Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Новейшие технологии в системах эвакуации. Возможности определения пути эвакуации по аудиосигналу

Стив Бон
Эксперт

Представьте здание, где зафиксирован большой уровень задымления. Звучит пожарная сигнализация. Необходимо немедленно покинуть здание. Жизненно важный вопрос в этой ситуации: как пройти к выходу? В большинстве зданий эвакуационные выходы обозначены визуальными средствами: набором знаков, символами, надписями. но даже при относительно низком уровне задымления все эти знаки сразу же станут не видны. Выход из помещений также трудно найти в зонах с большим количеством визуальных помех, таких как аэропорт или торговые галереи. Самое эффективное решение названной проблемы - использование звука, поскольку люди могут его слышать даже в дыму. Если звук использовать для определения точек выхода из помещений, то люди должны иметь принцип. возможность сначала определить, с какой стороны доносится звук, затем направление, в котором им необходимо двигаться. Чтобы стать направляющим, звук должен быть широкополосным, значит содержать основные наборы частот, находящиеся в диапазоне восприятия человека.

Наиболее пугающая перспектива для человека в упомянутой ситуации - потеряться или пойти не в нужном направлении. Конечно, с одной стороны, случаи действительной потери верного направления относительно редки, но, с другой -в подобном положении в любое время может оказаться каждый из нас. Оказавшись в первый раз в незнакомом здании, вы, скорее всего, почувствуете определенный стресс или беспокойство, величина которого повышается по мере увеличения степени вашей дезориентации. По истечении некоторого времени, руководствуясь указателями, спрашивая направление у других людей и исследуя окружающую обстановку, можно эффективно пройти через это здание. но вряд ли кто знает хорошо все виды зданий.

Многие исследования, посвященные поведению человека, показали, что в случае возникновения пожара один из наиболее естественных инстинктов - покинуть здание маршрутом, по которому человек в него вошел. Такой способ редко бывает наиболее быстрым и подходящим. Многие люди не способны найти близлежащий выход, а в некоторых случаях они проходят мимо хорошо видимых запасных пожарных выходов. Последствия таких действий бывают печальными. Учитывая, что зрение - один из главных способов восприятия окружающей среды (83% того, что мы запоминаем, является визуальной информацией), неудивительно, что основная масса указателей аварийных выходов (таких, как аварийное освещение, маркировка, цветовой код стен и дверей, фотолюминесцентные направляющие полосы и т.д.) рассчитаны прежде всего на зрительное восприятие. Насколько эффективны такие указатели, если часть здания полностью или частично заполнена дымом или если у человека имеются проблемы со зрением?

ист. звука как средство, указывающее направление

Ясно, что надежда только на визуальные средства не оправдывает себя в современной практике эвакуации людей. Необходимо использовать другой метод восприятия, поэтому естественным решением становится использование специальных типов звука. Например, широкополосный, мультичастотный звук. ист. такого звука легко и быстро определяется органами слуха человека, что делает этот метод идеальным средством для обеспечения быстрой эвакуации. Суть его заключается в следующем. Активируемый существующей системой пожарной сигнализации, ист. направляющего звука, расположенный в щепетильно выбранных точках, издает звуковые сигналы, позволяющие людям найти путь к эвакуационным выходам. Кроме того, такой звуковой сигнал может направить людей вверх или вниз по лестнице. Обычно все виды использования звука в случаях эвакуации представляют собой звуковой сигнал тревоги, оповещающий людей о надвигающейся опасности. Эти звуковые сигналы тревоги не дают информации о том, в каком направлении следует двигаться к ближайшему выходу, или о месте его расположения. Даже если обычные звуковые оповещатели расположены над выходными дверями, их все равно сложно найти, поскольку используемые типы звуковых сигналов не имеют направляющего действия. Чтобы понять, почему недостаточно установить обычные сирены над выходами, необходимо описать, почему человек способен определить направление с помощью источника звука. Верхние колликулы секции среднего мозга играют важную роль в цикле определения и реакции на ист. звука. Нейрофизиологи, изучающие свойства нейронов в верхних колликулах, вместе с психоакустиками, изучающими человеческую реакцию на звук, позволили нам понять, как мозг оценивает информацию, относящуюся к источнику звука. Уже давно известно, что для определения источника звука необходим большой объем работы нейронов. Только некоторые типы звука несут в себе присущие им признаки определения направления. Важно то, что эти звуки содержат в себе большой диапазон частот, значит широкополосный шум. крайне не желательно определить место расположения чистого тона или комбинации простых тонов узкополосного диапазона. Человек слышит звуки в широком диапазоне частот, примерно от 20 Гц до 20 000 Гц. есть три типа информации, позволяющей мозгу определить место нахождения источника звука. Первые два известны как бинауральные раздражители, поскольку они используют факт того, что мы имеем два уха, разделенных шириной головы. Звук, звучащий с любой из сторон средней линии, будет сначала услышан тем ухом, которое находится ближе к источнику звука. При низких частотах мозг определяет разницу во времени восприятия звука каждым ухом (интерзвуковая разница времени), а при высоких частотах появляется разница по громкости/интенсивности м. звуками в каждом ухе (интерзвуковая разница интенсивности) (рис. 1).

