简介
    通过紧急公共广播系统(Emergency Voice Communication Systems，EVCS)的话音消息广播，所提供的信息可帮助住户决定在如火灾、天气突发状况或恐怖分子袭击等不同情况下采取何种行动。因此，人们接收到清晰可辨的内容是当务之急。这种话音的清晰可辨程度会受话音消息本身、说话者和听众、话音消息传播所通过的系统，以及房间和其内部物品的声学特性的影响。如果需要在某些突发事件过程中的传送实时话音消息，消防保护工程师应确保话音信号的质量或其内容可控制，因此，对于这类系统审查的重点放在对EVCS是否可以在语言的频率范围内对信号进行忠实地再现，以及建筑施工和系统设计(如，扬声器的数目和位置)将话音消息的可听懂度降低到何种程度进行量化上。数项研究对于不同空间内增加或改变扬声器的位置、地面和墙面覆盖、背景噪音、室内陈设，以及住户人数等对所测量的信号的影响进行了评估，尤其注重于各种商业设施中可能的各种空间类型的评估。对于楼梯间的单独评估显示，对于这种空间类型改善话音消息的可听懂度非常困难。本文将描述这些工作所得到的一些发现。
    背景
    EVCS的可听懂度可以通过主观和客观的方法进行评估。前者是以基于不同参与者的机制，其中受过训练的人员聆听广播信息，并将他们听到的字、词或句子记录在案。通常情况下，播放的单词或词组是包括在一张清单上。后者，即客观测试，以设备取代了说话者和听者。One component在EVCS上广播一个专门设计的、多频测试信号；同时，计量仪器在设施不同地点测量信号的强度和相应的质量。这些计量仪器使用不同的话音传输指数(STI)的测量值，来评估变化对EVCS和对建筑环境的影响。STI评估了用14个调制频率和7倍频频带调制的98个噪声组合，以给出代表一个某一给定区域的脉冲响应和信噪比的数值，计算系统和环境的噪声、混响、回声、非线性失真以及带通限制。在手持式仪表在采用了2个调制频率和6个倍频频带(STI-PA)调制的一组数量较少的噪声组合，得到了与完整的STI分析相差±0.03的结果。各种试验方法的结果，可以与Common Intelligibility Scale相比较(CIS)。
    选择0.7或0.70的CIS作为应急系统可听懂度的拐点；这相当于理解大约80%词和95%的句子。同等或更高的CIS表示，在这个房间里的人们应该能够听到并理解通过EVCS广播的话音消息，而较低的分数则表示，人们在聆听话音消息时可能有麻烦(至少在房间的某些区域)，或可能无法听懂足够的词句以理解这条话音消息。有听力障碍的人或在使用非常复杂的信息的地方，可能要求更高的CIS。
    每次测量，计量表需要约十五秒。目前的推荐作法建议在每37平方米(400平方英尺)设置一个测量地点，在每一地点最少进行两次测量；如果两个CIS读数相差不在0.03之内，需要增加额外读数，而两次最接近的测量值的平均数应被记作这个地点的值。分析仪的麦克风应保持距使用者最少0.6米(2英尺)、距地面大约1.5米(5英尺)，虽然如果合适的话，有些测量值可能选择一个坐着的人的高度的测量值。
    试验设施
    常见于商业设施的四种类型空间的研究结果详述如下。
    咖啡餐厅
    一个餐厅，包括一个大房间，南北两侧的侧餐厅，是首先考虑的。主用餐区大约27米×13.5米。主用餐区两端的侧餐厅为4.8米×9.7米，并与主餐厅以6.1米长的从地面到天花板的木材和塑料分隔板相分隔。在分隔板的侧餐厅一侧，都有带布面泡沫座垫的木制长椅。平面图几乎以东西中心线对称，除了一条通向东北偏东走廊的入口。
    在主餐厅已安装了4个扬声器，2个安装在从咖啡入口附近的独立墙上，2个安装在靠近玻璃出口门处。在第二次测试系列中，在南部侧餐厅安装了一个暂时的、天花板安装的扬声器以进行评估。在整个空间对可听懂度进行测量，包括侧餐厅的6个地点和主用餐区的15个地点(不包括预先安装扬声器附近的测量)。这大约是每37平方米(400平方英尺)左右设置一个测量地点的建议测量密度的三倍。图1中提供了两个系列的测量结果。
