公共广播系统工程技术规范解读.docx

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公共广播系统工程技术规范解读

《公共广播系统工程技术规范》解读文件

《公共广播系统工程技术规范》解读

第一节公共广播系统的应备功能

1．“应备功能”的概念

“应备功能（ensuredfunction）”即公共广播系统应该具备的最基本的功能。

这是个新概念，以前在其它音响系统规范中没有出现过。

公共广播系统和厅堂（场馆）音响系统，都属专业扩声系统，但它们的作用不尽相同。

通俗地说，厅堂（场馆）音响系统主要是“作秀”用的，例如演出、集会等；而公共广播系统则是管理用的，是使用者对本单位实行集中统一管理的一种工具。

例如08奥运和2010上海世博，其公共广播系统在平时主要用于引导观众（进场、就位、离场……等），以及宣示场内公众须要知道的各种规章制度和注意事项；万一发生突发公共事件时，则用于引导公众趋利避害，并为事件处理人员提供现场指挥手段。

又如学校、部队营区的公共广播系统，日常用于发布作息时间信息，播送通知、教件及寻呼，使学习训练有序地进行。

因此，公共广播系统不仅仅须要考虑扩声的质量，还需要提供便于管理者使用的功能，所以各种公共广播系统都应该具备一定的“应备功能”。

《公共广播系统工程技术规范》（以下简称《规范》）规定，各种公共广播系统应按其用途和等级规范其“应备功能”。

首先，无论是哪一种公共广播系统，其最基本的“应备功能”是：

“应能实时发布语声广播，且应有一个广播传声器处于最高广播优先级”。

根据《规范》2.0.1条的定义，公共广播是：

“由使用单位自行管理的，在本单位范围内为公众服务的声音广播。

包括业务广播、背景广播和紧急广播等”。

所以公共广播系统首先“应能实时发布语声广播”。

而“实时”语声广播肯定来自广播传声器，所以“应有一个广播传声器处于最高广播优先级”，以便保证实时语声广播能够优先播出。

例如当系统正在播送背景音乐节目时，如果需要播送实时语声，则背景音乐应被自动覆盖（业内称为自动默音）。

这里有一个小插曲。

《规范》付印时，编辑认为“广播”肯定就是播出声音，为什么一定要说“语声（或声音）广播”？

这是因为公共广播不包括数据、图像等广播业务。

不同用途、不同等级的公共广播系统，应有不同的“应备功能”。

应备功能的强大程度，是公共广播系统等级划分的主要依据。

2．几种与“应备功能”有关的术语

●广播优先级——广播信号源播出的优先等级。

当有多个信号源拟对相同的广播分区进行广播时，优先级别高的信号能自动覆盖优先级别低的信号。

当系统有多个信号源时，实行优先级排序是很有必要的。

这不仅防止不同的节目争相抢占信道，同时，排序将分清轻重缓急，使得较为重要的节目能够自动覆盖较为次要的节目。

顺便指出，在其它专业音响系统中，不一定有设置信号优先级排序的必要；相反，像舞台演出、节目制作等场合，有时需要的是若干个信号有机地整合（混音），例如演唱与配乐混音整合，而不是要求配乐覆盖演唱。

