學生宿舍門禁報警裝置噪聲優化實驗研究

王莉

摘 要：長期暴露在噪聲下人員健康將受到影響。為了研究門禁裝置警報聲音頻率大小及不同時段不同警報聲對相關人員的影響，通過對學生宿舍門禁報警聲音頻率6等份進行選取出6個不同頻率，分別為144，299，621，1 289，2 675與5 553 Hz，利用閃光頻率融合實驗裝置，在保證警報聲音強度相同的條件下對10名被試人員開展10組實驗；利用反應時測試儀測試3個時間段、4類警報聲對人的影響。研究表明，在其他相同條件下，一定范圍的不同聲音頻率對被試閃點融合頻率的影響程度不明顯，在門禁報警系統的聲音設計中，可以較少考慮提示音頻率因素；不同時段不同警報聲對人的影響具有差異性，早上人更傾向于舒緩的音樂，中午人更傾向于歡快的提示音，晚上人更傾向于安靜柔和的提示音。本實驗研究對于門禁警報聲音的設計優化具有現實意義和理論意義。

關鍵詞：門禁報警裝置；警報聲音頻率；閃點融合頻率；噪聲

中圖分類號：X 936 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2016）05-0529-04

0 引 言

作為大學宿舍樓安全防護系統的組成部分，門禁報警系統在一定層面上起著極其重要的警示作用。其主要目的是通過報警聲音來提醒宿舍樓管理人員防止陌生人進入，從而保護在校學生人身與財產安全。但是因為宿舍環境的特殊性以及不同時間段人流峰值的不同，常使報警聲音頻頻響起，聲音又尖銳刺耳，長期處在這種尖銳聲音環境之下，宿舍樓管理老師以及低樓層的同學們受到一定影響。噪聲對人的心理和生理的影響是非常復雜的[1]，是多方面的（如煩惱、語言干擾、行為妨害等）。

因此，文章以門禁系統報警聲音及頻率為研究對象，從人因工程角度，對門禁報警系統的聲音進行實驗模擬，為門禁報警系統提出優化建議。

1 噪聲對人體的影響

1.1 噪聲概念

環境噪聲，是指在工作場所，工業生產場地、建筑施工工地、交通運輸路段和社會生活中所產生的干擾周圍生活環境的聲音。社會生活噪聲是指人為活動所產生的除工業噪聲、建筑施工噪聲和交通運輸噪聲之外的干擾周圍生活環境的聲音[2]。主要包括居民生活、工作中以及營業性文化娛樂場所和商業經營活動中使用的設備、設施等產生的噪聲。

1.2 人體可接受噪聲范圍

大量實驗表明，在超過85 dB的噪聲作用下，大腦皮質的興奮和抑制失調，導致條件反射異常，出現頭疼、頭暈、失眠、多汗、惡心、記憶力減退、反應遲緩等；而噪聲對心血管系統的慢性損傷作用，一般發生在80～90 dB的噪聲強度下[3]。實驗研究還表明，噪聲使胃的收縮機能和分泌機能降低。另外，噪聲對人心理的影響主要表現在引起人的煩惱情緒[4-5]。

1.3 宿舍樓門禁地點噪聲測量

從保護人們的聽力和身體健康方面來講，噪聲的允許值在 75～90 dB[6]，但是有時噪聲的分貝值不能正確反映人對噪聲的主觀感覺，產生的噪聲煩躁程度因人而異[7-9]，對于心理健康方面的影響可以用噪聲的主觀評價來衡量。

采用分貝儀對西安某高校學生宿舍樓門禁提示音的噪聲強度進行測量，得到門禁地點噪音的統計結果見表1.

從表1可見，宿舍樓門禁地點噪聲分貝值測量值最高均不超過90 dB；但是走訪和問卷顯示，宿舍管理員和低樓層同學認為門禁噪聲對個人生理心理產生有不利影響。

2 宿舍門禁報警聲音頻率實驗測量

為探究宿舍樓門禁系統不同頻率報警聲音對宿舍樓管理員及學生的影響情況，從管理員及學生中選取10名被試人員進行實驗，用聲音調頻裝置呈現不同聲音頻率，通過設計6種不同頻率提示音，研究在不同聲音頻率狀態下，測試被試人員閃光頻率融合狀況，通過分析實驗數據得到不同聲音頻率對工作狀態的影響以及最優聲音頻率范圍。

