雷 鳴 ，謝海嘯，顧克明，李媛敏，魏 民，劉隨強，朱向前

（1.中國電子科技集團公司第三研究所，北京 100015；2.北京奧特維科技有限公司，北京 100015）

指揮大廳空間跨度大，人員分布復雜。為確保指揮過程中語言清晰、指令傳達精準，它對系統(tǒng)的傳聲增益、語言清晰度、聲場不均勻度和聲像定位等都有很高的要求。因此，在設計過程中需要給予充分考慮，才能達到預期的效果。筆者有幸參與了深圳城市運管中心指揮大廳擴聲系統(tǒng)的設計、實施、調(diào)試、測量和驗收過程，為了確保指揮大廳的擴聲系統(tǒng)能達到預期效果，前期進行了大量理論計算，運用先進的軟件工具進行了模擬仿真，并組織專家進行了評審和論證。實施過程中，嚴格按照設計方案執(zhí)行，嚴格把控每道工序的施工質(zhì)量。調(diào)試過程中，根據(jù)使用需求進行專業(yè)的設置和編程，并通過多輪測試和調(diào)整，使指揮大廳最終達到了優(yōu)質(zhì)效果。因此，下面將主要闡述系統(tǒng)的設計、實施和調(diào)試過程，并展現(xiàn)指揮大廳最后測量的結(jié)果和實際達到的效果。

1 工程概況

該指揮大廳位于建筑的第3 層，項目總建筑面積約3 250 m2，裝修樓層總高度為12 m。如圖1所示，大廳主要功能區(qū)域建筑面積為2 230 m2，主要由6個圓形島區(qū)功能席、2 個3 人業(yè)務席、1 個條形業(yè)務席、1 個半圓形指揮席、1 個圓形指揮洽商席和沙盤區(qū)組成，共92 席。

由于該指揮大廳建成后主要用于開展日常數(shù)據(jù)監(jiān)控管理和應急重大事件應急聯(lián)動處置，因此平時會與全市各部委進行大量數(shù)據(jù)、通信、音視頻和其他信息互聯(lián)互通。為了保障指揮大廳各項重要工作的順利開展，它的擴聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須具備較高的穩(wěn)定性、可靠性和冗余性。此外，要保證指揮大廳的各項指令能及時、精準地傳達，擴聲系統(tǒng)必須既要具備較好的聲場不均勻度，還要具備較高的語言清晰度和系統(tǒng)傳聲增益，做到清晰、自然和不易嘯叫。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)要求

城市運營管理中心是智慧城市運行管理的“大腦”與“中樞”，負責城市狀態(tài)的實時監(jiān)測（Observe）、城市異常的智能預警（Orient）、關鍵問題的智慧決策（Decision）以及重大事件的協(xié)同處置（Act），實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的運營增值，提升城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平。指揮大廳是城市運營管理中心展開各項工作的重要樞紐，因此設計擴聲系統(tǒng)時不僅結(jié)構(gòu)上要穩(wěn)定、可靠以及有充分的冗余，而且要便于操作人員使用，能在不同場景模式下進行快速切換。在設備選型上，要結(jié)合大廳的空間布局、聲學環(huán)境和使用需要合理選型，最終滿足高質(zhì)量、高標準和高性能的要求，從基礎設施的層面襯托出指揮大廳使用上的智能和技術上的先進。

2.2 設計要求

該指揮大廳建筑聲學設計的主要原則為前場反射、中場擴散、后場吸聲、頂棚強吸以及門窗隔音，通過科學、專業(yè)的建筑聲學設計，達到合理的混響時間，有利于語言擴聲獲得較好的語言清晰度和系統(tǒng)傳聲增益，同時有利于音樂重放時獲得足夠的響度和較好的傳輸頻率特性。此外，要求聲場分布均勻，沒有振顫回聲等聲學缺陷，無明顯干擾缺陷，同時背景噪聲達到允許的標準［1］。