Для одиночных частот эти звуки, однако, не определяются в пространстве. Свойственная им неопределенность была охарактеризована как "конус неопределенности". Это происходит из-за того, что для любой данной частоты существуют большое количество пространственных точек, создающих идентичную разницу во времени/интенсивности. Их можно графически представить в виде конуса, верхняя точка которого находится на уровне внешнего уха. Конус неопределенности - основная причина, по которой мы не можем распознать точку излучения чистого тона. Финальный этап информационного цикла локализации источника звука - обработка звука человеческим мозгом. Эта функция означает влияние, которое внешнее ухо оказывает на восприятие звука. В результате прохождения звука вокруг головы или по изгибам ушной раковины звук меняется что одни частоты затухают, а другие усиливаются (рис. 2). Хотя в этом цикле обнаружены некоторые общие для всех людей черты, функция обработки звука уникальна для каждой отдельной личности. Роль этой функции особенно важна при определении того, где находится ист. звука - впереди или сзади нас. В этом случае разницу во времени и интенсивности можно отбросить, для центральной нервной системы остается немного информации, по которой можно построить решение. Чтобы установить направление источника звука мы должны понимать, что чем шире спектр частот, позволяющих преодолеть неопределенность, присущую одной тональности, тем точнее определение местоположения источника звука.

Направляющий звук и тесты по эвакуации

Существует много примеров использования направляющего звука, значительно улучшающего уровень безопасности. Один из наиболее важных видов применения - это указание выхода в аварийных ситуациях. Направляющий звук применяют в зданиях и на других объектах, где в настоящее время установлено аварийное освещение. Такие звуковые сигналы можно использовать для определения точек аварийных выходов и указания направления в сложных условиях эвакуации, таких, например, как эвакуация из центральной части здания с большой площадью основания (фото 1). Эффективность направляющего звука тестировалась в различных условиях. Первый тест проводился в относительно большой телевизионной студии студенческого городка университета Лидса. Испытуемых поместили в студию, заполненную искусственным дымом, и снимали на инфракрасную камеру. Полагаясь в основном на свою память об окружающей обстановке и двигаясь на ощупь, испытуемые затратили 3 минуты 50 секунд, чтобы найти традиционный значок аварийного выхода. И наоборот, при включении звуковых источников широкополосного шума, которые были расположены непосредственно над выходами, им потребовалось только 1 5 секунд, чтобы найти выход.

Тесты комплекса маршрутов эвакуации

Для определения эфф. применения технологии направляющего звука при эвакуации людей в реальных условиях использовалось здание заброшенной школы. После заполнения этого здания искусственным дымом (фото 2), каждый испытуемый был доставлен по внешней пожарной лестнице в исходную точку движения на втором этаже. Испытуемые не имели информации о расположении помещений в здании и не знали об установке устройств, передающих направленный аудиосигнал. Путь эвакуации был отмечен источниками направленного звука, расположенными в наиболее важных точках, главным образом над пожарными выходами. В одной точке, где за выходом лестничный пролет вел наверх, ист. звука был настроен что широкополосный звук периодически чередовался с сиреной, нарастающей по частоте. Это указывало людям на то, что надо двигаться "вверх по лестнице". За другой точкой главная лестница спускалась к последнему запланированному выходу. Сигнал сирены снижающийся по частоте давал понять испытуемым, что они должны спуститься по лестнице. Кроме того, по мере активации направленных аудиосигналов от исходной точки до последнего выхода из здания их импульсы учащались, что означало приближение к выходу из здания. И снова эффективность направленного звука была очевидна. Никто из испытуемых ни в одном из тестов не ошибся в выборе маршрута выхода. Все испытуемые объяснили, что повышающиеся и понижающиеся тональности не только дали им информацию о наличии лестницы, но указали также необходимое направление движения. Они интуитивно поняли "ассоциативное значение" каждого звука. Время эвакуации приближалось к периоду времени, которое можно было бы ожидать при эвакуации в условиях идеальной видимости и хорошего знания плана здания.

Эти испытания позволяют сделать так же один вывод - технология определения пути эвакуации по направляющему звуковому сигналу является также важным средством информации людей, имеющих проблемы со зрением. Обеспечивая таких людей информацией о направлении движения, сигналы сняли необходимость предварительного изучения здания, снизили степень неуверенности и полностью устранили ошибки при выборе ими правильного пути. В общем, время эвакуации было существенно - в некоторых случаях более чем на две трети - сокращено.

Испытание по нахождению выхода из лабиринта

В экспериментах, в ходе которых проверялись возможности ориентации в лабиринте, участники должны были, проходя через несколько комнат, найти безопасный выход. В лабиринте были установлены приборы направляющего звука, позволяющие определить пути эвакуации по аудиосигналу, и визуальные указатели, показывающие направление к выходу из лабиринта. Цель исследования заключалась в определении, могут ли данные приборы указать участникам путь к безопасному выходу. Приборы направляющего звука были отрегулированы на уровень сигнала 93 дБ(А) и находились на высоте 3,2 фута (0,97 м).

