一種基于社會(huì)力模型的醫(yī)院聲環(huán)境模擬系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于社會(huì)力模型的醫(yī)院聲環(huán)境模擬系統(tǒng)，由行為模型和聲學(xué)模型構(gòu)成，其中行為模型由發(fā)聲間隔模塊、持續(xù)時(shí)間模塊、發(fā)聲位置模塊、發(fā)聲強(qiáng)度模塊構(gòu)成，聲學(xué)模型由室外噪聲模塊和室內(nèi)聲場(chǎng)模塊構(gòu)成；系統(tǒng)可將醫(yī)院內(nèi)每一個(gè)房間定義為一個(gè)交互式的Agent，當(dāng)Agent中的某個(gè)聲源被激活時(shí)，首先由行為模型中的發(fā)聲間隔模塊、持續(xù)時(shí)間模塊、發(fā)聲位置模塊、發(fā)聲強(qiáng)度模塊來(lái)構(gòu)成聲源發(fā)聲行為的基本屬性；然后，通過(guò)聲學(xué)模型中的室外噪聲模塊與室內(nèi)聲場(chǎng)模塊對(duì)聲音的傳播進(jìn)行模擬，計(jì)算得到接收點(diǎn)處的初始聲壓級(jí)大??；再通過(guò)比較初始聲壓級(jí)與背景噪聲聲壓級(jí)，并且判斷同一時(shí)間發(fā)聲的聲源數(shù)量來(lái)確定接收點(diǎn)處的最終聲壓級(jí)；最后，根據(jù)Agent中各個(gè)接收點(diǎn)的平面位置，以及接收點(diǎn)處的最終聲壓級(jí)大小，通過(guò)插值法計(jì)算得出室內(nèi)聲場(chǎng)的平面分布情況。
【專利說(shuō)明】一種基于社會(huì)力模型的醫(yī)院聲環(huán)境模擬系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聲學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于醫(yī)院的基于社會(huì)力模型的聲環(huán)境 模擬系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 噪聲對(duì)人的心理及生理的影響已有多年探討，尤其對(duì)病人的舒適和康復(fù)有相當(dāng)大 的不良影響。根據(jù)許多實(shí)測(cè)結(jié)果，各國(guó)醫(yī)院的實(shí)際噪聲值通常比世界衛(wèi)生組織（WHO)的推 薦值平均高出15分貝，而之前的研究?jī)H簡(jiǎn)單考慮到有限的、甚至錯(cuò)誤的聲學(xué)參數(shù)。因此醫(yī) 院聲學(xué)是近年歐美聲學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究交叉熱點(diǎn)之一。
[0003] 中國(guó)專利201110090467.6公開(kāi)了"基于改進(jìn)的社會(huì)力模型的異常集群行為檢 測(cè)方法"；中國(guó)專利201110309444. X公開(kāi)了 "基于社會(huì)力模型的監(jiān)控系統(tǒng)"；中國(guó)專利 201210065523. 5公開(kāi)了 "基于LBP加權(quán)社會(huì)力模型的人群異常事件檢測(cè)方法";上述專利雖 然都是基于社會(huì)力模型，但是都沒(méi)有涉及到醫(yī)院聲環(huán)境模擬系統(tǒng)。中國(guó)專利CN103440411A 公開(kāi)了 "基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型"，但該專利也沒(méi)有涉及 到社會(huì)力模型在醫(yī)院的聲環(huán)境方面的應(yīng)用。中國(guó)專利201280050836. 1公開(kāi)了"基于醫(yī)療環(huán) 境中的聲音分析的醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)"實(shí)現(xiàn)了提供基于醫(yī)療環(huán)境中的聲音分析的監(jiān)測(cè)，但該專 利也沒(méi)有涉及到應(yīng)用社會(huì)力模型對(duì)醫(yī)院聲環(huán)境進(jìn)行模擬。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，而提出一種應(yīng)用于醫(yī)院的基于 社會(huì)力模型的聲環(huán)境模擬系統(tǒng)。本發(fā)明在對(duì)醫(yī)院聲環(huán)境特性進(jìn)行調(diào)查基礎(chǔ)上，研究提出了 一套基于社會(huì)力模型的，改善醫(yī)院聲環(huán)境、協(xié)助病人治療和康復(fù)、提高醫(yī)生工作效率，進(jìn)而 提_醫(yī)院經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)方案。
