具有方向感的语音引导疏散指示装置的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域:本实用新型是一种导疏散指示装置，尤其是一种具有方向感的语音引导疏散指示装置，属于消防设施技术领域。
[0002]【背景技术】:大型公共建筑物发生火灾时，保证人员安全疏散的有效方法有两种，一是由熟悉该建筑物内部情况的安保人员引导人员撤离或进入避难间；二是由疏散指示设备把人员引导到安全出口。在国标GB 17945—2010《消防应急照明和疏散指示系统》中将这类疏散指示设备命名为消防应急照明和疏散指示系统，并将其分为四种类型[I]:①自带电池非集中控制型。②自带电池集中控制型。③集中电源非集中控制型。④集中电源集中控制型。大型建筑物发生火灾时，有可能存在还未被烟火污染的安全通道和已充满烟火无法用于疏散的通道。这样，在疏散时就会产生“使用哪个安全出口可以安全到达安全通道”、“如何才能安全地到达真正安全安全出口”的难题，所以，大型公共建筑物广泛采用的是具有智能疏散功能的集中电源集中控制型消防应急照明和疏散指示系统。发生火灾时，系统的工作过程是:系统中的应急照明控制器接收由火灾报警系统中的火灾报警器提供的火灾信号，由计算机快速生成“安全疏散预案”，在点亮全部应急照明灯的同时，改变疏散标志灯的指示方向，将火灾区域的人员引导到“真安全”的安全出口。消防应急照明和疏散指示系统中的疏散标志灯(特别是安全出口标志灯)在浓烟环境中的醒目性很不理想。一场火灾之后发现，往往在距安全出口仅几米的地方，有不少遇难者，如果他们知道安全出口近在咫尺，他们会选择坚持而不会选择放弃。因为声音在浓烟中不衰减，科研人员便考虑把音响引入疏散标志灯中。不足之处是，由于回音干扰，逃生者不易分辨声音发自何方。
[0003]哈斯效应:若有两个响度相同的声场发出同样的音频信号，如果两个声音传入人耳的时间差等于或超过50ms时，人耳能清楚地区分两个声音来自不同的方位。当两个声音传入人耳的时间差在50ms以内时，人耳不能明显辨别出两个音源的方位。当两个声音传入人耳的时间差在O?5ms时，感觉声音从正前方逐渐向先到的音源方位偏移；当时间差在5?30ms时，人耳听到的是一个延长的声音，人的听觉会产生一个错觉即感觉首先传入人耳的那个音源，就是全部声音的来源，迟到的声音好像并不存在，即使后到的声压提高10dB，仍然是这种感觉；当时间差在30?50ms时，人耳能感觉到滞后声源的存在，但声音的方向仍然决定于先到的声音的方向。人耳的这种只听到先到声音的现象称为“哈斯效应”(HAAS)，有时也称优先效应。
[0004]
【发明内容】
:针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有方向感的语音引导疏散指示装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:具有方向感的语音引导疏散指示装置，包括一台控制器，多个应急照明集中电源，多个分配电装置，多个消防应急照明灯具，多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱。控制器控制多个应急照明集中电源，应急照明集中电源与分配电装置连接。分配电装置给并联的多个消防应急照明灯具、多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱供电。分配电装置包括主分配电装置和终端分配电装置。主分配电装置给多个终端分配电装置供电。相邻两个语音引导音箱之间的距离为5m。
[0006]优选的，所述的控制器通过RS485串行协议的通信接口与应急照明集中电源和分配电装置连接。
[0007]本实用新型利用哈斯效应的辩向特性，诱导受困人员尽快逃离火灾现场。在火灾发生时，从安全出口的扬声器开始依次发出声音，受困人员双耳听到的声音仿佛是从安全出口方向传来的，使其用最的快速、最短的时间奔向安全出口。该项产品的开发利用，对未来消防疏散指示设备的智能化水平的提高、保障人员安全具有重要的意义。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的结构框图。
[0009]图2是语音引导音箱的结构框图。
[0010]图3是多个语音引导音箱构成的语音引导系统的结构示意图。
[0011]图4是人与音箱的位置图。
【具体实施方式】
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[0012]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0013]如图1所示:具有方向感的语音引导疏散指示装置，包括一台控制器，多个应急照明集中电源，多个分配电装置，多个消防应急照明灯具，多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱。控制器控制多个应急照明集中电源，应急照明集中电源与分配电装置连接。分配电装置给并联的多个消防应急照明灯具、多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱供电。分配电装置包括主分配电装置和终端分配电装置。主分配电装置给多个终端分配电装置供电。相邻两个语音引导音箱之间的距离为5m。配电方式是集中电源的输出直接送给主分配电装置，其多路输出分别送给设置在现场的终端分配电装置，再次分配后给灯具供电。这种分级保护的配电方式是最为安全、可靠的低压配电方式。通信方式是控制器与集中电源间的通信是直接的，采用的是RS 485串行协议的通信接口。控制器与灯具、音箱之间的通信是间接的，总线模块是控制器与灯具、音箱之间的“桥”，总线模块将控制器的RS485串行协议接口转换成灯具、音箱的H-MBus协议接口，同时还协助控制器完成对灯具、音箱监控与管理。
