Systemy Public Address oraz dźwiękowe systemy ostrzegawcze (DSO) dają użytkownikom obiektu możliwość informowania o zagrożeniu przy wykorzystaniu mowy. Ich zadaniem jest przekazanie jasnej informacji do ogółu ludzi przebywających w zagrożonym obszarze, bez znaczenia czy osoby były wcześniej zaznajomione z treścią nadawanego komunikatu czy też słyszą go po raz pierwszy. Dodatkowo systemy te umożliwiają sprawne zarządzanie w sytuacjach kryzysowych, sterowanie ewakuacją oraz rozgłaszanie istotnych informacji dotyczących samego zagrożenia, takich jak jego rodzaj czy sposób postępowania. Z tego powodu ważne jest, aby komunikaty ewakuacyjne były dostatecznie zrozumiałe. Wpływa na to wiele czynników, a jednym z najistotniejszych jest sam system transmitujący dźwięk.

Do określenia jakości kanału transmisji mowy wykorzystuje się wielkość zwaną zrozumiałością mowy, którą w Normie PN-EN 60849:2001 [1] zdefiniowano, jako miarę określającą tę część informacji przekazanej za pośrednictwem mowy, która została prawidłowo zrozumiana przez słuchacza. Firma TOA Electronics, za sprawą wieloletniego doświadczenia oraz licznych i dogłębnych testów, stworzyła dźwiękowe systemy ostrzegawcze, które są transparentne dla rozgłaszanych komunikatów ograniczając do minimum wpływ na zrozumiałość mowy integralnych części systemu audio.

Metoda bezpośrednia STI

W wyniku szeregu badań opracowana została metoda pomiaru STI (FULL STI). Ze względu na jej czasochłonność przeprowadzono dodatkowe badania, które przyniosły możliwość skrócenia czasu pomiaru oraz uproszczenia procedury pomiarowej. W wyniku rozważań powstały kolejne metody: STIPA i STITEL. Powstała również metoda RASTI, która zgodnie z normą PN-EN 60268-16:2011 [2] została uznana za nieadekwatną oraz przestała być rozwijana.

Metoda STIPA wykorzystuje pojedynczy sygnał składający się z 7 pasm oktawowych, modulowanych − każde przez 2 częstotliwości modulujące, różne dla każdego pasma. Wszystkie modulacje generowane są jednocześnie, dzięki czemu pomiar można było skrócić do około 10–15 sekund.

Fot. 1. Elementy wyposażenia zestawu pomiarowego firmy NTi Audio AG: a) Analizator akustyczny XL2 firmy wraz z mikrofonem M4260, b) generator sygnałów testowych Minirator MR-PRO, c) NTi Audio TalkBox

Zastosowanie bezpośredniej metody STIPA

Bezpośrednia metoda pomiaru STIPA może być zastosowana niemalże do każdego kanału transmisji mowy: cyfrowego, analogowego, akustycznego czy elektroakustycznego. Wszystkie wykonane pomiary, które odwołują się do normy PN-EN 60268-16:2011 [2], powinny być zebrane w stosownym protokole.

Praktyczny pomiar zrozumiałości mowy metodą STIPA

W celu przybliżenia procedury pomiaru zrozumiałości mowy metodą STIPA posłużymy się ręcznym analizatorem akustycznym XL2 firmy NTi Audio AG. Jako źródło sygnału testowego STIPA można wykorzystać płytę CD dostarczoną wraz z miernikiem lub opcjonalny generator sygnałów testowych lub zewnętrzny głośnik NTi Audio TalkBox pełniący rolę źródła typu sztuczne usta (ang. artificialmouth).

Hałas otoczenia

W trakcie wykonywania pomiarów hałas w pomieszczeniu musi być statyczny. Hałas o przebiegu impulsowym, jak na przykład rozmowa w pobliżu mikrofonu, w trakcie wykonywania pomiarów skutkuje błędnymi wynikami pomiarów. Jeśli to możliwe należy znaleźć i wyłączyć źródła hałasu fluktuacyjnego.