公共广播系统并不排除节目整合，《规范》虽然明确规定需要排序，但是没有限制多个信号源混合播出（加法处理）。

当设定某些信号源处于同等优先级时，它们将会混合播出。

●热备用——指紧急广播系统的一种待机方式：

系统平时作为业务广播系统或背景广播系统运行，在紧急警报信号触发下，能自动转换为紧急广播系统。

一般地说，紧急广播平时是沉默的，系统仅仅在后台待机。

这就产生一个问题，平时经年累月都不发声的系统，如何确保紧急时能够按照预期的方式运行呢？

一个办法是系统应能定时自检，并及时自报故障。

另一个办法是平时不要把系统搁置不用，而是把本来为紧急广播准备的系统，当作业务广播或背景广播经常运行，以便及时暴露故障。

这就是“热备用”。

必须指出，《规范》界定的“热备用”，不仅仅是带电待机，而是要求经常运行。

●一键到位——只需操作一个键（或一个按钮、或一个开关），就能进入指定工作状态。

这是为紧急广播准备的功能。

当发生紧急情况时，局面可能十分混乱，紧急广播应能在最简单的操作下发出。

●寻呼——寻人、寻物或寻求帮助的广播；或根据现场需要，临时向指定的广播区发布的广播。

寻呼是公共广播系统经常需要使用的功能，据统计，2010上海世博每天平均发布300条寻呼信息，绝大多数是为了寻人，少数是为了在某些区域宣布注意事项。

●寻呼台站——独立于广播主机以外的，可以进行分区寻呼操作的设备。

寻呼台站使得管理者可以在机房以外合适的地方发布广播。

对于一个大的公共广播系统，寻呼台站也可以是一个简单的分控中心，通过有权限的分区寻呼，操控广播分区运行。

●强插——强行用某些广播内容覆盖正在播出的其它节目；或强行唤醒处于休眠状态的公共广播系统，发布紧急广播。

●分区管理——把公共广播服务区分割成若干个广播分区；各个广播分区可分别选通、关闭或全部选通、关闭。

分区是为了便于管理。

●矩阵分区——一种以矩阵方式管理的分区方法。

各个广播分区不仅可以分别选通或关闭，而且可以同时在两个或多个分区播放不同的信号。

以一个动物园的公共广播系统为例，可以按不同类型的动物展区、公共通道、休闲广场、管理机关等划分广播分区，向不同的动物展区播送不同的背景广播节目，渲染不同的环境气氛，而管理机关广播分区则相对保持静默，仅必要时发布寻呼信息，……等等。

●分区强插——有选择地向某个或多个广播分区进行强插而不影响其它广播分区的运行状态。

例如学校的寻人广播，不应影响教室课件的播送；局部的突发事件，不一定需要惊动整个广播系统的覆盖区域。

●远程监控——在公共广播机房（或公共广播系统本身的控制中心）以外，监控公共广播系统运行。

例如在保安主管的桌面电脑上监视超市公共广播系统的运行，必要时进行干预。

●此外尚有以下不言而喻的术语

编程管理；自动定时运行（允许手动干预）；主/备功率放大器自动切换；主/备电源自动切换；支持备份主机；支持远程监控；具有与事故处理中心（消防中心）联动的接口；与消防分区相容的分区警报强插；自动生成运行记录；具有音调调节环节等。

3．业务广播系统的应备功能

业务广播系统的应备功能见表3-1.1

表3-1.1业务广播系统的应备功能

级别

应备功能

一级

编程管理，自动定时运行（允许手动干预）且定时误差不应大于10s；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序；主/备功率放大器自动切换；支持寻呼台站；支持远程监控

