学生宿舍门禁报警装置噪声优化实验研究

王莉

摘 要：长期暴露在噪声下人员健康将受到影响。为了研究门禁装置警报声音频率大小及不同时段不同警报声对相关人员的影响，通过对学生宿舍门禁报警声音频率6等份进行选取出6个不同频率，分别为144，299，621，1 289，2 675与5 553 Hz，利用闪光频率融合实验装置，在保证警报声音强度相同的条件下对10名被试人员开展10组实验；利用反应时测试仪测试3个时间段、4类警报声对人的影响。研究表明，在其他相同条件下，一定范围的不同声音频率对被试闪点融合频率的影响程度不明显，在门禁报警系统的声音设计中，可以较少考虑提示音频率因素；不同时段不同警报声对人的影响具有差异性，早上人更倾向于舒缓的音乐，中午人更倾向于欢快的提示音，晚上人更倾向于安静柔和的提示音。本实验研究对于门禁警报声音的设计优化具有现实意义和理论意义。

关键词：门禁报警装置；警报声音频率；闪点融合频率；噪声

中图分类号：X 936 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2016）05-0529-04

0 引 言

作为大学宿舍楼安全防护系统的组成部分，门禁报警系统在一定层面上起着极其重要的警示作用。其主要目的是通过报警声音来提醒宿舍楼管理人员防止陌生人进入，从而保护在校学生人身与财产安全。但是因为宿舍环境的特殊性以及不同时间段人流峰值的不同，常使报警声音频频响起，声音又尖锐刺耳，长期处在这种尖锐声音环境之下，宿舍楼管理老师以及低楼层的同学们受到一定影响。噪声对人的心理和生理的影响是非常复杂的[1]，是多方面的（如烦恼、语言干扰、行为妨害等）。

因此，文章以门禁系统报警声音及频率为研究对象，从人因工程角度，对门禁报警系统的声音进行实验模拟，为门禁报警系统提出优化建议。

1 噪声对人体的影响

1.1 噪声概念

环境噪声，是指在工作场所，工业生产场地、建筑施工工地、交通运输路段和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。社会生活噪声是指人为活动所产生的除工业噪声、建筑施工噪声和交通运输噪声之外的干扰周围生活环境的声音[2]。主要包括居民生活、工作中以及营业性文化娱乐场所和商业经营活动中使用的设备、设施等产生的噪声。

1.2 人体可接受噪声范围

大量实验表明，在超过85 dB的噪声作用下，大脑皮质的兴奋和抑制失调，导致条件反射异常，出现头疼、头晕、失眠、多汗、恶心、记忆力减退、反应迟缓等；而噪声对心血管系统的慢性损伤作用，一般发生在80～90 dB的噪声强度下[3]。实验研究还表明，噪声使胃的收缩机能和分泌机能降低。另外，噪声对人心理的影响主要表现在引起人的烦恼情绪[4-5]。

1.3 宿舍楼门禁地点噪声测量

从保护人们的听力和身体健康方面来讲，噪声的允许值在 75～90 dB[6]，但是有时噪声的分贝值不能正确反映人对噪声的主观感觉，产生的噪声烦躁程度因人而异[7-9]，对于心理健康方面的影响可以用噪声的主观评价来衡量。

采用分贝仪对西安某高校学生宿舍楼门禁提示音的噪声强度进行测量，得到门禁地点噪音的统计结果见表1.

从表1可见，宿舍楼门禁地点噪声分贝值测量值最高均不超过90 dB；但是走访和问卷显示，宿舍管理员和低楼层同学认为门禁噪声对个人生理心理产生有不利影响。

2 宿舍门禁报警声音频率实验测量

为探究宿舍楼门禁系统不同频率报警声音对宿舍楼管理员及学生的影响情况，从管理员及学生中选取10名被试人员进行实验，用声音调频装置呈现不同声音频率，通过设计6种不同频率提示音，研究在不同声音频率状态下，测试被试人员闪光频率融合状况，通过分析实验数据得到不同声音频率对工作状态的影响以及最优声音频率范围。

2.1 实验设计

实验借助声音调频装置播放器呈现相同强度的相同提示声音，通过调节不同声音频率，让被试者在不同频率声音条件下通过闪光频率融合器得出融合频率，并记录相应融合频率。

2.2 实验环境及实验过程

实验在学校宿舍楼真实环境下进行，无特殊其他干扰噪音影响。主要实验装置为闪光频率融合器，声音调频装置。

通过查阅文献发现人耳能听到的典型的声音频率范围为100～800 Hz，因此，在选取声音材料建立声音库时，对其按频率对数6等份进行选取出6个不同频率，分别为144，299，621，1 289，2 675与5 553 Hz，并通过试听显示人对这6种频率的主观判断之间具有差异性。

由主试为被试介绍测试程的具体试验装置及操作方法，当其熟悉操作之后開始进行正式实验。被试首先注视实验装置镜筒里的白色闪光亮点，而后耳机会播放一种一定频率的提示音，在提示音播放过程中被试10 Hz起由小到大调节频率旋钮使白色闪光亮点处于不闪状态，记录此时状态闪点频率融合值。然后在相同频率的提示音条件下由50 Hz起，由大到小调节频率旋钮使白色闪光亮点处于不闪状态，记录此时状态闪点频率融合值。

2.3 结果分析

实验得到在声音强度固定下，6种不同频率对闪点融合频率影响的数据见表2.