根據(jù)指揮大廳的尺寸，首先詳細計算大廳的容積。該廳容積約為10 500 m3，由此參照GB/T 50356—2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規(guī)范》對會議廳堂的建聲設計要求，并結(jié)合大廳的使用需求，設定指揮大廳混響時間設計值為（1.0±0.2）s 中頻（500 Hz），125～4 000 Hz 的RT60 范圍應在0.8～1.2 s，低頻（125 Hz）時的混響時間設計允許控制在中頻混響時間的1.3 倍之內(nèi)［2-4］。

在電聲設計方面，指揮大廳的擴聲系統(tǒng)理應按照國標GB/T 28049—2011《廳堂、體育場館擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》會議類一級指標設計，具體指標如表1 所示。

考慮到該廳的重要性，設計方面提出了更高要求，尤其是在聲場不均勻度和語言清晰度方面，即聲場不均勻度在125～4 000 Hz 頻率范圍內(nèi)小于6 dB，STIPA≥0.6。

2.3 設計難點

由于指揮大廳是智慧城市的指揮樞紐，承載著城市監(jiān)測、預警、決策和應急處置等重大功能，因此擴聲系統(tǒng)必須穩(wěn)定、可靠，保證各種渠道音頻交互信息清晰、精準傳達。結(jié)合使用場景，認為設計中存在以下難點。

（1）指揮大廳空間大，容積已超過10 000 m3，且整個區(qū)域跨越近3 層的高度，結(jié)構(gòu)復雜。因此，如何進行建聲設計和如何精準把控好建筑聲學裝修效果，對擴聲系統(tǒng)發(fā)揮作用具有重要影響。

（2）指揮大廳正前方是一塊跨度36.6 m 的小間距LED 大屏，在顯示多幅高清畫面時如何實現(xiàn)精準的聲像一致性，并能隨著畫面移動而變化是一大難點。

（3）指揮大廳共有6 個圓形島區(qū)功能席和1 個圓形指揮洽商席，而工作人員就座的方向各異，如何確保任何一名工作人員發(fā)言都不會嘯叫，提高系統(tǒng)傳聲增益是一大難題。

（4）指揮大廳所有工作席位需要一邊操作一邊進行對話，既要求話筒的形態(tài)不能干擾正常工作，又要求話筒能夠具備大范圍拾音性能，還要考慮提到的系統(tǒng)傳聲增益，因此話筒的選型是一件極其重要且困難的工作。

（5）指揮大廳面積大，人員分散，分布范圍廣，為使每位人員都能清晰、自然地聽到指揮席指令，必須使整個聲場分布均勻，這也是一個難點。

為解決好以上5 方面難題，達到預期的設計目標，從建聲設計、傳聲器選型、揚聲器選型、揚聲器布局、揚聲器投射角度和音頻信號自動跟隨處理等多方面進行綜合考慮，最終得到了一套合理的方案。

2.4 混響時間

為了使指揮大廳的聲場均勻覆蓋且具備較好的聲像一致效果，在電聲設計過程中，除了設計主擴揚聲器之外，往往需要配備多組輔助揚聲器進行組合才能實現(xiàn)。但是，隨著揚聲器數(shù)量的增多，STIPA 值隨之會下降，從而帶來語言清晰度下降的負面影響，如式（1）和式（2）所示［2-5］：

其中：STIPA為語言傳輸指數(shù)；ALCONS%為輔音清晰度損失率百分比；D2為揚聲器至最遠觀眾席距離；T60為混響時間；Q為揚聲器的指向性因子；為會場體積；M為臨界距離修正系數(shù)，一般取1；N為揚聲器數(shù)量。

為避免這個問題，在容積不變的情況下，需要從降低混響時間T60和提高揚聲器指向性因子Q兩個方面著手解決。下面先從建聲設計的角度選擇合適的混響時間。

前面已經(jīng)提到，按照以往建筑聲學設計的思路，根據(jù)指揮大廳的容積10 500 m3，參照GB/T 50356—2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規(guī)范》的對會議廳堂的建聲設計要求，容積與混響時間存在如圖2 所示的關系。

