上下班準(zhǔn)時(shí)響起的鈴聲，商場舒緩的背景音樂， 火車站緊急的尋人廣播，這些都是公共廣播系統(tǒng)典型的應(yīng)用。公共廣播系統(tǒng)是由統(tǒng)一控制的主機(jī)柜和分散在所需覆蓋的區(qū)域中的揚(yáng)聲器組成的單向通信 系統(tǒng)。主機(jī)柜是整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要有聲音輸入設(shè)備、廣播功率放大器、廣播分區(qū)器、報(bào)警信號(hào)發(fā)生器和電源裝置等組成。例如在播放背景音樂時(shí)， 通過 CD機(jī)讀取背景音樂，經(jīng)廣播功率放大器放大， 在所選擇的區(qū)域進(jìn)行背景音樂播放。但當(dāng)有緊急事件發(fā)生時(shí)，如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，此時(shí)的背景音樂被靜音， 緊急播放由報(bào)警信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成 

        在船舶及海洋工程中，公共廣播及通用報(bào)警系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能和以上類似。系統(tǒng)基本構(gòu)成如圖 1 所示。

1.1 系統(tǒng)輸入及其控制 

        為了向公共廣播及通用報(bào)警系統(tǒng)提供廣播用的聲頻模擬信號(hào)，需要配置信號(hào)源設(shè)備，主要包括話筒、遠(yuǎn)程尋呼臺(tái)、報(bào)警信號(hào)發(fā)生器、調(diào)諧器和 CD 播放機(jī)等。話筒又稱麥克風(fēng)，是一種將聲信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)的電聲器件。話筒多是座式或手握式的，還會(huì)帶有輔助輸入、音量調(diào)節(jié)和電平指示等功能。為了實(shí)現(xiàn)分區(qū)廣播，話筒常和分區(qū)控制鍵組合在一起， 構(gòu)成遠(yuǎn)程尋呼臺(tái)，這也是船上最常見的遙控站。

        報(bào)警信號(hào)發(fā)生器通常安裝在主機(jī)柜內(nèi)，它的主要作用是產(chǎn)生不同類型的警笛，作為通用報(bào)警的輸入。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，廣播系統(tǒng)就能將這些特殊的警笛發(fā)生出去，起到提醒、警示和引導(dǎo)的作用。 

        在船舶和海洋工程中，報(bào)警通常分為緊急通用報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警、可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警和有毒氣體泄漏報(bào)警等。每種報(bào)警的警笛類型不同，用以方便船上人員區(qū)分是何種突發(fā)狀態(tài)。其中，船級(jí)社對(duì)緊急通用報(bào)警的警笛類型有明確的規(guī)定，為標(biāo)準(zhǔn)的七短一長信號(hào)向全船人員發(fā)出，提醒并召喚全船人員至 緊急集合區(qū)域。其他的報(bào)警可以根據(jù)不同的船東要求來分別定義。 

        分配于船舶不同區(qū)域的報(bào)警裝置可以手動(dòng)觸發(fā)以上各種報(bào)警。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的自動(dòng)化， 通用報(bào)警系統(tǒng)可以隨時(shí)接收火災(zāi)氣體探測系統(tǒng)送出的情況異常信號(hào)，如船舶失火、可燃?xì)怏w泄漏和有毒氣體泄漏等，并自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，向全船發(fā)出報(bào)警警笛。 

        公用廣播及通用報(bào)警系統(tǒng)有多種不同的信號(hào)源，為了使最緊急的事情在第一時(shí)間播發(fā)，需要給系統(tǒng)中所有的信號(hào)源以不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的可以越控低優(yōu)先級(jí)的輸入信號(hào)。在所有的輸入信號(hào)中，應(yīng)急廣播往往設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)，其次依次是各種報(bào)警信號(hào)，最后才是普通廣播及背景音樂等。 由于船上船艙內(nèi)通常都配有用于娛樂的有線電視系統(tǒng)，為便于有效收聽到應(yīng)急廣播及報(bào)警信息，在這 類信息播發(fā)時(shí)，娛樂系統(tǒng)的聲音信號(hào)會(huì)被強(qiáng)制屏蔽。

