[发明专利]长空间内扩声系统的扬声器布放方法

说明书

技术领域

本发明涉及公共广播系统的设计，尤其是诸如隧道、走廊、列车车厢等长空间内扩声系统的扬声器布放方法。

背景技术

在实际长空间，诸如隧道、地铁车厢等的广播系统的声学设计中，由于长空间中声压随距离衰减，所以多扬声器的扩声系统广泛用于其中。英国学者[J.Kang，“Speech intelligibility of multiple loudspeaker public address systems in long enclosures，”J.Acoust.Soc.Am.Volume 98，2982-2982(1995)；J.Kang，“Acoustics in long enclosures with multiple sources，”J.Acoust.Soc.Am.Volume 99，985-989(1996)]基于已有的长空间声学方法，对多声源长空间的声学参数进行研究，他指出，在长空间扩声系统中，优化扬声器间距要考虑很多因素，至少包括混响、语言传输指数，其他方面还包括整个扩声系统的造价。他给出指定扬声器组间距后，长空间中多扬声器的混响和语言传输指数预测模型。他的研究中假设所有扬声器都性能一致，没有时延和声能差。日本学者[S.Yokoyama，H.Tachibana，S.Sakamoto，and S.Tazawa，“Design of public address system for emergency evacuation in a tunnel，”J.Acoust.Soc.Am.Volume 120，3053-3053(2006)]研究中考虑了时延的影响，荷兰学者[S.J.van Wijngaarden，J.A.Verhave，“Prediction of speech intelligibility for public address systems in traffic tunnels，”Appl.Acoust.Volume 67，306-323(2005)]针对现有测量和模型的结果，从统计意义上得到一个简化有效模型。后两者的研究都是指定扬声器间距后，运用模型研究长空间中扩声系统的语言传输指数。

在广播系统中，语言传输指数是基于语言信号调制指数在传输过程中的变化而导出的评价语言清晰度的客观参量，声场不均匀度定义为公共广播服务区内各测量点测得的声压级的最大差值(GB50526-2010)。这两个指标是都是长空间中扩声系统设计是必须要考虑的参数。

国家标准《公共广播系统工程技术规范》(GB50526-2010)要求公共广播系统在各广播服务区内的电声性能指标应符合的指标包括声场不均匀度和扩声系统语言传输指数，一级业务广播系统和一级背景广播系统的声场不均匀度要求是160Hz至6300Hz频率范围内小于10dB，二级业务广播系统和二级背景广播系统的声场不均匀度要求是250Hz至4000Hz频率范围内小于12dB。虽然目前仅有针对厅堂的扩声系统设计规范和扩声系统声学特性指标(GB50371-2006，GYJ25-86JGJ/T16-92)，但在长空间的扩声系统可参照这些规范指标。

CN 201270517Y和CN 201328190Y都公开了一种隧道广播系统，其中CN 201270517Y介绍了包括广播呼叫站、广播控制装置、综合功放装置和隧道播放装置的隧道广播系统，CN201328190Y介绍了包括复数个播音装置、数字音频处理装置以及控制中心的广播清晰的隧道广播系统，这些专利仅指出按照播音装置音区长度将隧道分成多个音区，但没有针对长空间的声场特点对扬声器布放给出具体方案。

目前在主要是一个方向延伸的房间(例如走廊)的广播系统扬声器布放中，主要依靠扬声器自身有效覆盖角的概念[Ahnert W.and Staffer R.扩声技术原理及其应用，王季卿赵其昌译，电子工业出版，北京，2003]。国内学者[张震.地下商业街语言清晰度模拟及其改善研究.硕士论文.哈尔滨工业大学.(2009)]指出，目前地下街道(长空间)的工程场合扬声器布置设计正是依靠扬声器自身有效覆盖角的概念，一般采用扬声器位置距人耳距离的2倍。但有研究[彭妙颜.公共广播系统声学设计及其相关标准——公共广播国家标准论证项目.电声技术，31(8)，79-82(2007)]指出这一设计方法仅仅是针对声场不均匀度不大于3dB的前提要求得到的，因而得出的扬声器间隔比较小，所需扬声器数量较多。