指揮大廳的混響時間設計值理應落在1.0～1.4 s。但是，大廳主要應用于應急指揮調(diào)度，對語言清晰度有很高要求，同時要結(jié)合混響時間對清晰度的影響?；祉憰r間對清晰度的影響，如圖3 所示。

從圖3 可以看出：混響時間在2～5 s 時，對清晰度的影響最大；當混響時間在1～2 s 時，對清晰度的影響有所緩和，但依舊比較明顯；當混響時間低于1 s 后，尤其是0.6 s 以下時，對清晰度的影響已經(jīng)不明顯。為了使指揮大廳能獲得較好的語言清晰度，最終設定混響時間的設計值RT為（1.0±0.2）s 中頻（500 Hz）［2-5］。

為了達到這個設計值，在建聲設計中采取了以下吸聲措施。

2.4.1 吊頂聲處理

頂棚的吸聲面積非常大，對整個室內(nèi)的吸聲起著關鍵作用。因此，處理好頂棚吸聲對整個禮堂的聲學設計至關重要。經(jīng)計算分析，如圖4 所示，在吊頂內(nèi)安裝100 mm 厚的吸聲結(jié)構(gòu)（容重37.5 kg/m3），下鋪鋼絲網(wǎng)噴黑。此措施對增加低頻吸聲量、改善混響時間以及提高語言清晰度和語音明晰度具有很好的作用。

2.4.2 墻面聲處理

房間平行墻面極易產(chǎn)生顫動回聲，引起共振和聲染色，破壞聽音效果。所以，要對四面墻體裝修面進行科學計算和有效推算，預防上述現(xiàn)象的發(fā)生。

指揮大廳LED 大屏為充分照顧人眼視角的感受，采用了微弧形的設計方案，從物理上形成了一個聲學放射腔。擴聲音箱主要暗裝在大屏兩側(cè)和上下方，因此LED 大屏面墻體的處理極為重要。如圖5 所示，LED 大屏面墻體下部及兩側(cè)采用強吸音結(jié)構(gòu)——木質(zhì)吸音板。為照顧美觀，選用白楓材質(zhì)。墻體內(nèi)部采用100 厚吸音棉處置。LED 大屏面墻體上部選用穿孔吸音板，墻體內(nèi)部同樣采用100 厚吸音棉處理（外包黑色無紡布）。

兩側(cè)墻體采用木板共振吸聲結(jié)構(gòu)，對防止聲音共振和吸收低頻具有良好的作用。依據(jù)“中場擴散”的原則，為使整個聲場更加均勻，防止低頻共振，側(cè)墻體使用3 種不同的聲學構(gòu)件，并按照不同的方式有機組合起來，采用穿孔板結(jié)構(gòu)（如圖6 所示），通過赫姆霍茲共振原理，將無效的聲音通過墻面?zhèn)鬟f到墻體內(nèi)，通過墻體內(nèi)的吸聲結(jié)構(gòu)進行吸聲，增加吸聲量。采用薄木板共振吸聲結(jié)構(gòu)具有兩個作用：一是使聲音擴散，增加早期反射聲的能量，使參會人員聽到的聲音更加自然和舒服；二是增加低頻段的吸收力度，利于提高語言清晰度。墻體下方采用木條裝飾結(jié)構(gòu)，目的是拓展吸收頻帶，使整個環(huán)境吸收趨于均衡，從而達到良好的擴聲環(huán)境。

后墻墻面采用數(shù)論擴散結(jié)構(gòu)，部分材料開孔率大于25%，內(nèi)填10 cm 吸聲材料，將大廳內(nèi)的無效的反射聲、混響聲吸收掉，防止因多次反射造成混響時間過長致使語言渾濁不清，影響語言清晰度指數(shù)。

2.4.3 地面聲處理

地面采用吸聲地毯，主要用于增加高頻帶吸收量，一定程度上抑制系統(tǒng)的高頻嘯叫。工程前期進行了大量詳細和科學的建聲設計，同時實施過程中進行了嚴格的工藝控制，最終該指揮大廳的混響時間如表2 所示。

