的相關(guān)性
除了測(cè)量公共廣播系統(tǒng)的語言傳輸指數(shù)（STI-PA）外，對(duì)該教學(xué)樓內(nèi)所有類型的教室、大廳和走廊進(jìn)行了室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)的測(cè)量，測(cè)量的主要參數(shù)有：混響時(shí)間RT、早期衰變時(shí)間EDT、清晰度C50等。表2為教室的聲學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果。
表2、教室聲學(xué)參數(shù)

將教室各頻段室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)分別與STI-PA做相關(guān)性計(jì)算，得到3條相關(guān)曲線，圖1、圖2、圖3分別為參數(shù)RT、EDT、C50與STI-PA的相關(guān)曲線，其中橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為相關(guān)系數(shù)。在對(duì)教室分別進(jìn)行女聲（F）和男聲（M）STI-PA指數(shù)測(cè)量時(shí)，其結(jié)果近似。所以給出的結(jié)果是男女聲測(cè)量結(jié)果的平均。

由教室聲學(xué)特性參數(shù)與STI-PA相關(guān)性分析可以看出以下兩點(diǎn)：
1) 在教室這樣的特定空間內(nèi)，混響時(shí)間RT和EDT與STI-PA相關(guān)曲線的趨勢(shì)相同，相關(guān)性隨著頻率的增加而增加，且為負(fù)相關(guān)；
2) C50與STI-PA具有較高的相關(guān)性，且為正相關(guān)。
由以上3幅圖可以看出來，在所測(cè)量的3種參數(shù)中，C50相對(duì)于RT和EDT來說與STI-PA的相關(guān)值教高，但是當(dāng)相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值較高時(shí)，不能簡(jiǎn)單的說明某個(gè)參數(shù)決定了公共廣播系統(tǒng)的STI-PA指數(shù)，只能說明該參數(shù)對(duì)STI-PA指數(shù)具有較高的影響，通常公共廣播系統(tǒng)STP-PA與室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)中的某些參數(shù)都有關(guān)聯(lián)，是幾個(gè)參數(shù)共同作用的結(jié)果。
值得注意的是，對(duì)教學(xué)樓內(nèi)的大廳進(jìn)行STI-PA測(cè)量時(shí)，在分別播放女聲（F）信號(hào)和男聲（M）信號(hào)情況下得到的STI-PA差異較大。大廳聲學(xué)特性參數(shù)與公共廣播系統(tǒng)STI-PA指數(shù)的相關(guān)表現(xiàn)出一種少有的特點(diǎn)，如圖4所示，大廳的混響時(shí)間RT與公共廣播系統(tǒng)STI-PA的相關(guān)曲線隨著頻率的增加穿越了“0”點(diǎn)。由于教學(xué)樓內(nèi)各樓層大廳的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間不規(guī)則，存在較多的反射面等，造成大廳的聲學(xué)特性復(fù)雜，因此圖4與圖1中的相關(guān)曲線截然不，這也說明不同的空間環(huán)境與公共廣播系統(tǒng)STI-PA具有不同的相關(guān)特性。同時(shí)因?yàn)樵诖髲d測(cè)量得到的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)沒有教室測(cè)量的數(shù)據(jù)多，所以圖4所示的結(jié)果只是一個(gè)特例，單是此特例所揭示的內(nèi)容值得對(duì)復(fù)雜空間的室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)與STI-PA的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的探討。
4. 小結(jié)
通過對(duì)中國(guó)傳媒大學(xué)新建教學(xué)樓內(nèi)公共廣播系統(tǒng)的STI-PA和教室聲學(xué)參數(shù)的測(cè)量調(diào)查，表明樓內(nèi)大多數(shù)場(chǎng)所的STI-PA值都低于0.5，未達(dá)到《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（草案）》中所建議第三級(jí)業(yè)務(wù)廣播（緊急廣播）語言傳輸指數(shù)值要求。
通過教學(xué)樓內(nèi)教室、大廳等空間的聲學(xué)特性與公共廣播系統(tǒng)的STI-PA指數(shù)的相關(guān)分析，可以看出在教室這種空間內(nèi)，混響時(shí)間RT和早期衰變時(shí)間EDT與STI-PA的相關(guān)曲線趨勢(shì)近似，成負(fù)相關(guān)，隨頻率的增加相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值也在增加；清晰度C50與STI-PA成高度的正相關(guān)。而在大廳這樣的空間內(nèi)，其聲學(xué)特性與STI-PA的相關(guān)則表現(xiàn)出與教室這類空間不同的特性，還有待進(jìn)一步的深入分析。

參考文獻(xiàn)
[1] 《公共公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（草案）》,P15

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