[0014]工作过程:当系统中的应急照明控制器接收到由火灾报警系统中的火灾报警器提供的火灾信号时，由计算机开始快速运算并生成“安全疏散预案”，在点亮全部应急照明灯的同时，改变疏散标志灯的指示方向，调整语音引导音箱的延时时间和音量，在灯光照明、方向指示和语音引导下，将火灾区域的人员疏散到安全出口并安全转移。
[0015]基于哈斯效应的消防语音引导音箱组成如图2所示。它是由单片式计算机、通信接口电路、语音存储电路和语音放大电路等组成的一种语音合成电路。通信接口电路通过通信线与控制器连接，通信接口电路、语音存储电路和语音放大电路与单片式计算机连接。通信接口电路接收控制器发来的火灾发生位置信息。单片式计算机根据火灾发生位置信息，通过哈斯效应算法，调取语音存储电路的语音信息，然后通过语音放大电路使音箱发声。
[0016]消防语音引导音箱具有三项功能:①接收消防应急照明控制器下传的语音文件。②接收疏散预案，其中包括音量等级和延时时间等相关信息。③按照疏散预案来确定延时时间、音量等级，播放语音。一般常人的双耳的频率响应范围是20Hz?20kHz，其中低频分量和高频分量表征语音的音色，而表征语音的语言信息则集中在信号的中频范围内，所以普通电话线在不失真情况下传送的语音信号频率范围为300?3400Hz语音信号。实验表明，300Hz以下的频率分量不影响语音信号的清晰度，语言信号的频率范围限制在300?3400Hz内，可以满足消防语音引导系统对清晰度的要求。
[0017]如图3所示，在疏散通道的天花板上，安装了一系列消防语音引导音箱，由于相邻两个扬声器之间的语音信号延迟时间，从安全出口的扬声器开始，依次发出的声音，逃生者就像听到发自安全出口的声音一样，从而向安全出口方向逃生。
[0018]实验证明，为了使音箱在同一方向上具有良好的方向感，两个音箱声音传入人耳的时间差应该在15?45ms之间。人与音箱的位置图如图4所示，设音箱A和人的距离为LA，音箱B和人的距离为LB，音箱B相对音箱A的电信号延时为T，两个音箱声音传入人耳的时间差△!"(单位为ms)为
[0019]Δ T = T+Lb/CX 1000 — LA/CX 1000 (I)
[0020]式中，C = 340m/s为声音在空气中传播的速度。人在音箱B处时，ΔΤ(单位为ms)为最小值
[0021 ] Δ Tmin = T — LA/C X 1000 (2)
[0022]人在音箱A处时，Δ T (单位为ms)为最大值
[0023]Δ Tmax = T+LB/C X 1000 (3)
[0024]当音箱A和音箱B的距离为La+Lb= 5m时，
[0025]由式(2)、式(3)可分别计算出:ATmin= 15ms，Δ Tmax = 45ms。
[0026]由此可以看出，音箱A和音箱B的距离为5m时，播放语音的方向感应该最好。
[0027]消防语音引导系统疏散引导效果的试验是在一个宽2.0m,高2.8m的狭长的疏散通道中进行的。采用主观评价的方法，规则是:参加评价的人在疏散通道中每前进Im停顿一次，进行一次评价打分，采用四级评分法，有良好的方向感为3分；有方向感为2分；稍有方向感为I分；没有方向感为O分。音箱距离为5m时，疏散通道上的语音有较好方向感。
【主权项】
1.具有方向感的语音引导疏散指示装置，其特征在于:包括一台控制器，多个应急照明集中电源，多个分配电装置，多个消防应急照明灯具，多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱；控制器控制多个应急照明集中电源，应急照明集中电源与分配电装置连接，分配电装置给并联的多个消防应急照明灯具、多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱供电，分配电装置包括主分配电装置和终端分配电装置，主分配电装置给多个终端分配电装置供电，相邻两个语音引导音箱之间的距离为5m。2.如权利要求1所述的具有方向感的语音引导疏散指示装置，其特征在于:所述的控制器通过RS485串行协议的通信接口与应急照明集中电源和分配电装置连接。3.如权利要求1所述的具有方向感的语音引导疏散指示装置，其特征在于:所述的语音引导音箱包括单片式计算机、通信接口电路、语音存储电路和语音放大电路；通信接口电路通过通信线与控制器连接，通信接口电路、语音存储电路和语音放大电路与单片式计算机连接，通信接口电路接收控制器发来的火灾发生位置信息，单片式计算机根据火灾发生位置信息，通过哈斯效应算法，调取语音存储电路的语音信息，然后通过语音放大电路使音箱发声。
【专利摘要】具有方向感的语音引导疏散指示装置，包括一台控制器，多个应急照明集中电源，多个分配电装置，多个消防应急照明灯具，多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱。控制器控制多个应急照明集中电源，应急照明集中电源与分配电装置连接。分配电装置给并联的多个消防应急照明灯具、多个消防应急标志灯具和多个语音引导音箱供电。分配电装置包括主分配电装置和终端分配电装置。主分配电装置给多个终端分配电装置供电。相邻两个语音引导音箱之间的距离为5m。本实用新型利用哈斯效应的辩向特性，诱导受困人员尽快逃离火灾现场。在火灾发生时，从安全出口的扬声器开始依次发出声音，受困人员双耳听到的声音仿佛是从安全出口方向传来的，使其用最的快速、最短的时间奔向安全出口。
【IPC分类】G08B7/06
【公开号】CN204731906
【申请号】CN201520054153
【发明人】张述杰, 牟宏伟, 牟卫东
【申请人】沈阳宏宇光电子科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年1月26日