传

声

器

优

先

二级

自动定时运行（允许手动干预）；分区管理；可强插；功率放大器故障告警

三级

——

三级是最简单的系统，例如可能是乡村客运站场的一个广播站，只须具有传声器优先一项功能就可以了。

《规范》并未限定它不能有其它功能，用户可视需要添加其它功能。

一级属高档系统，应备功能理应足够强大。

编程管理、自动定时意味着可以无人值守。

但是既定的程序不可能圆满应对随机出现的情况，所以应允许人工干预。

定时误差不大于10s，可以结合学校上下课钟声（包括预备钟）来想象，在技术上也是办得到的，关键是要及时清除累积误差。

广播功放是广播系统中能量集中的环节，因而是可靠性忧患环节，所以须要实行主/备功率放大器自动切换。

二级系统的应备功能介乎一、三级之间，无须赘述。

4．背景广播系统的应备功能

背景广播系统的应备功能见表3-1.2

表3-1.2背景广播系统的应备功能

级别

应备功能

一级

编程管理，自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序；支持远程监控

传

声

器

优

先

二级

自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；分区管理；可强插

三级

——

理由与业务广播大致相同。

但背景广播的可靠性要求可以放宽一些，所以没有主/备功率放大器自动切换的硬性要求。

背景广播常与音乐结缘，所以原则上应有音调调节功能。

5．紧急广播系统的应备功能

紧急广播关乎生命安全，所以紧急广播系统的应备功能比较多（黑体字为强制性条款）：

1）当公共广播系统有多种用途时，紧急广播应具有最高级别的优先权。

公共广播系统应能在手动或警报信号触发的10s内，向相关广播区播放警示信号（含警笛）、警报语声文件或实时指挥语声。

2）以现场环境噪声为基准，紧急广播的信噪比应等于或大于12dB。

3）紧急广播系统设备应处于热备用状态，或具有定时自检和故障自动告警功能。

4）紧急广播系统应具有应急备用电源，主电源与备用电源切换时间不应大于1s；应急备用电源应能满足20min以上的紧急广播。

以电池为备用电源时，系统应设置电池自动充电装置。

5）紧急广播音量应能自动调节至不小于应备声压级界定的音量。

6）当需要手动发布紧急广播时，应设置一键到位功能。

7）单台广播功率放大器失效不应导致整个广播系统失效。

8）单个广播扬声器失效不应导致整个广播分区失效。

9）紧急广播系统的其它应备功能尚应符合下表的规定。

表3-1.3紧急广播系统的其它应备功能

级别

其它应备功能

一级

具有与事故处理中心（消防中心）联动的接口；与消防分区相容的分区警报强插；主/备电源自动切换；主/备功率放大器自动切换；支持有广播优先级排序的寻呼台站；支持远程监控；支持备份主机；自动生成运行记录

传

声

器

优

先

二级

与事故处理系统（消防系统或手动告警系统）相容的分区警报强插；主/备功率放大器自动切换

三级

可强插紧急广播和警笛；功率放大器故障告警

上述第1）、3）、4）、6）、7）、8）项应备功能，主要是为了保障系统能够及时、可靠地响应紧急广播的要求。

第2）、5）项是为了保障紧急广播有足够大的信噪比。

需要注意的是“现场信噪比”。

当有事故发生时，现场的本底噪声肯定会比平时大，系统设计者应考虑到这种情况。

以上的几项没有等级差别，即便是等级最低的三级系统，也必须是响应及时、运行可靠和有足够大的信噪比，这是对生命的尊重。

第9）项应备功能是分等级的，因为有许多属于“锦上添花”的细目。

其中一级紧急广播系统要求自动生成运行记录，这是为了便于事故追查。

表3-1.4为2010-08-07上海世博园区公共广播系统自动生成的运行记录片段。

[2010年08月07日星期六]

11时47分39秒930=程序开始运行!

12时05分59秒64055=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\033白XX.wav文件来自四川的白XX小朋友，白XX小朋友，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人舒XX正在5号口出口处等候。

12时06分34秒45360=指定分区播放：

文件\_Audio_\033白XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

12时58分30秒812100=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\036朱XX.wav文件内容来自河南的朱XX先生，朱XX先生，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人水XX正在斯里兰卡馆的出口处等候。

12时59分03秒796105=指定分区播放：

文件\_Audio_\036朱XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

13时05分55秒734130=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\038刘XX.wav文件来自辽宁的刘XX小朋友，刘XX小朋友，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人杨XX正在香港馆的出口处等候。

13时06分24秒140135=指定分区播放：

文件\_Audio_\038刘XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

17时19分03秒468172=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\097王XX.wav文件内容来自北京的王XX先生，王XX先生，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人王XX正在世博轴地下一层汉堡王餐厅等候。

17时19分54秒890177=指定分区播放：

文件\_Audio_\097王XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

17时40分01秒437302=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\102蔡XX.wav文件来自重庆的蔡XX女士，蔡XX女士，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人蔡XX在日本馆的绿色通道入口处等候。

17时40分07秒312305=指定分区播放：

文件\_Audio_\102蔡XXwav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

18时42分24秒875470=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\114杨XX.wav文件来自黑龙江的杨XX先生，杨XX先生，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人杨XX在美食广场的问讯处等候。

18时44分51秒984475=指定分区播放：

文件\_Audio_\114杨XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

19时09分44秒31596=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\122高XX.wav文件来自四川的高XX女士，高XX女士，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人李XX正在中国国家馆的出口处等候。

19时10分12秒953601=指定分区播放：

文件\_Audio_\122高XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

20时18分51秒9530=程序开始运行!