Odtwarzacz CD

Do wiernej reprodukcji sygnału testowego należy używać odtwarzacza CD wysokiej jakości, ponieważ tylko odtwarzacze z precyzyjnym zegarem taktującym są w stanie odtworzyć sygnał testowy bez przesunięcia częstotliwości (ang. pitchshift). Jeśli odtwarzacz wyposażony jest w funkcję pitchshift oraz antywstrząsową (ang. shockprotection), to powinny one zostać wyłączone. Ważne jest również, aby użyć sygnału testowego dołączonego na płycie CD wraz z wykorzystywanym miernikiem − sygnały testowe otrzymane od innych producentów choć brzmią podobnie, mogą jednak okazywać się niekompatybilne z wykorzystywanym urządzeniem, skutkując przekłamaniem wyników pomiaru.

Ustawienie mikrofonu

Mikrofony dedykowane do miernika XL2 są mikrofonami dookólnymi. W trakcie pomiarów należy:

• Ustawić mikrofon na wysokości około 1–1,2 metra mierząc od podłogi, jeśli zakłada się, że słuchacze będą siedzieć, lub na wysokości około 1,5–1,8 metra mierząc od podłogi, jeśli słuchacze będą w pozycji stojącej.
• Zadbać, aby mikrofon nie był ustawiony bezpośrednio w kierunku głośnika.
• Zadbać, aby osoba wykonująca pomiar nie była w bezpośrednim polu akustycznym mikrofonu; zaleca się ustawienia mikrofonu na statywie lub trzymanie miernika z mikrofonem w wyciągniętej ręce. Jeśli mikrofon będzie ustawiony na statywie należy użyć specjalnego kabla mikrofonowego dołączonego do miernika.

Punkty pomiarowe

Przy wyborze obszarów, w których wykonane będą pomiary zrozumiałości mowy, należy kierować się kilkoma podstawowymi zasadami [4]:

1. Każde pomieszczenie stanowi oddzielny obszar pomiarowy (pokoje, gabinety, hole itp.).
2. Jeśli jakieś pomieszczenie ma obszary o różnej wysokości, przy czym różnica wysokości jest większe niż 20%, wówczas każda z tych części stanowi odrębny obszar pomiarowy.
3. Podobnie jak wyżej, jeśli w obrębie jednego pomieszczenia zastosowano różne głośniki, to każda z tych części stanowi odrębny obszar pomiarowy.
4. Dobra praktyka podpowiada, że pomiary powinno wykonywać się na siatce o boku nie większym, niż 6 m, co w praktyce oznacza, że w pomieszczeniu o powierzchni 36 m² wystarczający będzie jeden punkt pomiarowy. W miejscach wewnątrz pomieszczeń, w których istnieje małe prawdopodobieństwo przebywania osób (np. narożniki, nisze), pomiary nie są wymagane.
5. Punkty pomiarowe powinny być wybierane z całej powierzchni pomieszczenia, a nie wyłącznie w miejscu bezpośredniego pola akustycznego głośnika.
6. Pomiary należy wykonywać w odległości minimum 0,5 m od przeszkód (ścian, filarów itp.).
7. W celu uproszczenia wykonywania pomiarów dopuszcza się przyporządkowanie powtarzalnych pomieszczeń do odpowiednich grup. Z danej grupy należy wybrać kilka reprezentatywnych pomieszczeń, w których wykonuje się pomiary, a dla pozostałych powtarzalnych pomieszczeń można przyjąć, że wyniki będą identyczne. W trakcie wyszukiwania pomieszczeń o identycznych cechach należy zwracać baczną uwagę na każde niuanse mogące wpływać na różnicę w wynikach pomiarów (wymiary, proporcje, wyposażenie, aranżacja, poziom szumu tła itp.).
8. Pomiary należy wykonywać w pomieszczeniach całkowicie wykończonych, ponieważ każdy element wyposażenia lub aranżacji wpływa (na ogół korzystnie) na zrozumiałość mowy.