表2 指揮大廳最終混響時間

從表2 可以看出，該指揮大廳的實際混響時間完全達到了設計的預期要求，有利于獲得較好的語言清晰度。

2.5 揚聲器選型

從指揮大廳的空間布局可以看出，大廳寬度近45 m，徑深20 m，形狀扁寬，主擴揚聲器的水平角度需要在122°以上才能充分覆蓋全場。因此，為保證大廳實現(xiàn)聲場均勻覆蓋，不能采用傳統(tǒng)點聲源進行覆蓋。此外，為了提高系統(tǒng)傳聲增益和語言清晰度，要盡量減少揚聲器直達聲在墻壁和吊頂?shù)姆瓷?。因此，要控制好主擴揚聲器的垂直指向性，將直達聲控制在有效覆蓋區(qū)域內(nèi)。根據(jù)以上分析，選擇行業(yè)內(nèi)性價比非常高的某線性音柱，將兩支線性音柱進行疊加，有效延展了擴聲距離，能為會議廳提供優(yōu)秀的傳輸頻率特性，水平角度可達150°，垂直角度可控制在30°左右，完全滿足系統(tǒng)的需求。它的頻響特性曲線、阻抗曲線和波束角度隨頻率的變化曲線如圖7 所示。

此外，該廳正前方是一塊36.6 m 寬、5.81 m 高的LED 大屏。主擴揚聲器組雖能實現(xiàn)較均勻的聲場覆蓋，但大廳跨度太大，大廳工作人員最終無法識別聲音從哪一幅畫面出來的，會給應急指揮等工作帶來嚴重的影響。為此，在大屏上下各布置了共5 組聲像定位線陣列揚聲器，每組揚聲器組水平角度可達110°，下方揚聲器組垂直角度約10°，上方揚聲器組垂直角度約15°，使大廳工作人員可以充分感受到聲像一致的效果。尤其是通過數(shù)字音頻處理器編程，聲音可根據(jù)畫面操控軌跡進行聯(lián)動，制造出聲隨畫動的立體聲效。

由于指揮大廳整個面積已超過1 000 m2，為了便于中央圓形指揮席與6 個圓形島區(qū)功能席的工作人員進行一對一交互，同時不影響其他區(qū)域的工作人員，在中央圓形指揮席和功能島區(qū)分別布置了3 組近場交互揚聲器，每組水平角度約120°，以實現(xiàn)指揮席人員與功能席人員的快速交互。

2.6 傳聲器選型

根據(jù)用戶的使用需求，指揮大廳的發(fā)言模式主要有3 種：一是半圓形指揮席人員現(xiàn)場指揮調(diào)度功能席、業(yè)務席及外場人員；二是中央圓形指揮席人員與圓形島區(qū)功能席人員進行一對一交互；三是指揮人員通過無線話筒在大屏前方的沙盤區(qū)進行模擬仿真和討論交流。因此，選型原則如下：一是確保半圓形指揮席發(fā)言的音質(zhì)和可靠性，確保指令精準傳達；二是為其他所有功能席和業(yè)務席提供舒適的拾音條件，確保操作和發(fā)言兩不誤；三是在大空間范圍內(nèi)確保無線發(fā)言全覆蓋，無盲區(qū)。

最終，該廳的傳聲器選型情況如下。

半圓形指揮席采用大振膜雙音頭電容話筒。該話筒使用2 個14 mm 鍍金振膜音頭，一個采用數(shù)字傳輸，一個采用模擬傳輸，可實現(xiàn)單話筒雙備份功能，確保在應急指揮過程中指令能得到精準、可靠傳達。

功能席和業(yè)務席人員配備模擬陣列話筒。該話筒采用麥克風陣列技術，可實現(xiàn)走廊式拾音（如圖8所示），最佳拾音范圍為30～80 cm。在恒定的聲音條件下，它的音量變化僅3 dB 左右。尤其是在發(fā)言人轉(zhuǎn)頭、前后移動、站立和物體遮擋等情況下，仍能清晰、自然地拾取聲音，大大增強了功能席和業(yè)務席發(fā)言的舒適性，實現(xiàn)了操作和發(fā)言兩不誤。