2.1 實驗設計

實驗借助聲音調頻裝置播放器呈現相同強度的相同提示聲音，通過調節不同聲音頻率，讓被試者在不同頻率聲音條件下通過閃光頻率融合器得出融合頻率，并記錄相應融合頻率。

2.2 實驗環境及實驗過程

實驗在學校宿舍樓真實環境下進行，無特殊其他干擾噪音影響。主要實驗裝置為閃光頻率融合器，聲音調頻裝置。

通過查閱文獻發現人耳能聽到的典型的聲音頻率范圍為100～800 Hz，因此，在選取聲音材料建立聲音庫時，對其按頻率對數6等份進行選取出6個不同頻率，分別為144，299，621，1 289，2 675與5 553 Hz，并通過試聽顯示人對這6種頻率的主觀判斷之間具有差異性。

由主試為被試介紹測試程的具體試驗裝置及操作方法，當其熟悉操作之后開始進行正式實驗。被試首先注視實驗裝置鏡筒里的白色閃光亮點，而后耳機會播放一種一定頻率的提示音，在提示音播放過程中被試10 Hz起由小到大調節頻率旋鈕使白色閃光亮點處于不閃狀態，記錄此時狀態閃點頻率融合值。然后在相同頻率的提示音條件下由50 Hz起，由大到小調節頻率旋鈕使白色閃光亮點處于不閃狀態，記錄此時狀態閃點頻率融合值。

2.3 結果分析

實驗得到在聲音強度固定下，6種不同頻率對閃點融合頻率影響的數據見表2.

從表2數據看出，在聲音強度固定的情況下，反應時隨頻率的變化幅度較小，閃點融合頻率的差異在12 Hz以內，可以忽略不計；表中數據計算方差可說明頻率對反應時的影響較小。

所以在門禁語音報警系統的設計中，可以較少考慮提示音頻率因素，若要考慮此因素，可以取在200～2 000 Hz段，因為此段閃點融合頻率大多為上升趨勢或者最高。

3 不同時段不同門禁警報聲對人的影響實驗測量

3.1 實驗設計

在噪聲刺激下人員的反應時可能發生變化[10]。通過測試平均反應時及失誤率指標，進一步對比不同時段、不同警報聲對人的平均反應時及失誤率的影響來確定哪一類警報聲在不同時段對人員影響更小，從而確定出在不同時段下更為適宜的警報聲。

3.2 實驗環境及實驗過程

實驗選用BD-V-510反應時測試儀，實驗背景噪聲選擇四類聲音進行對比，第一類為現有的宿舍樓門禁系統的警報聲，第二類為較舒緩的音樂，第三類為較歡快的音樂，第四類為讓人感覺到平靜的音樂。在四類聲音信號影響下，被試人員進行反應時測試。

3.3 結果分析

將不同時段、不同門禁警報聲音作用下人的反應時間及失誤率進行統計，見表3.其中反應時越短越好，失誤次數越小越好。

通過表3對比發現，不同時段、不同警報聲音作用下人的反應時及失誤率具有差異性。現有門禁警報聲刺激下，人的平均反應時相對較長，操作儀器的失誤率提高。

1）長期的宿舍樓門禁系統發出的警報聲確實會對人造成不良影響，有人會反應遲緩、精神不集中、失誤次數增多、作業效率低等問題出現。

2）早上時段，音效1的測試結果較優；中午時段，音效2測試結果較優；晚上時段，音效3測試結果較優。因此得出不同時間段、不同警報聲對人的影響是不同的。

3）關于門禁系統聲音類型的建議：根據實驗發現，早上人們更傾向于舒緩的聲音類型，中午人們更傾向于歡快的聲音類型，晚上人們更趨向于讓人感覺平靜的音樂，在相應的時間段采用相應的聲音類型會最大程度上減少對人的不良影響。

4 結 論

根據文中設計的宿舍門禁報警聲音頻率實驗測量、不同時段不同門禁警報聲對人的影響實驗測量兩組實驗，文中從人機工程角度出發，分析了宿舍門禁報警聲音對人員的不同影響。得出的結論如下：

1）宿舍樓門禁地點噪聲分貝值測量值雖然最高均不超過90 dB；但是尖銳刺耳的門禁警報聲音會給宿舍管理員和低樓層同學個人生理心理帶來不利影響，現有門禁系統報警聲音設置未充分考慮人機之間的適應性。

2）在其他相同條件下，一定范圍的不同聲音頻率對被試閃點融合頻率的影響程度差異性不顯著，在門禁報警系統的聲音設計中，可以較少考慮提示音頻率因素。

3）不同時段、不同警報聲音作用下人的反應時及失誤率具有差異性。現有門禁警報聲刺激下，人的平均反應時相對較長，操作儀器的失誤率提高，說明現有門禁警報聲長期作用于人體會產生不適感。

4）在門禁警報提示音方面，建議分時段播放不同聲音類型，將提高人的舒適感。早上建議設置為舒緩的提示音，中午建議設置為歡快的提示音，晚上建議設置為平靜柔和的提示音。本實驗研究可為改進優化門禁警報聲音提供參考。

參考文獻：

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