愿高考听力顺利无忧

一年一度的高考已经进入最后倒计时,这是很多人一生中最重要的考试(没有之一)。但对于这样一场重要的考试,我们几乎每年都能在新闻中看到有关高考听力事故的新闻。

其实很多时候,并非这些考场不重视听力考试,而是一些平时没有意识到的问题,非常容易在高考这种全员紧张的场景下集中爆发。

怎样才能尽量减少公共广播和扩声系统故障率,以及更重要的 - 让考生听得见、听得清呢?这需要从多个维度入手。

随手一搜,就在结果的头条看到了去年考场听力问题的相关报道

发现硬件故障

学校这类大型场所使用的广播系统一般属于分布式音频系统。这种系统虽然原理简单,但通常规模较大而且有很多组件。如果其中某个元件出现问题,就很可能会影响特定区域的用户。

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传统的有线分布式音频系统离不开变压器,新型的 IP/网络广播系统、无线广播系统也离不开相应的发射和接收单元。

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对这类扩声系统进行定期监测和维护必不可少。

一般情况下,简单的手动测量阻抗、功率等就可以发现特定硬件故障。但这种方式效率较低,适合检修排障等场景。

对系统要求更高的场合可以选择 7x24 小时在线监测系统,它能做到同时自动监测数百只扬声器、信号发生器和麦克风等,及时发现问题。

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某核电站公共广播的在线监测系统

改善声学性能

扩声系统不能脱离实际场景而孤立的工作,当把它安装到现实环境后 - 这里就是教室,就必须结合教室的建声特性整体评估。

语言传输指数 STI 就是用来衡量教室里学生能否听得清的终极指标。

综合各类标准,教室内的 STI 推荐值为

STI > 0.6

这个数值也满足了GB 50526:公共广播系统工程技术规范中对一级广播系统的要求。

当然,教室的背景噪声、混响时间以及扩声系统发出的声音大小,都会对语言清晰度产生影响。

噪声

过高的背景噪声不仅降低信噪比,还会致使学生注意力分散,大大降低学习效率,影响考场发挥。这也是每到高考期间,考场附近通常会实行交通管制的一大因素 - 车辆鸣笛这类脉冲声的“杀伤力”非常巨大。

国家标准GB 50118:民用建筑隔声设计规范中明确要求,教室的室内允许噪声级不能大于 45dBA(室内无人且关闭门窗的状态下测量)。除了 A 计权声压级,还可以用 NC 噪声曲线等评估背景噪声的水平。

事实上,普通的宽频带声压级(就是人们常说的 xx 分贝)难以有效衡量如车辆鸣笛等脉冲噪声,而现实中,这类突发噪声才是给人造成更大困扰的噪声源。只有结合声压级统计分析、有调声分析等,才能揪出这些“幕后黑手”。

通过评价声级 Lr对噪声进行更深入的分析

标准中也考虑到这类情况,并对有调声修正提出了明确要求(比如测量结果需 +5dB)。

混响

混响时间也是室内和建筑声学的核心指标之一,混响对语言清晰度的影响非常直观,相信很多人都有在空旷的房间里说话被混响干扰的体验。

评估发现,随着混响时间的增加,语言传输指数 STI 会一路下降

下面两段声音也直观展示了混响时间对清晰度的影响:

标准中要求,对于不大于 200m³ 的普通教室,在 500Hz - 1000Hz 上空场时的混响时间应 ≤ 0.8s

注意:混响并非越小越好,在音乐厅、剧院等场所,合理的混响有助于提升观众体验。教堂等场所甚至通过穹顶、大面积玻璃等设计,刻意制造含混不清的效果,让人感觉声音从“天上”传来。

声压级

经验告诉人们,声音越大才能听得更清楚。起初,科学家们也这样认为。但细想便会发现问题,比如,在巨大声响下人们更愿意捂起耳朵而不是侧耳倾听。

经过多年的研究和实验,人们发现声压级在 60 - 80dBA 之间时才能获得最佳的语言清晰度

关于语言传输指数的国际标准 IEC 60268-16 经过多年迭代,也在不断完善对高声压级部分语言传输指数的修正问题。

扩声系统安装完成后,应该在各间教室的典型位置进行测量。当然,考虑到背景噪声等因素,推荐的声压级目标是 75dBA。

在 2003 年之前,标准中认为声压级达到 80dBA 后 STI 值保持不变

重视建筑隔声

除了上面提到的室内声学性能,建筑本身的硬核指标同样不容忽视。隔声性能不达标的教室,对考生来说同样是噩梦。

建筑隔声主要包含三个方面 -房间之间的空气声和撞击声隔声,以及外墙及其构件的空气声隔声。

GB 50118:民用建筑隔声设计规范主要对房间之间的隔声性能给出明确指标:

空气声隔声:普通教室与各种产生噪声的房间之间的隔墙、楼板的空气声隔声 - 计权隔声量 + 粉噪声频谱修正量 Rw + C > 50dB

撞击声隔声:普通教室与上层房间楼板的撞击声隔声标准 - 计权标准化撞击声压级 L’nT,w ≤ 65dB

从标准中的参数也不难看出,建筑隔声的评估并不是简单的在两个房间测量声压级然后相减,而是要结合混响时间、背景噪声等因素科学的测量。

从源头解决

对于教室或教学设施的建设,从设计之初就考虑各种建声特性的影响才是解决问题的根本。站在考生和用户立场,严格按照标准进行管控,自然能打造出理想的声学环境。

如果想改善现有教室的声学性能,则可以通过专业的音频和声学测试找出缺陷,再有针对性地进行声学装修等措施以便补救。

通过一系列的测量管控,相信可以有效降低听力考场出问题的概率。

最后,祝所有学子考试顺利,心想事成!

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