    对于已安装的系统，两个区域——主餐厅和侧餐厅所测量的可听懂度分别为0.75±0.02和0.67±0.02 CIS。如果将两个空间看作为一间房间，采用各种测量地点所得的综合可听懂度为0.73±0.04。如果测量地点的数目减少到建议的测量密度，可听懂度有微小变化(0.72±0.04)。值得注意的是空间内在距离4个扬声器1米处达到的最高可听懂度为0.81 CIS。在侧餐厅安装1个扬声器，可将这空间内的可听懂度提高到0.74±0.03(见图1B)。 
    a) 安装的系统
    b) 增加了扬声器
    开放式规划办公室空间
    考虑的是第种二空间是许多办公建筑中颇为典型的一种：具有开放式规划办公室空间(即墙体很少的一种)。对于这些的空间，这类建筑中包括有一个中央机械核心——包括了楼梯间、卫生间、电梯、机械室，以及办公室和会议室——被大型连续区域所包围。核心几乎在长度方向贯穿整个建筑，只是两端有3.5米宽的走廊。四个交叉走廊连接了核心区两侧的空旷区域。我们评估了开放空间中的一个，该部分是由2个矩形组成(见图2)：一个是25米长和13米宽度，而另一个是16.4米×10.9米。一排混凝土柱，中心处7.6米，位于离核心区外墙2.1米处。天花板在地板上方2.7米。  
    a) 墙体安装的扬声器
    b) 天花板安装的扬声器
    该空间原有的公共广播系统有安装于地板上方2.1米南(核心区)墙上的4个组合扬声器/选通设备。增加的4个扬声器安装于天花板，与墙体安装扬声器呈一直线，离北墙5.4米。这些扬声器用来对空间内的墙体安装扬声器与天花板安装扬声器进行比较。对于话音可听懂度的测量在较长方向分别间隔1.5米。测量的三排距离办公区墙体分别为5.2米、7米和11.2米。
    对于现有EVCS的墙体安装及天花板安装两种情况下可听懂度测量的结果显示于图2。注意，在这两种情况下采用了相同的功率和信号强度，以及来自同一制造商和同一型号系列的扬声器。对于墙体安装扬声器，房间的平均CIS是0.75±0.03；虽然在空间中大部分，可听懂度的测量值超过0.70，但在房间中心的一个区域有两个缺陷地点，具有0.67 CIS的最低平均值。以天花板安装扬声器替代墙体安装扬声器(图2b)，平均可听懂度提高至0.83±0.03，一些地方记录到的平均测量高达0.88 CIS而不再存在不佳的可听懂度孤岛。
    大型会议室/教室
    我们选择了一间教室以评估几种变量对话音可听懂度的影响。房间大约18米长×7.1米)宽×2.9米高。在99个实验的研究中考虑了8个变量：扬声器的数量和位置，扬声器电源抽头，声压水平(SPL)，住户数目和位置，现场的家具，可听懂度测量的的地点，数据收集方法，地板覆盖，虽然这里只展示了几个实验的结果。
    该测试中，31个是在SLP为78 dBA的地毯覆盖地板的条件下进行的。其余测试是在61 dBA的条件下进行：37个是在地毯覆盖地板条件下，31个是在1/8英寸平面花砖饰板花砖饰板条件下进行，其后在地毯上有硬质背板。所有测试是在较高SPL下进行，房间的可听懂度(房间的平均CIS测量值减去标准差)超过0.70。然而，在下较低的SPL下，大约46％的地毯和58％的花砖饰板实验的房间可听懂度低于0.70。当扬声器功率为1/8、1/4或1/2瓦，所有其他变量受约束时，地毯房间可听懂度超过平面花砖饰板房间可听懂度。对于1瓦条件下，结果有好有坏；在2瓦时，结果几乎完全一致。室内陈设相同条件下，房间可听懂度要么略有增加(4/6的测试)，或保持不变，室内陈设包括带有塑料帖面的金属骨架桌子和带金属框和垫席的滚轮办公椅。
    检查的参数之一是住户对话音可听懂度测量值的影响，住户的数量和地点。无人住户房间的几项测试，以10个和22个就座者重复进行，他们要么一起在房间中心附近或分散在房间内。虽然一般来说这种差异很细微，分组住户空房间的测试都比分散在房间内的测试，有较低的CIS测量值。特别是，在图3中提供一个测试案例及一个无人住户房间的比较结果。(注：由于时间限制，有人住户房间的测量地点的数目有所减少)。22人成组坐在房间中心附近的桌旁，花砖饰板上覆盖了地毯。4个扬声器在房间的每个角落1个，1/8瓦，声音响亮。在住户附近的平均测量值明显低于那些无人住户房间的测量值，相差高达0.14 CIS，虽然在扬声器附近的测量值接近得多。  