在大廳配備了2 套無線領夾和4 套無線手持話筒。為確保無線話筒實現(xiàn)全場覆蓋、無盲區(qū)，在大廳安裝了4 個無線話筒接收天線，通過信號混合和分配，可以實現(xiàn)全場無死角覆蓋。

2.7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于指揮大廳在新型智慧城市治理中具有非常重要的作用，因此對擴聲系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性提出了很高的要求，需要在設計過程中重點設計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.7.1 傳聲系統(tǒng)

半圓形指揮席的大振膜雙音頭話筒拾取發(fā)言人的聲音后，如圖9 所示，一方面通過手拉手的連接方式將數(shù)字音頻信號傳輸給數(shù)字會議主機，數(shù)字會議主機經(jīng)過混音處理后向系統(tǒng)數(shù)字調(diào)音臺輸出音頻信號，最后輸送給主用數(shù)字音頻處理器進行場景編程和設置，以滿足席位的擴聲需求。另一方面，每只大振膜雙音頭話筒的模擬音頻信號一一輸送給音頻網(wǎng)絡傳輸器轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻網(wǎng)絡信號，通過網(wǎng)絡傳輸給控制室的音頻網(wǎng)絡解碼器，經(jīng)混音后輸出給備用數(shù)字音頻處理器，從而實現(xiàn)兩套系統(tǒng)互為備份的目的，大大提升了系統(tǒng)的可靠性。

功能席和業(yè)務席人員配備的模擬陣列話筒，是根據(jù)項目特殊需求研發(fā)的一款新產(chǎn)品。它除了具備模擬話筒的優(yōu)點之外，在與音頻網(wǎng)絡傳輸器和一體化管控平臺進行適配后，如圖10 所示，可以實現(xiàn)每路話筒的電平監(jiān)測、數(shù)字音頻處理、發(fā)言模式設置、發(fā)言權(quán)限管理、故障檢測和遠程控制等功能，具備了一般模擬話筒和數(shù)字會議話筒都不具備的智能管控性能，是擴聲系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化的一個成功應用。

此外，系統(tǒng)配備了2 套無線領夾和4 套無線手持話筒。由于該廳面積很大，為了確保信號的接收質(zhì)量，系統(tǒng)將2 對接收天線安裝于會場，傳回控制室后混合，再經(jīng)放大分配給6 臺接收機，從而保證無線話筒在大廳全場使用無盲區(qū)，系統(tǒng)連接如圖11所示。

2.7.2 音頻處理系統(tǒng)

根據(jù)指揮大廳擴聲系統(tǒng)對輸入輸出通道和場景模式的使用需求，采用基于集中式的信號處理架構(gòu)的數(shù)字音頻處理器，可實現(xiàn)信號分布式接入，并支持均衡、延時、混音、壓限以及濾波等各種音頻處理插件。最大32 路可路由回聲抑制，8 個本地通道卡槽，可實現(xiàn)32 路模擬輸入或輸出通道，支持64×64 個數(shù)字網(wǎng)絡音頻通道。模塊化編程，可根據(jù)用戶使用場景進行不同模式編程，還可以根據(jù)信號源的使用方式進行不同程序處理。尤其是可根據(jù)圖像移動的軌跡，在處理器內(nèi)部進行編程，使聲音自動追隨圖像移動，大大方便了系統(tǒng)使用，并大幅提升了系統(tǒng)的擴聲質(zhì)量和效果。

2.7.3 揚聲器系統(tǒng)

為實現(xiàn)聲場的均勻覆蓋，指揮大廳選擇線陣音柱為主、輔助揚聲器為輔的方式。在提高語言清晰度和系統(tǒng)傳聲增益方面，選擇指向性強的音柱和線陣列輔助揚聲器。在實現(xiàn)聲像定位方面，采用多組線陣列輔助揚聲器來實現(xiàn)。此外，音柱和輔助揚聲器之間實際上也是互為備份的關系，一旦某個揚聲器出現(xiàn)故障，不會影響整體，仍能維持大廳擴聲系統(tǒng)的正常工作。