20时18分53秒5151=初始化：

加载文档D:

\TTS\temp.rtf内容：

来自山西的党X小朋友，党X鑫小朋友，请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人李XX在中国省市区馆内的重庆馆等候。

20时34分04秒32834=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\139丁XX.wav文件来自内蒙古的丁XX女士，丁XX女士，请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人王XX在泰国馆的入口处等候。

20时34分19秒57845=指定分区播放：

文件\_Audio_\139丁XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

21时40分49秒687204=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\149路XX.wav文件来自河南的路XX女士，路XX女士，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人陈XX在日本馆旁的问讯处等候。

21时41分38秒578209=指定分区播放：

文件\_Audio_\149路XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

22时21分52秒890319=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\156张XX.wav文件内容来自江苏的张XX晨、张XX，李XX、李XX，请向身边的志愿者或工作人员求助，张XX在后滩8号门等候。

22时22分23秒328324=指定分区播放：

文件\_Audio_\156张XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9,

23时03分39秒781532=合成文件成功：

文件C:

\ProgramFiles\SinoVoice\jTTS5.0.1Pro\Bin\_Audio_\168许XX.wav文件来自香港的许XX先生，许XX先生，

请向身边的志愿者或工作人员求助，您的朋友陈XX在日本馆旁边的问讯处等候。

23时03分41秒437535=指定分区播放：

文件\_Audio_\168许XX.wav,分区号1,2,3,4,5,6,7,8,9,

表3-1.4自动生成的运行记录片段

最后，《规范》中的强制性条款是必须执行的，否则须负法律责任。

其它条款属推荐性条款，如果由于不执行而导致事故，也是要负责任的。

第二节公共广播系统的应备声压级

1.概述

在几款著名的扩声系统工程标准中，都为系统的“最大声压级”进行了规范。

其规则大致是：

1）定义不同标准有不同的具体定义，但大致上是指系统在服务区产生的平均最高稳态声压级。

2）指标多数要求等于或大于100dB,最高的达112dB或以上；工程的等级/档次越高，“最大声压级”也要求越大。

公共广播国家标准《公共广播系统工程技术规范》，没有提出“最大声压级”的概念，而代之以“应备声压级”。

“应备声压级”定义为——公共广播系统在广播服务区内，应能达到的稳态有效值广播声压级的平均值。

其指标见表3-1.1。

表3-1.1

分

类

业务广播

背景广播

紧急广播

一级

二级

三级

一级

二级

三级

一级

二级

三级

应备声压级

≥83dB

≥80dB

≥86dB*

声场不均匀度（室内）

≤10dB

≤12dB

－

≤10dB

≤12dB

－

－

－

－

*现场信噪比等于或大于12dB

2．“应备声压级”的特点及其根据

由表3-1.1可见，同其他类似标准相比较，《公共广播系统工程技术规范》中关于“应备声压级”的规定有三个特点：

●指标量值不大，比其他扩声系统规定的最大声压级小很多。

●不以声压级高低排系统质量档次；一、二、三级系统的指标都相同（等级高低由其他指标界定，本文从略）。

●在室外，没有声压级均匀的要求。

为什么要这样界定？

主要考虑有如下几点：

1）公共广播系统的用途同其他扩声系统的用途不同，尤其是不同于迪厅，所以声压级不必太高。

2）如果不是为了追求高保真的目的（保护信号尖峰），声压级够用就可以了，80dB声压级相当于电影中的对白，所以80～83dB应属“够用”。

●严格地说，为使听众听清楚扩声，首先须保证12dB左右的信噪比（这是一般意义的必要条件，本文不打算讨论其他条件）。

普通工程操作者可以这样来想象：

在双声道立体声系统中，两声道的声压级相差15dB时，声像就完全定位于声压级高的一侧。

就是说15dB的声级差，足以完全掩蔽另一个声道的声音。

●公共广播主要是语声广播，对于有常规含义的语句（不是单字）来说，听辨对信噪比的要求还可以低一些。