Pomiar zrozumiałości mowy

Jeśli wszystkie warunki opisane powyżej zostały zachowane i system jest gotowy do wykonania pomiaru, wówczas możemy rozpocząć pomiar. Na mierniku XL2 aktywujemy funkcję STIPA, a następnie włączamy pomiar wciskając przycisk Play. Na wyświetlaczu miernika pojawi się napis RUNNING oraz pasek postępu sygnalizując trwanie pomiaru. W trakcie wykonywania pomiaru należy trzymać miernik stabilnie w jednym miejscu w wyciągniętej ręce, jeśli mikrofon nie jest ustawiony na statywie. Po około 15 s pomiar zostanie zakończony, co będzie zasygnalizowane komunikatem FINISHED.

Fot. 2. Zrzut ekranu miernika XL2: a) w czasie trwania pomiaru, b) po zakończeniu pomiaru

Wyznaczanie zrozumiałości mowy metodą STIPA z korekcją spodziewanego szumu

W niektórych przypadkach wykonanie pomiarów zrozumiałości mowy, przy zachowaniu rzeczywistych warunków środowiskowych, nie jest możliwe. Przykładowo, transmitowanie sygnałów testowych na stacji kolejowej w godzinach szczytu będzie irytujące dla podróżujących, a ponadto w tym czasie hałas może mieć charakter silnie impulsowy, co z pewnością nie pozwoli na uzyskanie wiarygodnych wyników pomiaru. W takim przypadku pomiary należy wykonać nocą, kiedy hałas jest stabilny, a następnie uwzględnić korekcję o spodziewaną krzywą hałasu.

Innym przykładem jest konieczność wykonania pomiarów weryfikacyjnych poprawnej zrozumiałości mowy systemu nagłośnieniowego (np. dźwiękowego systemu ostrzegawczego) w nowobudowanym centrum handlowym. Rzeczywisty hałas, jaki będzie obecny w tym budynku w trakcie normalnego użytkowania, nie będzie dostępny w trakcie wykonywania pomiarów.

W Normie PN-EN 60268-16:2011 [2] przedstawiono metodologię uwzględniania charakterystyki szumu oczekiwanego przy pomiarach zrozumiałości mowy wykonywanych bez tego szumu. Tego typu funkcja jest również dostępna w mierniku XL2.

Zapisywanie, analiza i sporządzenie protokołu

Miernik XL2 umożliwia zapisywanie wyników pomiarów na bieżąco w sposób automatyczny, co usprawnia naszą pracę pomiarowca. Dodatkowo producent przygotował kompletne narzędzie w postaci arkusza programu Microsoft Excel, za pomocą którego przygotujemy rzetelny protokół z pomiarów zrozumiałości mowy. Pozostaje nam tylko przeanalizowanie uzyskanych wyników, opisanie zaistniałych zjawisk i wystawienie oceny badanego pomieszczenia.

Bibliografia:

[1] Polska Norma PN-EN 60849:2001 Dźwiękowe systemy ostrzegawcze.
[2] Polska Norma PN-EN 60268-16:2011 Urządzenia systemów elektroakustycznych. Część 16: Obiektywna ocena zrozumiałości mowy za pomocą wskaźnika transmisji mowy.
[3] Kozłowski P.Z., Dziechciński P., Akustyczne i elektroakustyczne podstawy projektowania dźwiękowych systemów ostrzegawczych, Wrocław 2007.
[4] Zakład Laboratorium Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki Pożarniczej, CNBOP Procedura odbioru instalacji dźwiękowych systemów ostrzegawczych.

Mariusz Chmieliński
główny specjalista ds. technicznych
TOA Electronics Europe GmbH Sp. z o.o.

Artykuł firmy TOA Electronics Europe GmbH Sp. z o.o.

fShare

Tweet