Тонкости речевого оповещения, или Что выбрать для небольшого объекта

Конец лета - самая жаркая пора отпусков. Идешь по главной улице приморского городка - вокруг множество кафе, ресторанчиков, магазинов к удовольствию отдыхающих. Большинство из них с точки зрения организации систем оповещения относятся к малым и средним объектам (если заведение не расположено в каком-либо торгово-развлекательном центре весьма внушительных размеров). ТРЦ обычно укомплектованы по всем правилам, в том числе и по небезызвестным СП 3.13130.2009, и с оповещением там более или менее все ясно - применяются специализированные системы в комбинации со 100-вольтовыми линиями и громкоговорителями. С небольшими объектами все не так просто

Роман Мишин
Технический директор компании Schneider Intercom

Обычно владельцы даже самых маленьких заведений имеют в своем распоряжении какое-нибудь звуковоспроизводящее устройство, основной целью которого является создание приятной звуковой атмосферы в помещении. Немного реже аудиотехника применяется и для привлечения внимания прохожих. Вопрос в том, могут ли подобные устройства использоваться для оповещения и информирования посетителей, в том числе и в аварийных ситуациях?



Сложность простых систем

Кажется, что видимых на первый взгляд препятствий на пути применения аудиотехники в целях обеспечения безопасности нет - была бы только возможность подключения микрофона и вход для подключения источника внешних звуковых сигналов. Но лишь на первый взгляд всетаклегко.

Первая проблема - это ограниченная возможность применения, связанная с тем, что практически все подобные системы до недавнего времени не оснащались устройствами обеспечения автоматического включения при тревожном событии и сертифицировать аудиосистему в качестве СОУЭ по требованиям ГОСТ Р 53325 просто невозможно Исходя из этого, область применения сужается до небольших магазинов или иных помещений, для которых внедрение таких систем вообще необязательно. Тем не менее многие владельцы небольших заведений используют аудиосистемы с низкоомным подключением не только для трансляции музыки, но и для подачи объявлений.

Идем дальше. Допустим низкоомная система или усилитель все же имеют все необходимые средства для применения их в качестве устройств оповещения (такие хотя и немногочисленные устройства все же имеются на рынке). Как правило, это небольшие аудиосистемы, и в подавляющем большинстве случаев количество громкоговорителей в них ограничивается несколькими единицами. Но само по себе малое количество динамиков не может служить препятствием. Проблема кроется в другом: при низкоомном подключении сигнал в линии громкоговорителей, конечно, может достигать весьма значительных мгновенных величин по напряжению, но усредненное значение этого параметра очень и очень мало. Как следствие, требуется хорошее экранирование для ослабления внешних электрических наводок, иначе при длине линии более 1 5 м и присутствии рядом силовых кабелей или электротехнического оборудования звук станет ощутимо хуже. Но и это еще не все.

Как известно, потери в линии при ненулевом ее сопротивлении обратно пропорциональны величине напряжения в ней. Таким образом, при низком напряжении неизбежно сильное ослабление полезного сигнала даже при небольшом расстоянии от источника до потребителя. Для снижения потерь необходимо или уменьшить это расстояние, или снизить сопротивление путем увеличения сечения проводов, питающих громкоговоритель.

Оба способа накладывают жесткие ограничения на использование обычных аудиосистем для целей трансляции и оповещения. В качестве иллюстрации приведем методику расчета минимального сечения кабеля подключения громкоговорителей в аудиосистемах.

Как рассчитать сечение кабеля

Для системы оповещения расчет сечения кабеля линии при заданной длине ведется для заданного допустимого значения падения напряжения в линии (ипад) последующим параметрам:

  • напряжение в линии - U;
  • длина линии - L;
  • потребляемая мощность - Р.

Величина падения напряжения:

где I -ток в линии.

где - удельное сопротивление материала (для меди - 0,0175 Ом-мм2/м):

Отсюда находим выражение для расчета сечения кабеля:

В случае, когда необходимо вычислить максимальную протяженность линии, зная сечение используемого кабеля и заданное падение напряжения, применяется следующая формула:

Из приведенных формул явно видно: чем выше напряжение в линии, тем меньшее сечение кабеля требуется для создания линии определенной длины и тем более длинную линию оповещения можно организовать при известном сечении кабеля.

Ограничения низковольтных систем

Казалось бы, все ясно: предел использования низковольтных систем - небольшие объекты площадью несколько десятков квадратных метров. Однако низковольтные системы имеют еще один недостаток, дополнительно ограничивающий область их использования. Они, за редким исключением, не имеют возможности контроля исправности линии, и тем более отдельного динамика. Отсутствие такой возможности - это не стремление удешевить аппаратуру, а принципиальная особенность.

Все современные способы контроля используют в той или иной мере пропускание специального сигнала по линии громкоговорителей во время трансляции. В низковольтной цепи такой сигнал - сравнимый с амплитудой полезного сигнала - способен вызвать чувствительные нежелательные эффекты. Да и к чему эта возможность, ведь низковольтные аудиосистемы, как правило, оснащаются низкоомными динамиками, а их необходимо правильно подключить, причем учитывая, что сопротивление выходного каскада оконечного усилителя равно сопротивлению одной акустической системы. При таких обстоятельствах много громкоговорителей, как ни старайся, не подключишь.