Участники эксперимента, которых попросили просто найти выход из комнаты, заполненной дымом, потратили на поиски до 1 24 с (в среднем 97,8 с). А участники, использовавшие технологию направляющего звука и визуальные указатели, затратили минимум 13,3 с (в среднем 51,3 с), чтобы выйти из помещения. Причем участники теста, которых попросили найти выход из комнаты без дыма, затратили на поиски выхода до 14 с, а те, кто использовал направляющий звук и визуальные средства, вышли к безопасному выходу через 7 с.

Один из интересных выводов, вытекающих из проведенных тестов, заключается в том, что использование звука и света одновременно приводит в результате к более быстрой эвакуации, чем в случае использования с этой целью только одного света. Исследования показали, что область мозга, которая реагирует на пространственную сенсорную информацию (верхние колликулы) и которая также отвечает за реакцию на сенсорные раздражители, содержит ячейки, настроенные не на один, а на несколько сенсорных режимов. Эти нейроны реагируют как на свет, так и на звук. но когда свет и звук используются вместе, реакция этих клеток гораздо шире, иногда на 1000% больше, чем совокупная реакция на каждый режим отдельно.

Специфика использования направляющего аудиосигнала

Технология направляющего звука не заменяет традиционных звуковых сигналов тревоги. Во всех зданиях, где проводились эксперименты, использовались и стандартные средства оповещения (звуковой сигнал на 85 дБ(А) и световой строб на 75 кд). Пожарная сигнализация играет важную роль в деле приведения людей в готовность к возможной опасности, но, как только принято решение об эвакуации, пожарная сигнализация перестает выполнять свою функцию. Теперь каждому человеку, покидающему здание, необходимо знать, как найти выход. Для использования в качестве указателей выходов в этой ситуации звуковая сирена пожарной сигнализации не годится - это узкополосный звук, и потому достаточно сложно его локализовать. Кроме того, мы можем одновременно слышать несколько различных звуков, но крайне не желательно определить, на какой из них обратить внимание, основываясь на частоте звука.

Техническая реализация

Звуковой направляющий оповещатель выполнен на базе динамического громкоговорителя, имеет терминалы для подключения к шлейфу и к устройству управления, и переключатель для выбора типа и уровня сигналов (рис. 3 и 4). Переключатели 1, 2, 3 позволяют дискретно регулировать мощность в широких пределах: 4; 2; 1; 0,5 и 0,25 Вт. Переключатель 4 предназначен для выбора логики управления: включение при замыкании терминалов 3 и 4 либо включение при их размыкании. Переключатели 5 и 6 позволяют выбрать тип звукового сигнала в паузах м. излучением направляющего звука: стандартный звуковой сигнал пожарной тревоги (три одночастотных импульса с паузой), увеличивающаяся по частоте сирена, снижающаяся по частоте сирена, либо дополнительный сигнал выключен. Вид дополнительного сигнала определяется по направлению пути эвакуации за точкой выхода: вверх по лестнице, вниз по лестнице или в горизонтальном направлении. Включение от 7 до 10 переключателей обеспечивает принцип. возможность передачи информации об этапе эвакуации в сложном здании. Низкая частота излучения звуковых последовательностей (SLOW) - выход из внутренних помещений здания, средняя частота 2 (MED2) и средняя частота 1 (MED1) - выход из средних помещений, высокая частота (FAST - exit) - эвакуационный выход из здания. В зависимости от частоты излучения звуковых последовательностей и выбранной мощности изменяется ток потребления звукового направляющего оповещателя (таблица). Звуковые направляющие оповещатели могут подключаться к приемно-контрольному прибору как звуковые, световые и светозвуковые оповещатели с внешним управлением посредством коммутации терминалов 3 и 4. Схема подключения звукового направляющего оповещателя показана на рис. 4.

Устанавливается звуковой направляющий оповещатель с использованием монтажной коробки размером 4" х 4" х 2,25" при помощи двух винтов (рис. 5)

Заключение

Существует много сфер применения направляющего звука, но одна из наиболее важных -использование его для указания направления пути эвакуации из здания. В целом система аварийной эвакуации улучшается, но все так же часто применяются визуальные средства, хотя совершенно ясно, что в аварийной ситуации эти указатели будут плохо видны. Только при использовании комбинации визуальных и звуковых средств указания безопасного выхода, позволяющих с помощью аудиосигнала определить пути эвакуации, можно достичь оптимального уровня безопасности.

Читайте далее:
Bosch Security Systems. Системы пожарного оповещения
Четко отлаженная система
Диалог или монолог?
DSPPA: новые системы Public Address
Все по плану
Оглядимся вокруг
Адресно-аналоговые системы – раннее обнаружение пожара
Волоконно-оптические технологии в системах видеонаблюдения и охраны периметра
Пожар отменяется!
Функциональное тестирование
Интеграция систем автоматической пожарной защиты здания на основе адресно-аналоговых систем пожарной
iTС ESCORT Системы оповещения нового поколения. Киберсистема (продолжение)
JDM
Концепция интеграции унифицированных систем безопасности
Куда катится мир, или Системы PUBLIC ADDRESS от компании "Имлайт"