Новейшие технологии в системах эвакуации. Звуковое восприятие в чрезвычайных ситуациях.

Представьте здание, где зафиксирован большой уровень задымления. Звучит пожарная сигнализация. Необходимо немедленно покинуть здание. Жизненно важный вопрос в этой ситуации: как пройти к выходу? В большинстве зданий эвакуационные выходы обозначены визуальными средствами: набором знаков, символами, надписями. Однако даже при относительно низком уровне задымления все эти знаки сразу же станут не видны. Выход из помещений также трудно найти в зонах с большим количеством визуальных помех, таких как аэропорт или торговые галереи. Самое эффективное решение названной проблемы — использование звука, поскольку люди могут его слышать даже в дыму. Если звук использовать для определения точек выхода из помещений, то люди должны иметь возможность сначала определить, с какой стороны доносится звук, затем направление, в котором им необходимо двигаться. Чтобы стать направляющим, звук должен быть широкополосным, то есть содержать основные наборы частот, находящиеся в диапазоне восприятия человека.
Наиболее пугающая перспектива для человека в упомянутой ситуации — потеряться или пойти не в нужном направлении. Конечно, с одной стороны, случаи действительной потери верного направления относительно редки, но, с другой — в подобном положении в любое время может оказаться каждый из нас. Оказавшись в первый раз в незнакомом здании, вы, скорее всего, почувствуете определенный стресс или беспокойство, величина которого повышается по мере увеличения степени вашей дезориентации. По истечении некоторого времени, руководствуясь указателями, спрашивая направление у других людей и исследуя окружающую обстановку, можно эффективно пройти через это здание. Однако вряд ли кто знает хорошо все виды зданий.
Многие исследования, посвященные поведению человека, показали, что в случае возникновения пожара один из наиболее естественных инстинктов — покинуть здание маршрутом, по которому человек в него вошел. Такой способ редко бывает наиболее быстрым и подходящим. Многие люди не способны найти близлежащий выход, а в некоторых случаях они проходят мимо хорошо видимых запасных пожарных выходов. Последствия таких действий бывают печальными. Учитывая, что зрение — один из главных способов восприятия окружающей среды (83% того, что мы запоминаем, является визуальной информацией), неудивительно, что основная масса указателей аварийных выходов (таких, как аварийное освещение, маркировка, цветовой код стен и дверей, фотолюминесцентные направляющие полосы и т.д.) рассчитаны прежде всего на зрительное восприятие. Насколько эффективны такие указатели, если часть здания, полностью или частично заполнена дымом, или если у человека имеются проблемы со зрением?
Ясно, что надежда только на визуальные средства не оправдывает себя в современной практике эвакуации людей. Необходимо использовать другой метод восприятия, поэтому естественным решением становится использование специальных типов звука. Например, широкополосный, мультичастотный звук. Источник такого звука легко и быстро определяется органами слуха человека, что делает этот метод идеальным средством для обеспечения быстрой эвакуации. Суть его заключается в следующем. Активируемый существующей системой пожарной сигнализации, источник направляющего звука, расположенный в тщательно выбранных точках, издает звуковые сигналы, позволяющие людям найти путь к эвакуационным выходам. Кроме того, такой звуковой сигнал может направить людей вверх или вниз по лестнице.
Обычно все виды использования звука в случаях эвакуации представляют собой звуковой сигнал тревоги, оповещающий людей о надвигающейся опасности. Эти звуковые сигналы тревоги не дают информации о том, в каком направлении следует двигаться к ближайшему выходу, или о месте его расположения. Даже если обычные звуковые оповещатели расположены над выходными дверями, их все равно сложно найти, поскольку используемые типы звуковых сигналов не имеют направляющего действия.
Чтобы понять, почему недостаточно установить обычные сирены над выходами, необходимо описать, почему человек способен определить направление с помощью источника звука. Верхние колликулы секции среднего мозга играют важную роль в процессе определения и реакции на источник звука. Нейрофизиологи, изучающие свойства нейронов в верхних колликулах, вместе с психоакустиками, изучающими человеческую реакцию на звук, позволили нам понять, как мозг оценивает информацию, относящуюся к источнику звука. Уже давно известно, что для определения источника звука необходим большой объем работы нейронов. Только некоторые типы звука несут в себе присущие им признаки определения направления. Важно то, что эти звуки содержат в себе большой диапазон частот, то есть широкополосный шум. Нельзя определить место расположения чистого тона или комбинации простых тонов узкополосного диапазона.
Человек слышит звуки в широком диапазоне частот, примерно от 20 Гц до 20 000 Гц. Существует три типа информации, позволяющей мозгу определить место нахождения источника звука. Первые два известны как бинауральные раздражители, поскольку они используют факт того, что мы имеем два уха, разделенных шириной головы. Звук, звучащий с любой из сторон средней линии, будет сначала услышан тем ухом, которое находится ближе к источнику звука. При низких частотах мозг определяет разницу во времени восприятия звука каждым ухом (интерзвуковая разница времени), а при высоких частотах появляется разница по громкости/интенсивности между звуками в каждом ухе.
Финальный этап информационного процесса локализации источника звука — обработка звука человеческим мозгом. Эта функция означает влияние, которое внешнее ухо оказывает на восприятие звука. В результате прохождения звука вокруг головы или по изгибам ушной раковины, звук меняется таким образом, что одни частоты затухают, а другие усиливаются. Хотя в этом процессе обнаружены некоторые общие для всех людей черты, функция обработки звука уникальна для каждой отдельной личности. Роль этой функции особенно важна при определении того, где находится источник звука — впереди или сзади нас. В этом случае, разницу во времени и интенсивности можно отбросить, тогда для центральной нервной системы остается немного информации, по которой можно построить решение. Чтобы установить направление источника звука мы должны понимать, что чем шире спектр частот, позволяющих преодолеть неопределенность, присущую одной тональности, тем точнее определение местоположения источника звука.
Существует много примеров использования направляющего звука, существенно улучшающего уровень безопасности. Один из наиболее важных видов применения — это указание выхода в аварийных ситуациях. Направляющий звук применяют в зданиях и на других объектах, где в настоящее время установлено аварийное освещение. Такие звуковые сигналы можно использовать для определения точек аварийных выходов и указания направления в сложных условиях эвакуации, таких, например, как эвакуация из центральной части здания с большой площадью основания.
Эффективность направляющего звука тестировалась в различных условиях. Первый тест проводился в относительно большой телевизионной студии. Испытуемых поместили в студию, заполненную искусственным дымом, и снимали на инфракрасную камеру. Полагаясь в основном на свою память об окружающей обстановке и двигаясь на ощупь, испытуемые затратили 3 минуты 50 секунд, чтобы найти традиционный значок аварийного выхода. И наоборот, при включении звуковых источников широкополосного шума, которые были расположены непосредственно над выходами, им потребовалось только 15 секунд, чтобы найти выход.

Материал подготовил старший инспектор ОНД г.о. Тольятти и м.р Ставрпольский Исхаков Р.Н.