语音传输指数（STI）在线监测应用

时间：2025-07-08 涉川

方案介绍
语音传输指数（Speech Transmission Index，简称 STI）是衡量环境中语音可懂度的重要参数，广泛用于公共安全、紧急广播、语音对讲等领域。本方案通过部署 STI 在线监测设备，结合环境噪声、混响、失真、信噪比等影响因素，动态评估语音可懂度水平，实现全天候、无人值守的语音质量监测，为保障应急广播、公共扩声、工业语音指令传达的清晰性和可达性提供技术支撑。

监测目标

实时监测室内外空间的语音传输指数（STI）；
评估公共广播、语音对讲等系统的语音可懂度；
识别噪声、混响、失真等因素对语音质量的影响；
指导声学环境优化，提升语音传播质量；
满足安全、交通、工业、公共场所语音传输标准。

需求分析
在公共场所或工业生产区域，语音传输是安全管理、人员疏散、生产调度的关键手段。环境噪声大、混响严重、电气干扰或系统衰减会导致语音指令无法有效传达，存在安全隐患。传统人工测试存在滞后性，缺乏实时性和全面性，亟需一套能够在线、自动、远程监控语音传输质量的智能监测系统。

监测方法

采用符合IEC 60268-16标准的STI测量技术；
通过测试音源或实时语音信号进行语音传输质量测量；
实时采集噪声级、混响时间、频带传输损失等数据；
基于调制度传递函数法或直接语音分析法计算STI；
数据通过4G或局域网实时上传云平台，远程可视化。

应用原理
语音传输指数基于语音信号的调制特性，通过评估环境传输过程中的调制度损失、频带衰减、噪声干扰等参数，计算出0~1之间的语音可懂度值。监测系统通过专用麦克风采集接收信号，分析语音调制保真度，实时反映传输路径的语音清晰度。

功能特点

支持自动、无人值守的连续STI测量；
同步采集背景噪声、混响时间、频率响应等参数；
支持人工测试（测试信号发射）与自然语音测量双模式；
实时显示STI等级（从差到优秀）；
异常波动自动报警；
云平台远程访问、历史数据对比分析；
支持多区域、多设备组网管理。

硬件清单

专用STI监测终端（符合IEC标准）
全频段高灵敏麦克风
测试音源设备（可选）
数据采集与分析主机
远程通讯模块（4G/以太网）
电源系统（市电或太阳能）
工业级防护外壳（IP65）

硬件参数（量程、精度）

STI 测量范围：0.00 ～ 1.00
测量精度：±0.02
噪声级检测范围：30 ～ 130 dB(A)
混响时间检测范围：0.1 ～ 5.0 秒
频率范围：125 Hz ～ 8 kHz
采样周期：可设定，最短1次/分钟
工作温度：-20℃ ～ +60℃
防护等级：IP65及以上

方案实现

在公共区域、工业现场、隧道、车站等部署STI测量设备；
持续采集语音传输路径中的语音信号，自动计算STI值；
结合背景噪声、混响等环境参数进行语音质量综合评估；
监测数据通过4G/有线方式上传云平台；
平台实时展示语音可懂度、语音传输指数变化；
超出预设阈值自动触发预警，指导声学优化或系统检修。

数据分析

实时STI曲线与历史对比分析；
按区域、时间段统计语音可懂度变化；
背景噪声与STI变化关联分析；
混响过长、设备失真等影响因素诊断；
输出可打印语音质量评估报告。

预警决策

设定STI阈值，分级预警（优、良、一般、差、极差）；
异常波动自动短信、微信、APP推送；
提示广播系统检修、环境声学优化；
指导语音通道扩容或功率调整。

方案优点

全天候自动化监测，降低人工巡检成本；
高精度测量，符合国际声学标准；
可集成多区域、多站点，统一云端管理；
实时保障公共安全语音传输质量；
支持声学环境持续优化与智能调节。

应用领域

隧道、地铁、机场、车站等应急广播系统
体育馆、剧院、展览馆公共扩声系统
工业厂区语音对讲系统
智慧楼宇智能语音控制系统
学校、医院、商场等语音通知系统
轨道交通、矿山等安全语音系统

效益分析
通过实施本方案，可实现公共区域、工业现场语音传播质量的可视化、可控化，保障紧急广播、语音指令等的可懂度，提高安全管理水平，减少安全事故风险，同时提升人员沟通效率和环境舒适度。

国标规范

IEC 60268-16《音频系统的语音传输指数测量方法》
GB 50526《建筑电气工程施工质量验收规范》
GB/T 50465《公共安全应急广播系统技术规范》
EN 54-16《火灾报警语音报警控制器规范》
ISO 9921《人类工效学语音通信的可懂度》

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