从表2数据看出，在声音强度固定的情况下，反应时随频率的变化幅度较小，闪点融合频率的差异在12 Hz以内，可以忽略不计；表中数据计算方差可说明频率对反应时的影响较小。

所以在门禁语音报警系统的设计中，可以较少考虑提示音频率因素，若要考虑此因素，可以取在200～2 000 Hz段，因为此段闪点融合频率大多为上升趋势或者最高。

3 不同时段不同门禁警报声对人的影响实验测量

3.1 实验设计

在噪声刺激下人员的反应时可能发生变化[10]。通过测试平均反应时及失误率指标，进一步对比不同时段、不同警报声对人的平均反应时及失误率的影响来确定哪一类警报声在不同时段对人员影响更小，从而确定出在不同时段下更为适宜的警报声。

3.2 实验环境及实验过程

实验选用BD-V-510反应时测试仪，实验背景噪声选择四类声音进行对比，第一类为现有的宿舍楼门禁系统的警报声，第二类为较舒缓的音乐，第三类为较欢快的音乐，第四类为让人感觉到平静的音乐。在四类声音信号影响下，被试人员进行反应时测试。

3.3 结果分析

将不同时段、不同门禁警报声音作用下人的反应时间及失误率进行统计，见表3.其中反应时越短越好，失误次数越小越好。

通过表3对比发现，不同时段、不同警报声音作用下人的反应时及失误率具有差异性。现有门禁警报声刺激下，人的平均反应时相对较长，操作仪器的失误率提高。

1）长期的宿舍楼门禁系统发出的警报声确实会对人造成不良影响，有人会反应迟缓、精神不集中、失误次数增多、作业效率低等问题出现。

2）早上时段，音效1的测试结果较优；中午时段，音效2测试结果较优；晚上时段，音效3测试结果较优。因此得出不同时间段、不同警报声对人的影响是不同的。

3）关于门禁系统声音类型的建议：根据实验发现，早上人们更倾向于舒缓的声音类型，中午人们更倾向于欢快的声音类型，晚上人们更趋向于让人感觉平静的音乐，在相应的时间段采用相应的声音类型会最大程度上减少对人的不良影响。

4 结 论

根据文中设计的宿舍门禁报警声音频率实验测量、不同时段不同门禁警报声对人的影响实验测量两组实验，文中从人机工程角度出发，分析了宿舍门禁报警声音对人员的不同影响。得出的结论如下：

1）宿舍楼门禁地点噪声分贝值测量值虽然最高均不超过90 dB；但是尖锐刺耳的门禁警报声音会给宿舍管理员和低楼层同学个人生理心理带来不利影响，现有门禁系统报警声音设置未充分考虑人机之间的适应性。

2）在其他相同条件下，一定范围的不同声音频率对被试闪点融合频率的影响程度差异性不显著，在门禁报警系统的声音设计中，可以较少考虑提示音频率因素。

3）不同时段、不同警报声音作用下人的反应时及失误率具有差异性。现有门禁警报声刺激下，人的平均反应时相对较长，操作仪器的失误率提高，说明现有门禁警报声长期作用于人体会产生不适感。

4）在门禁警报提示音方面，建议分时段播放不同声音类型，将提高人的舒适感。早上建议设置为舒缓的提示音，中午建议设置为欢快的提示音，晚上建议设置为平静柔和的提示音。本实验研究可为改进优化门禁警报声音提供参考。

参考文献：

[1] 郭桂梅，邓欢忠，韦献革，等.噪声对人体健康影响的研究进展[J].职业与健康，2016（5）：713-716.

[2] 郑 镇，黄丽华.浅议社会生活噪声污染的防治[J].四川环境，2016，35（2）：157-161.

[3] 刘志硕，申金升，卫振林.我国职业噪声危害成因分析及总体控制对策[J].中国安全科学学报，2003，13（12）：56-59，1.

[4] 丁嘉顺，吴德元，蔡志军，等.噪声危害防護措施评价分析[J].实用预防医学，2011（9）：1 680-1 682

[5] 冯 阳.与时俱进的人类工效学[J].南京工业大学学报：社会科学版，2004（4）：71-75.

[6] GBZ 188-2007.职业健康监护技术规范[S].2007.

[7] 李 磊.矿工不安全行为形成机理及组合干预研究[D].西安：西安科技大学，2014.

[8] 刘轶松.安全管理中人的不安全行为的探讨[J].西部探矿工程，2005，9（6）：226-228.

[9] 叶 键，职业噪声危害及防护[J].劳动理论与实践，1998（6）：22.

[10]莫秋云，李文彬，高双林.木工宽带砂光机噪声对人体心率的影响[J].北京林业大学学报，2004，26（3）：64-66.