2.8 揚聲器布局

根據(jù)指揮大廳的使用需求，考慮語言清晰度、系統(tǒng)傳聲增益和聲場不均勻度等因素，對主擴線陣音柱和聲像定位線陣列揚聲器進行了科學、合理布局，具體位置如圖12 所示。

2.9 聲場模擬設計

除了用AUTOCAD 設計揚聲器布局之外，還利用先進的EASE 4.3 軟件對布局方案進行模擬仿真和效果驗證，混響時間則采用指揮大廳的實測值，最后聲場模擬情況如圖13 所示。

揚聲器在指揮大廳仿真模型中渲染后，可以得到一系列的混響聲場數(shù)據(jù)。經(jīng)過計算與分析，最終得到系統(tǒng)的傳輸頻率特性曲線，如圖14 所示。

由傳輸頻率特性曲線圖可以看出，在頻帶125～4 000 Hz內(nèi)完全滿足+4～-6 dB的設計要求。同樣，在EASE 中可以逐一驗證最大聲壓級、聲場不均勻度和語言清晰度。

3 系統(tǒng)調(diào)試

通過EASE 模擬仿真，在對擴聲系統(tǒng)設計方案的各項指標進行逐一驗證后，確定了揚聲器和布局的可行性。在系統(tǒng)實施過程中，嚴格按照設計的安裝高度、位置和角度進行安裝。在經(jīng)過一系列系統(tǒng)初步設置后，下面進行系統(tǒng)調(diào)試工作。

3.1 聲場實際測量

在對系統(tǒng)進行初步調(diào)試后，需全面測量系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的不足，從而為系統(tǒng)下一步的優(yōu)化調(diào)試提供指導。按照國家標準GB/T 4959—1995《廳堂擴聲特性測量方法》聲場測量點規(guī)定，在指揮大廳中軸線一側(cè)區(qū)域內(nèi)的8 個測量點，具體分布如圖15所示，測量儀器采用NTi XL2 音頻分析儀。

在對擴聲系統(tǒng)經(jīng)過全面測量后，整理和分析了所有數(shù)據(jù)。

3.1.1 系統(tǒng)傳輸頻率特性

通過電輸入法將120～4 000 Hz 的聲壓級進行算術平均，以此為0 dB 可以得到指揮大廳實際的傳輸頻率特性曲線如圖16 所示。

由曲線圖可以看出，在120～4 000 Hz 頻帶內(nèi)的變化為+3.7～-3.0 dB，結(jié)果符合國標GBT28049—2011《廳堂、體育場館擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》會議類一級指標要求的+4～-6 dB 范圍，滿足設計要求。

另外，將這個曲線與模擬仿真得到的曲線進行對比可以發(fā)現(xiàn)，曲線整體走向大致相同，但在個別點出現(xiàn)了較大差異。這是由于模擬仿真輸入的混響時間值是實測的平均值，并不能全面、真實反映指揮大廳的建聲環(huán)境。在今后的模擬仿真過程中，要想使模擬仿真值更接近真實值，需在大廳建聲材料上下功夫，使之與真實環(huán)境保持一致，以使得到的模擬曲線與實際曲線更接近，更具參考價值。

最后，將實際傳輸頻率特性曲線與混響時間實測值進行對比分析發(fā)現(xiàn)，傳輸頻率特性曲線與混響時間的走向保持一致。由于低頻測量時存在少量誤差和揚聲器在高頻的較快衰減，導致實際曲線略有誤差，屬于正常范圍?？梢?，建聲環(huán)境對傳輸頻率特性的影響非常大，再次印證了建聲設計對擴聲系統(tǒng)的重要性，是電聲設備發(fā)揮作用的堅實基礎。此外，要達到預期的建聲效果，聲學裝修實施過程中對材料和工藝的嚴格把控也至關重要［6-10］。

