交通枢纽音频系统,从基础广播向智能互联与无障碍演进
伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔(Isambard Kingdom Brunel)无疑是位具有远见的工程师,但他或许无法预见,其设计的宏伟“铁路大教堂”——如伦敦帕丁顿站和布里斯托尔神庙米兹站,在不到百年的时间里,必须安装复杂的音响系统来播报列车到离信息。早期车站多被视为功能性建筑,甚至类似引擎棚,加之当时公共广播(PA)技术并非专为这类空间设计,导致交通音频系统长期背负着音质不佳的声誉。
20世纪80年代至90年代,定向扬声器、数字消息系统及更先进的网络分区技术的发展,为这一领域带来了转机。通过区域化路由,广播可精准送达特定区域而非整个建筑,这在紧急情况下尤为重要,能确保仅受影响区域的乘客知晓情况。这构成了语音报警(VA)及语音报警控制与指示设备(VACIE)系统的基础,此类系统在极端情况下仍被广泛集成使用。
声学挑战与技术升级
尽管技术显著进步,但交通音频系统仍需应对老旧建筑的内部结构以及新建项目中玻璃和裸露金属的流行趋势。这些安装难点叠加日益增长的客流,使得设计和安装PA/VA系统极具挑战性。Ambient Systems公司智能VES PA/VA平台开发商Neil Voce指出,2022年开通的伦敦伊丽莎白线(Elizabeth Line)采用了Zenitel品牌的PA系统,其声学设计在英国尚属首次;而在瑞典的一个改造项目中,运营商同意在某些区域使用吸音灰泥。
Voce表示:“伊丽莎白线可能是英国首批在初始设计上就注重声学处理的车站,这使得与乘客和员工的沟通比许多老车站更为直接。”除了提升乘客体验,系统可靠性也成为关注焦点,特别是消除单点故障。这反映了运营商对具备智能监控功能(涵盖可懂度、辅助聆听和维护历史)的高可靠性系统的迫切需求。
任何用于紧急情况的音响系统必须符合EN 54-16标准,这是火灾探测和报警系统整体规范的一部分。Biamp公司的Vocia平台即为此类代表,其产品经理Paul Hand介绍,该平台从底层验证了VACIE组件的可靠性,包括放大器的通道间故障转移功能,一旦出现故障,控制会自动切换至另一通道。
Hand强调:“我们具备监控麦克风的能力,确保拾音效果良好,直至放大器侧的冗余性。”EN 54-16方案还强制要求电池备份电源及辅助48V或直流输入,以确保断电后设备仍能传输消息。RCF工程支持集团总监Antonio Ferrari认为,现代安装需求远程诊断、冗余以及与楼宇管理系统的集成,安装实践变得更加严谨,强调调试、测量、校准以及顾问、集成商、建筑师和制造商之间的协调。

专业工具与精准声学建模
早在90年代初,业界曾乐观地认为交通音频开始改善,部分原因在于从消防承包商转向了专门的音频专家。然而30多年后,消防公司仍参与音频安装,但通常会联合兼具音频和铁路领域专长的公司。Voxiss便是此类系统集成商之一,其总监Steve Wilson指出,项目首要任务是生成需修正的故障日志。“我们无法在存在阻抗错误和其他故障的系统上签署EN54合规证书。”Wilson表示,系统对故障原因的敏感度提高,报告机制也更加完善,且必须是全监控体系。
现代扬声器设计在定向发声和提供清晰语音方面发挥了巨大作用。Wilson评论道,从变压器、高音单元到悬边和外壳,扬声器质量大幅提升。EASE(工程师增强声学模拟器)建模和BIM(建筑声学建模)技术的应用,极大地辅助了扬声器的选择。
Wilson补充道,在某些环境特别是复杂车站中,没有解决方案:“你可以安装20瓦的投射扬声器以Zui大音量达到所需的声压级,但正确的做法是利用制造商提供的EASE数据进行专业声学建模,理解音频锥体的范围及其受周围材料影响的程度。”