    16扬声器。12个安装在天花板上，前后墙上都有，分别独立控制，以评估房间内扬声器的数目、地点和功率对可听懂度测量值的影响。图4提供了不同扬声器数量和不同功率条件下，平均CIS测量值作为房间内位置的函数的图形。在2个扬声器安装在房间前后天花板上的案例中，最低测量值出现在两个扬声器的正中间。(注：每个数据点代表在两个地点的平均测量值，每个地点有4个读数)。将功率1/8瓦增加到1/2瓦，可听懂度由0.69±0.04增加到0.72±0.03，标准差是根据所有48个测量值得到的。扬声器从2个1/2瓦改变为8个1/8瓦降低了标准差(0.72±0.02)；此外，曲线更为光滑，而且没有像两个扬声器的案例中个别测量值低于0.70 CIS的情况。 
    楼梯间
    我们在四级紧急楼梯间进行了一个单独系列的测试，以评估扬声器的数目与功率以及SPL对空间内可听懂度的影响。为进行这个初步调查，楼梯间没有人。扬声器分别安装在每一个楼梯平台；对于底层的情况，只有那些有门的楼梯平台上的扬声器发出声音，其功率为1瓦。对于基地的案例的测量位置显示于图5。对于其他情况，测量地点数量减少了约一半。  
    在表1中提供了每个实验所有地点前5个测量值的平均值。从中可以看出，在平均测量值超过0.65所得的测试参数没有任何变化。随着功率、广播话音消息的SPL，以及在其他楼梯平台中安装扬声器等变化，变量没有显着变化。对于基本的个别测量值从0.43至0.80 CIS，而平均测量值(根据位置)则为0.52至0.76。类似的结果，在另一项测试系列中，安装在楼梯间的EVCS也发现类似结果。
    如上所述，在楼梯间的5个地点针对基础进行了100次测量，以确定在此声音难点空间测量值的变化。表2中提供了测量值的统计。地点1至5相应于图5中带阴影的圆圈，自上而下编号。在这些地点测量值的变化(0.47至0.73)比整个空间测量值的变化波动(0.43至0.80，如上所述)略小。对于每个地点，平均数及中数测量值相当接近，而且分布接近是高斯分布，如图6所示。
表1 图书馆楼梯间数据

Case	Avg	σ	Avg-σ
Base	0.65	0.04	0.61
¼ W	0.65	0.04	0.61
½ W	0.65	0.04	0.61
2 W	0.63	0.04	0.59
85 dBA	0.64	0.04	0.60
76 dBA	0.63	0.04	0.59
所有楼梯平台(1W)	0.63	0.03	0.60
所有楼梯平台(1/2W)	0.63	0.04	0.58

 

	地点
	1	2	3	4	5
最大值	0.73	0.69	0.70	0.69	0.71
最小值	0.58	0.61	0.47	0.61	0.59
平均	0.66	0.65	0.63	0.65	0.63
中位数	0.65	0.65	0.64	0.65	0.63
σ	0.024	0.015	0.038	0.016	0.019
平均σ	0.64	0.63	0.59	0.63	0.61

    结论
    话音可听懂度测试评估通过紧急公共广播系统(EVCS)广播的话音消息是否可以被听到和被理解。本文探讨了不同的系统设计及环境条件(例如，室内陈设)，并在一定程度上探讨了测量技术可能如何影响空间的可听懂度特性。测试了4种类型的客房：餐厅用餐区，大型写字楼，教室和楼梯间。
    扬声器数量和位置的影响是除楼梯间外所有空间类型的一致主题。将扬声器从墙上移至一个天花板上更靠中心的位置，可以减少变化并增加办公空间的整体可听懂度。我们注意到在用餐区的侧餐厅增加一个扬声器会有类似的改善。对于教室，增加数个给定功率的扬声器，提高了可听懂度在整个教室平均值和分布情况。对于分别为2个1/2瓦和8个和1/8瓦的平均房间可听懂度非常相似——在这两种情况下，提供给房间的总功率是相等的——虽然在后一种情况下可听懂度的曲线有所改善。将功率从每扬声器1/8瓦变为每扬声器1/2瓦时，分布曲线保持不变时，虽然可以测得测量值增加。
    在许多情况下，住户为房间总体可听懂度提供了边际效应，虽然结果与多数情况是一致的。正如大家可以预料的，住户分组降低了无人空间的可听懂度，出于防火保护目的，这有可能影响可听懂度测试的时序，假定这种评估通常是是占用前进行的，它可能给出误导性的结果。
    最后，两个独立的楼梯间的调查并没有找到一个在整个空间提供可听懂度的合适的系统设计。这多少有点儿问题，至少国际消防法将楼梯间认定为高层建筑中感兴趣的寻呼区之一。在考虑到向楼梯间增加住户的情况时，情况更为复杂；这是一个需要进行更多研究的领域。