我国城市的环境噪声约在70～75dB左右，所以下限83dB是“够用”的。

●为什么不直接界定信噪比，而界定“应备声压级”呢？

这是因为公共广播服务区现场背景不像厅堂那样规范，给出一个“应备声压级”数据更便于设计和鉴定。

但紧急广播涉及人身安全，且事故现场本底噪声可能很大，所以要求设计者必须进行估算，保证满足不小于12dB信噪比的要求。

3）声压级不是越高越好，没有理由认为声音大的系统就是好的扩声系统；相反，我们不应以声压级高低排档次，引导人们追求高声压级。

理由如次：

●声压级太高，有损听觉健康。

有人认为，我们国人的听觉已经普遍受到MP3播放器和喜欢大吵大闹的习惯所损害，国际助听器厂商已经据此开始瞄准中国市场。

我国的集市、餐厅特别嘈吵，原因之一就是大众的听力不良，必须大声说话。

●声压级太高，会对周边环境造成声污染，侵犯别人合法的私人空间。

●提高声压级是要消耗能源和增加成本的，片面追求过高的声压级，不符合节约资源的根本原则。

大家知道，声压级每增加3dB，功率就需加倍。

假如为保证声压级是90dB需要1000W电声功率的话，则93dB须2000W，96dB就需4000W，可见能耗的代价惊人！

本例数据大体接近室外听音点距扬声器30m远的实际情况，并非随便拼凑。

●有人说，提高声压级不必加大电声功率，只须提高扬声器的灵敏度。

理论上确实如此。

但扬声器的灵敏度是可以随便提高的吗？

当然可以选购高灵敏度的扬声器，但必须付高价钱，而且不是想要多高就有多高。

●也有认为缩窄频带可以节省电声功率。

这个意见值得商榷。

适当限制语声信号频带可以在背景噪声（尤其是混响环境）的干扰下提高语言清晰度，但由于功率放大器的输出是受其标称输出电压的准峰值而不是平均值限制的，所以在不提高功率放大器标称输出的条件下，不能用缩窄有用信号频带的办法提高声压级。

不过这个意见从另一个角度说明，为了提高扩声质量，并不一定需要很高的声压级和很大的电声功率，还有其他更节约、更合理的办法。

●公共广播系统常常有许多室外服务区。

在室外，由于基本上没有反射声群的贡献（近似自由场），保障重放声场具有较高的声压级不是轻而易举的事，所以更需要精打细算。

众所周知，在上述条件下，听音点的声压级可按下式估算：

SPL=L+10lgP–20lgr

（1）

式中SPL扬声器轴线上听音点的声压级dB

L扬声器的灵敏度级dB（1W/1m）

P馈给扬声器的电声功率W

r听音点与扬声器之间的距离m

以某款知名进口品牌室外广播扬声器为例，该广播扬声器由2个4寸中低音单元和一个1寸高音单元组成，其灵敏度级为89dB、额定功率30W。

代入式

（1）可立即算出，仅5m开外，声压级即小于90dB。

就是说，假如我们要求声压级等于或大于90dB，则大约每5m须安装一只这样的扬声器，投入相当可观。

如果90dB的规定是适当的，我们也得这样办；又如果不惜工本选用优质线阵列扬声器系统，我们也可以摆脱式

（1）的束缚。

问题是这样做是否适当。

本例选用了一款有2只4寸中低音单元和一只高音单元的知名进口品牌，是为了使一般读者不至于怀疑笔者故意选用劣质扬声器来支持自己的观点。

实际上，同档次国产品牌的指标同它相似，目前国内外一般广播音柱的灵敏度级，很少超过93dB。

4）在室外，要求声场均匀（即处处具有相近的声压级）不一定是合理的。

例如一个占地几十公顷的体育中心，其周边通道可能是一个统一管理的广播区，长度接近十公里。

在门口附近人流密集，背景噪声较大，设计者应赋予该地段较大的应备声压级（尤其是紧急广播）；而远离门口的地段，显然不需要同样大的声压级。

如果一定追求“均匀”，肯定做成资源极度浪费。

其实，这也是避免片面追求高声压级理念的体现。

3.结论

●尽管《公共广播系统工程技术规范》中关于“应备声压级”的规定看似要求太低，但应属“实用”。

●在扩声系统中，不应片面追求高声压级。

●用声压级高低来区分扩声系统的质量档次，一般来说是不尽合理的，而且是有害的。

第三节公共广播系统的音质评价

1.概述

公共广播国家标准——《公共广播系统工程技术规范》用三项指标规范公共广播系统的音质：

●扩声系统语言传输指数STIPA——语言可懂度的一种客观评价指标；

●系统设备信噪比；

●传输频率特性。

具体指标见表3-3.1。

摘要

业务广播

背景广播

紧急广播

1级

2级

3级

1级

2级

3级

1级

2级

3级

STIPA

≥0.55

≥0.45

≥0.40

—

—

—

≥0.55

≥0.45

≥0.40

系统设备信噪比

≥70dB

≥65dB

—

≥70dB

≥65dB

—

≥70dB

≥65dB

—

传输频率特性

（室内—Hz）*

160～6.3k

0～10dB

250～4k

0～12dB

250～4k

0～14dB

160～6.3k

0～10dB

250～4k