TOA Corporation UK的管理总监兼技术总监Ian Bridgewater同意初始设计的重要性。“专业的音频配置工具允许工程师在虚拟环境中重现空间,考虑材料和尺寸(如天花板高度),从而为整个项目制定具体解决方案。”

无障碍技术与未来趋势
在扬声器类型方面,Bridgewater指出长距离线阵列适合外部区域,以Zui小化垂直声扩散并减少噪音干扰;而支持IP网络的号角扬声器则适用于铁路站台,减少了布线需求。KEENFINITY集团(原博世安防与通信系统业务,现独立运营)的销售技术支持工程师Jan Dańczak认为,启用DSP的扬声器正变得更为普遍。“波束成形往往是解决声学挑战空间可懂度的关键。”
KEENFINITY还开发了一款100瓦半定向声投射扬声器,由大型圆盘阵列中的多个小扬声器组成。PA/VA全球技术支持总监Maarten Wings解释,单个单元可安装在开放空间上方以覆盖整个区域。“通过自动音量控制和自动增益控制,我们可以确保良好的语音可懂度。”
除天花板扬声器和可转向数字系统外,柱式、紧凑型线阵列和定向点源系统也是交通项目设计师和集成商的选择。AtlasIED推出了适用于机场的IPX系列IP扬声器、吊挂模型、寻呼号角及Aimline柱式阵列等。RCF也提供柱式、号角和吊挂产品。Antonio Ferrari观察到,选择哪一系列取决于空间几何形状,“延迟对齐和适当调音对于改善直达声与混响声的比例并保持清晰的语音重放至关重要。”
如今,车站和机场已不仅仅是交通枢纽,更成为目的地本身。大型省级或大都市车站往往成为包含商店、酒吧、餐厅和多厅影院的综合开发中心,甚至包括住宅区。因此,控制大厅和站台的噪音变得愈发关键。许多铁路PA系统现在在公共区域播放背景音乐,以营造无压力的环境氛围。
在无障碍发展方面,帕丁顿站贝克卢线售票处的翻新是一个典型案例。随着无台阶通道和开放式设计的应用,车站吸引力大增。今年早些时候,帕丁顿站开设了一个新的辅助旅行休息室,提供感应线圈供听障乘客使用。尽管感应线圈是辅助聆听系统(ALS)中Zui古老的形式,占据交通领域70%至80%的安装基础,但其局限性日益显现:用户需寻找特定热点连接助听器,且安装需专门基础设施。
Voxiss的Steve Wilson指出,尽管感应线圈有益,但随着助听器制造商逐渐远离该技术,其有效性正在下降。Voxiss正在将IP放大器集成到车站“家具”中,如信息亭和车站时钟,以提供本地化消息。Futuresource的研究显示,需求正转向蓝牙低功耗(BLE)音频和Auracast广播。Futuresource个人电子顾问Saranraj Mathivanan表示:“Auracast处于早期阶段,但增长由设备生态系统驱动。预计到2029年,消费级耳机对Auracast的渗透率将达到约47%,助听器可能更快从目前的3%增至60%。”
Ampetronic等ALS开发商已推出基于Auracast的系统。业务发展 Hoskin表示,交通运营商正在寻求解决感应线圈的基础设施和覆盖缺陷。“Auracast是蓝牙标准且设备无关,这与助听器中感应线圈接收器过去40多年的工作方式非常契合。”Hoskin补充道:“它允许用户无需依赖额外技术即可访问音频。随着大量消费制造商采用该标准,我们不仅可将其作为助听器的辅助聆听工具,还可向自带设备的用户提供音频。”
尽管存在挑战,今天的正使交通枢纽音频发生巨大变化。音频供应商和集成专业人员正努力工作以改善现状,虽然完美尚难企及,但技术进步已显著提升了乘客体验与系统效能。