Учитывая особенности низковольтных систем, описанные выше, поясним, почему их нежелательно использовать в качестве трансляционных устройств даже для весьма небольших заведений и почему недавно появились трансляционные системы, специально предназначенные для малых и средних объектов.

Типичный подход

Поскольку даже в малом магазинчике или кофейне есть по крайней мере две акустически разделенные зоны (клиентская и технологическая), то одним громкоговорителем не обойдешься.

Иногда выходят из положения следующим образом: одну колонку стереосистемы размещают в клиентской зоне - другую в технологической. Конечно же, это не совсем правильно, поскольку, во-первых, очень сильно искажается звучание стерео про грамм, а во-вторых, если вы находитесь в одной из зон, не всегда понятно (при отсутствии контроля линии), работает ли колонка в другом помещении. К тому же и 10 м для низковольтной системы - расстояние, способное весьма испортить качество воспроизведения и разборчивость речи. Последнее обстоятельство в решающий момент может дорого обойтись владельцу заведения.

Специальные решения для небольших объектов

Благодаря развитию технологий и культуры ведения бизнеса в передовых странах на российском рынке появились недорогие трансляционные системы, специально предназначенные для малых и средних объектов. Они позволяют оборудовать заведение более чем двумя колонками, создавать равномерное комфортное звуковое поле и соблюдать требования норм по громкости и разборчивости объявлений.

Для сведения к минимуму пространственных искажений в таких системах используется только монофонический звук, а для уменьшения потерь сигнала - высоковольтные линии оповещения с трансформаторным питанием громкоговорителей. Такое оборудование имеет возможность функционального контроля за линиями громкоговорителей и основными элементами системы, однако глубина этого контроля зависит от класса системы и возможностей производителя.

1. Для малых систем, как правило, ограничиваются только контролем усилителя и неразветвленных линий оповещения.

2. В настоящее время часто используется метод, при котором возможно постоянное наблюдение за линией путем периодического пропускания специального сигнала - так называемого пилоттона, неслышного для пользователей системы с последующим измерением разницы уровня сигнала. При превышении некоторого порогового значения этой разницы выдается сигнал о неисправности линии. Такой способ зарекомендовал себя как весьма простой и надежный и взят на вооружение большинством производителей трансляционного оборудования.

3. Системы рангом повыше имеют средства контроля, позволяющие отслеживать неисправности вплоть до отдельного динамика. Конечно, это требует не только ресурсов центрального оборудования, но и установки специальных модулей, наблюдающих за ветвью линии и отдельным громкоговорителем. Поскольку и отдельные ветви, и тем более динамики включаются в основную линию параллельно, то при отказе одной из ветвей или отдельного громкоговорителя условия прохождения сигнала по основной линии мало изменятся и простая система контроля по изменению общего сопротивления линии или по ослаблению сигнала попросту не сработает. Налицо необходимость оснащения дополнительными модулями контроля.

Помимо резкого удорожания такой системы, увеличиваются затраты на монтаж и настройку. Потребуется и более высокая квалификация монтажного и обслуживающего персонала И наконец, самое главное - с ростом числа элементов системы повышается вероятность возникновения неисправности. Поэтому модули контроля, устанавливаемые в линию, обязаны иметь высочайшую надежность, что, несомненно, сказывается на цене. Но все же полностью исключить возникновение отказа по вине элементов наблюдения и контроля нельзя.

Оповещение нового поколения

Совсем недавно вследствие развития технологий передачи аудиоданных на рынке появились системы с новой архитектурой. Они позволяют строить относительно дешевые распределенные системы оповещения масштаба торгово-развлекательного центра, кампуса, улицы или даже небольшого населенного пункта. К тому же можно, не нарушая целостности, дробить такую систему на множество логически независимых малых.

Суть нового подхода такова: от центрального контроллера системы прокладываются линии цифровой передачи сигнала, причем и аудио, и сигнализация, и команды управления передаются всего по двум проводам или сетевой IP-инфраструктуре. Абонентами системы являются как вызывные станции, так и усилители, имеющие полные возможности функционального контроля. Естественно, абоненты могут работать как сообща, так абсолютно независимо, благодаря логическому разделению сегментов подобной системы. Это значит, что в штатном режиме каждый из таких сегментов может транслировать свою музыку или объявления, а при возникновении общей чрезвычайной ситуации все устройства могут получать сигнал от главного оператора или от региональной системы оповещения. Поскольку в каждом сегменте располагается только абонентское оборудование (вызывная станция, усилители и громкоговорители), владельцы небольших заведений могут быть избавлены от необходимости покупать собственную систему - теперь есть возможность использовать общую систему как абонентский сервис, подобно подзабытым радиоточкам. При этом в штатном режиме в каждом заведении (абонентской зоне) транслируется своя музыка и объявления.

Как говорится, новое - это хорошо забытое старое, и технология, некогда созданная для радиотрансляционной сети репродукторов, с учетом современного развития открывает бизнесу новые возможности.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2012