3.1.2 系統(tǒng)傳聲增益

在系統(tǒng)傳聲增益測量過程中采用的是聲輸入法。計算測量數(shù)據(jù)，可以得到125～4 000 Hz 的平均值為-8.8 dB，滿足GB/T 28049—2011《廳堂、體育場館擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》會議類一級指標要求的大于或等于-10 dB 的要求。系統(tǒng)的傳聲增益的提高主要得益于兩個方面：一方面是混響時間得到了較好控制，為擴聲系統(tǒng)提供了良好的建聲環(huán)境，減少了擴聲系統(tǒng)對話筒的混響聲反饋；另一方面是合理的揚聲器選型和布局，即選用了指向性較強、頻響特性較好的線陣音柱和線陣列輔助揚聲器，并通過合理的布局及組合，大幅降低了揚聲器對話筒直達聲的反饋。

3.1.3 聲場不均度

同樣，數(shù)據(jù)整理后得到了聲場不均勻度情況——1 kHz 為5.6 dB，2 kHz 為6.0 dB，4 kHz 為5.3 dB。該結(jié)果符合GB/T 28049—2011《廳堂、體育場館擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》會議類一級指標要求的8 dB，同時符合更嚴格的設計要求6 dB。這個結(jié)果主要歸結(jié)于兩個原因：一是揚聲器選用線陣音柱和線陣列揚聲器，其突出的波束控制特性有利于聲音傳播得更遠，使聲場更均勻；二是線陣音柱和線陣列揚聲器的合理組合，有效彌補了聲場弱區(qū)，使全場聲壓級分布均勻，使工作人員的聽感舒適。

3.1.4 最大聲壓級

測量過程中，為了保護擴聲系統(tǒng)，在留有一定余量的情況下，對擴聲系統(tǒng)的最大聲壓級進行測量，較為輕松地獲得了有效平均聲壓級101.4 dB。該值明顯高于GBT28049—2011《廳堂、體育場館擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》會議類一級指標要求的98 dB（最大峰值聲壓級）。

3.1.5 語言清晰度

設計過程中，反復強調(diào)指揮大廳重在語言擴聲，整個系統(tǒng)的設計也緊緊圍繞語言清晰度展開。因此，在測量過程中，語言清晰度是最重要的一個測試項，主要通過測量語言傳輸指數(shù)STIPA來體現(xiàn)，最終測量結(jié)果如表3 所示。

表3 語言清晰度測量值表

從測量得到的數(shù)值可以看出，STIPA 值最低的是第8 點的0.6，主要是因為多組揚聲器交叉覆蓋所致，STIPA 值最高的是第7 點的0.75。按照IEC標準及測量儀器NTi XL2 的定義，指揮大廳的語言清晰度屬于良（國際標準0.6～0.75 之間屬良，國標0.65 以上屬優(yōu)）。指揮大廳建成使用后，全場聲音清晰且自然［3-5］。

3.2 系統(tǒng)調(diào)整

通過初步測量和數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了一些問題，通過數(shù)字音頻處理器，根據(jù)使用需求進行細致、深入的調(diào)整和優(yōu)化，并再次測量進行了驗證。個別問題經(jīng)過多次反復測量和調(diào)整，最終使系統(tǒng)達到了最佳狀態(tài)。

3.3 最終效果

經(jīng)過團隊辛勤的設計、實施、測量和調(diào)試，指揮大廳的建聲環(huán)境和擴聲效果均達到了設計預期。除自身測量驗證通過外，擴聲系統(tǒng)也通過了第三方機構(gòu)的檢驗，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，擴聲效果優(yōu)良，得到了用戶的高度認可。指揮大廳最終實際效果如圖17 所示。

4 結(jié)語

通過對深圳城市運營管理中心指揮大廳擴聲系統(tǒng)設計、實施、測量和調(diào)試的全面敘述可知：建聲環(huán)境是擴聲系統(tǒng)的基礎，建聲設計對擴聲系統(tǒng)設計起著至關重要的作用；擴聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計至關重要，是保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行的關鍵；傳聲器和揚聲器的選型和布局，是電聲設計的重點，直接影響系統(tǒng)的傳聲增益、語言清晰度和聲場不均勻度［6-10］。