        對(duì)于在哪些處所布置尋呼臺(tái)和報(bào)警裝置，船舶及海洋工程相關(guān)規(guī)范給出了明確要求，比如，需在應(yīng)急響應(yīng)中心、駕駛室、機(jī)控室、壓載控制室、 升降控制室和鉆井控制臺(tái)附近配置尋呼臺(tái)和報(bào)警裝 置。在主要控制站（包括駕駛室、無線電室）、鉆井控制臺(tái)附近配置手動(dòng)觸發(fā)通用報(bào)警裝置。如安裝在露天甲板處，則需加裝水密箱。在海洋工程項(xiàng)目， 需要考慮在適當(dāng)區(qū)域（如 DCC 房間）配置適用于 2 類危險(xiǎn)區(qū)的設(shè)備。

1.2 揚(yáng)聲器及廣播功率放大器 

        揚(yáng)聲器的作用于話筒剛好相反，是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)成聲信號(hào)的電聲器件，以實(shí)現(xiàn)聲音的再現(xiàn)。揚(yáng)聲器的主要技術(shù)指標(biāo)有：額定功率、額定輸入電壓、 靈敏度級(jí)、最大聲壓等級(jí)、頻率響應(yīng)特性、失真度、 指向特性等。在選擇廣播揚(yáng)聲器時(shí)，需注意揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)至少不劣于 0.25 kHz～4 kHz。 

        由于幾個(gè)強(qiáng)度不同的聲音同時(shí)達(dá)到耳朵時(shí)，強(qiáng)的聲音會(huì)遮蔽弱的聲音，即我們只會(huì)聽到（注意到）強(qiáng)的那個(gè)聲音。因此，國際海事組織 IMO對(duì)不同 區(qū)域的系統(tǒng)聲壓等級(jí)有如下要求： 

        1）通用報(bào)警系統(tǒng)在所有起居處所及正常工作處所均能聽到該系統(tǒng)的報(bào)警。內(nèi)外部報(bào)警音響的最小聲壓等級(jí)應(yīng)為 80 dB（A），并應(yīng)至少高于船舶一般設(shè)備操作產(chǎn)生的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 10 dB（A）。在艙內(nèi)睡眠位置和艙內(nèi)盥洗室中的聲壓等級(jí)至少為 75 dB（A）， 并應(yīng)高出環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn) 10 dB（A）。 

        2）廣播系統(tǒng)應(yīng)能向船員及乘客提供廣播信息， 廣播應(yīng)急通告的最小聲壓等級(jí)應(yīng)該為：內(nèi)部處所 75 dB（A），并應(yīng)至少高于講話干擾標(biāo)準(zhǔn) 20 dB（A）； 外部處所 80 dB（A），并應(yīng)至少高于講話干擾標(biāo)準(zhǔn) 15 dB（A）。 

        3）在任何情況下，PAGA 系統(tǒng)的最大聲壓等級(jí)為 120 dB（A）。 為滿足 IMO的要求，選擇適當(dāng)?shù)膿P(yáng)聲器靈敏 度、功率和數(shù)量就顯得尤為重要。 對(duì)于室外廣播，其聲壓可按點(diǎn)聲源在自由場的 衰減規(guī)律來估算，即：

 Lp=L+10 log P-20 log r 

        對(duì)于室內(nèi)廣播，需考慮房間對(duì)聲音的反射及吸 收作用，可用下列公式進(jìn)行估算： 

式中，Lp 為聽音點(diǎn)的聲壓級(jí)，dB；L 為揚(yáng)聲器 的靈敏度，dB；P 為饋給揚(yáng)聲器的電功率，W；r 為聽音點(diǎn)與揚(yáng)聲器之間的距離，m；R 為房間常數(shù)， m2 ；Q 為指向性因數(shù)。 

        由于計(jì)算公式復(fù)雜，且船上揚(yáng)聲器的數(shù)量多， 覆蓋范圍廣，推薦使用專業(yè)的聲學(xué)設(shè)計(jì)軟件，對(duì)聲場進(jìn)行模擬分析，選擇出合適的揚(yáng)聲器數(shù)量及布置位置等相關(guān)參數(shù)。 

        在選擇揚(yáng)聲器時(shí)，除要考慮揚(yáng)聲器的以上基本參數(shù)外，仍需根據(jù)實(shí)際安裝位置選擇不同的安裝形式和防護(hù)等級(jí)的揚(yáng)聲器。此外，需根據(jù)全船危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖，依據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)布置相應(yīng)的防爆揚(yáng)聲器。 海洋工程項(xiàng)目中需要和通風(fēng)專業(yè)協(xié)調(diào)，考慮應(yīng)急停止系統(tǒng)的切斷邏輯，所選擇的揚(yáng)聲器應(yīng)滿足規(guī)范關(guān)于棄船后仍需使用系統(tǒng)設(shè)備（包括公用廣播報(bào)警系 統(tǒng)）適用于2 類危險(xiǎn)區(qū)的要求。 

        對(duì)于背景噪音大于 85 dB（A）的處所，相關(guān)船級(jí) 社［1］還要求配備閃光燈作為揚(yáng)聲器的一種輔助手段，來提示不同類型的報(bào)警。 在船舶上及海洋平臺(tái)上，同一時(shí)間，有的人在工作，有的人在休息。為了不影響無關(guān)區(qū)域的人， 需要對(duì)公共廣播及通用報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)�？� 以分為生活區(qū)、工作區(qū)和鉆井區(qū)等。由安裝在主機(jī)柜內(nèi)的分區(qū)器，把輸入的聲頻信號(hào)分配到不同的廣 播功率放大器，輸出到不同分區(qū)的揚(yáng)聲器。分區(qū)器同時(shí)具有強(qiáng)插功能，以便緊急信號(hào)可以向全船廣播。 在設(shè)計(jì)揚(yáng)聲器的回路時(shí)，需要考慮在一個(gè)回路中， 只能連接同一個(gè)分區(qū)的揚(yáng)聲器。 

        通常，公共廣播信號(hào)使用“高電壓、小電流” 的方式傳輸，所以廣播功放需要提供高壓信號(hào)。通常廣播功放都內(nèi)置輸出變壓器，用以提升其輸出電 壓，成為定壓式系統(tǒng)。定壓式系統(tǒng)的標(biāo)稱傳輸電壓可以為 70 V/100 V/120 V 等。相應(yīng)地，典型的廣播揚(yáng)聲器為定壓式揚(yáng)聲器，它們是高阻的，有內(nèi)置的用于阻抗變換的線間變壓器。其輸入端也標(biāo)有 70 V /100 V/120 V 等標(biāo)示適用電壓規(guī)格。配接廣播揚(yáng)聲器時(shí)，不必計(jì)算它們的阻抗，只需其適用電壓規(guī)格同廣播線路的標(biāo)稱傳輸電壓相符就可以，但是同一 回路中的揚(yáng)聲器的總功率不能大于驅(qū)動(dòng)該回路的廣 播功率放大器的額定輸出功率，并且需要留有一定 的余量用于以后的擴(kuò)展。

1.3 傳輸電纜 

        由于系統(tǒng)采用高壓傳輸，廣播線路一般只需要 普通的雙絞線即可。在選擇雙絞線時(shí)，定壓式公共 廣播系統(tǒng)同其它系統(tǒng)一樣，需要考慮線路的損耗。 當(dāng)傳輸電壓為 100 V，傳輸電纜為銅線，廣播揚(yáng)聲 器延線路均勻分布，且允許傳輸損耗為 3 dB 時(shí)，可 以用以下公式進(jìn)行估算：

2 海洋工程項(xiàng)目特殊要求 

        海洋工程項(xiàng)目的危險(xiǎn)系數(shù)往往高于普通的船 舶，并且不能及時(shí)靠岸維修。為了保證系統(tǒng)更可靠地穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)船級(jí)社對(duì)此系統(tǒng)提出了比普通船 舶更高的要求。 

        以挪威船級(jí)社［3］為例，海洋工程項(xiàng)目中要求公共廣播及通用報(bào)警系統(tǒng)中所有部件，包括公共廣播主機(jī)、分區(qū)器、功率放大器、電纜、揚(yáng)聲器和閃光 燈等，需要提供雙套配置（如 A 系統(tǒng)和 B 系統(tǒng)）， 且雙套配置的主機(jī)柜需分別位于不同的區(qū)域，以防止其中一個(gè)機(jī)柜的損壞影響另一套系統(tǒng)。在每個(gè)廣 播服務(wù)器區(qū)同樣需要配置不同子系統(tǒng)的揚(yáng)聲器。在高背景噪音區(qū)，閃光燈也需雙套配置，且每個(gè)揚(yáng)聲器需要配置用于短路保護(hù)的裝置，如熔斷器。 

3 結(jié)論 

        公共廣播及通用報(bào)警系統(tǒng)是船舶及海洋工程中的一個(gè)重要系統(tǒng)，當(dāng)有突發(fā)意外時(shí)，此系統(tǒng)的好壞會(huì)影響人員是否快速發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的存在，并離開危險(xiǎn)處所及正確逃生。因此在設(shè)計(jì)此系統(tǒng)時(shí)，需充分考慮各個(gè)因素的影響，以完成最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

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