[0005] 本發(fā)明為涉及基于社會(huì)力模型的醫(yī)院聲環(huán)境模擬系統(tǒng)，是目前第一個(gè)基于社會(huì)力 模型的將醫(yī)院環(huán)境中的噪聲行為與聲學(xué)參數(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)，系統(tǒng)可將醫(yī)院內(nèi)每一個(gè)房間定 義為一個(gè)交互式的Agent，以最大限度滿足使用和擴(kuò)展需求，其中包含了超過(guò)200個(gè)不同的 變量來(lái)構(gòu)成必要的聲學(xué)參數(shù)、行為參數(shù)、算式和交互組件，可以同時(shí)模擬醫(yī)院內(nèi)各個(gè)房間的 聲環(huán)境狀況。
[0006] 該模擬系統(tǒng)的內(nèi)核由2個(gè)模型組成，分別是行為模型和聲學(xué)模型，兩個(gè)模型之間 通過(guò)算式進(jìn)行交互，如圖1所示。聲源為Agent中的變量，每種聲源都在發(fā)聲和停止發(fā)聲兩 種狀態(tài)下切換。當(dāng)Agent中的某個(gè)聲源被激活時(shí)，首先由行為模型中的發(fā)聲間隔模塊、持續(xù) 時(shí)間模塊、發(fā)聲位置模塊、發(fā)聲強(qiáng)度模塊構(gòu)成聲源的4個(gè)基本屬性；然后，通過(guò)聲學(xué)模型中 的室外噪聲模塊與室內(nèi)聲場(chǎng)模塊對(duì)聲音的傳播進(jìn)行模擬，計(jì)算得到接收點(diǎn)處的初始聲壓級(jí) 大??；再通過(guò)比較初始聲壓級(jí)與背景噪聲聲壓級(jí)，并且判斷同一時(shí)間發(fā)聲的聲源數(shù)量來(lái)確 定接收點(diǎn)處的最終聲壓級(jí)。最后，根據(jù)Agent中各個(gè)接收點(diǎn)的平面位置，以及接收點(diǎn)處的最 終聲壓級(jí)大小，通過(guò)插值法計(jì)算得出室內(nèi)聲場(chǎng)的平面分布情況。
[0007] 行為模型中包含的4個(gè)模塊分別涵蓋了醫(yī)院內(nèi)典型聲源（如說(shuō)話聲、腳步、設(shè)備 聲、推車聲等）的4個(gè)基本屬性：發(fā)聲間隔、發(fā)聲持續(xù)時(shí)間、發(fā)聲位置、發(fā)聲強(qiáng)度。
[0008] 發(fā)聲間隔模塊：醫(yī)院里的每種噪聲源都存在發(fā)聲和不發(fā)聲兩種狀態(tài)，發(fā)聲間隔模 塊集成了醫(yī)院里一些典型聲源從發(fā)聲停止到下一次開(kāi)始發(fā)聲之間的間隔時(shí)間數(shù)據(jù)。這些噪 聲源的發(fā)聲間隔可能是固定的、隨機(jī)的，或是符合一定概率分布的。比如，一些醫(yī)療設(shè)備的 報(bào)警提示音或工作噪聲是存在一定節(jié)律的，所以它們的發(fā)聲間隔相對(duì)穩(wěn)定；而病人和醫(yī)護(hù) 人員在說(shuō)話時(shí)的間隔可能是非常隨機(jī)的，所以各種典型聲源的發(fā)聲間隔都需要進(jìn)行大量的 行為觀測(cè)，得到足夠的觀測(cè)數(shù)據(jù)后，再利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析計(jì)算發(fā)聲間隔時(shí)間的概率分布，并將 概率分布模型導(dǎo)入到發(fā)聲間隔模塊當(dāng)中。
[0009] 發(fā)聲持續(xù)時(shí)間模塊：集成了醫(yī)院內(nèi)典型噪聲源一次發(fā)聲的持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)，也就是 聲源從開(kāi)始發(fā)聲到停止發(fā)聲之間的持續(xù)時(shí)間。該模塊與發(fā)聲間隔模塊一樣，模塊內(nèi)數(shù)據(jù)基 于大量的噪聲行為觀測(cè)。
[0010] 發(fā)聲位置模塊：該模塊具有三個(gè)功能，1.定位聲源的平面位置，為了使模型更加 貼近真實(shí)情況，模塊中使用5〇 Cm*5〇Cm的網(wǎng)格來(lái)確保聲源定位精確性；2.判斷聲源的移動(dòng) 屬性，在實(shí)際醫(yī)院環(huán)境中醫(yī)療設(shè)備在發(fā)聲時(shí)一般是靜止的，而病人或醫(yī)護(hù)人員說(shuō)話聲可能 是靜止的，也可能是隨時(shí)間移動(dòng)的；3.判斷聲源的數(shù)量，如果一個(gè)房間內(nèi)存在多個(gè)聲源，發(fā) 聲位置模塊可以同時(shí)定位每個(gè)聲源的所在位置。
[0011] 發(fā)聲強(qiáng)度模塊：該模塊集成了醫(yī)院內(nèi)一些典型聲源發(fā)聲時(shí)的聲壓級(jí)的大小與頻譜 數(shù)據(jù)，包括說(shuō)話聲、腳步聲、通風(fēng)設(shè)備的聲音以及各種醫(yī)療設(shè)備的聲音。通過(guò)實(shí)地測(cè)量與行 為觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中一部分聲源存在多種不同的發(fā)聲強(qiáng)度和頻譜，比如，說(shuō)話聲強(qiáng)度可被分為 3個(gè)等級(jí)，如下表所示；心臟監(jiān)護(hù)儀在判斷監(jiān)護(hù)病人的危機(jī)情況時(shí)通常會(huì)發(fā)出3種不同強(qiáng)度 和頻譜的報(bào)警聲來(lái)分別代表一般緊急、比較緊急和非常緊急的情況；呼吸機(jī)在呼氣和吸氣 時(shí)的發(fā)聲強(qiáng)度和頻譜也有所不同。
[0012] 表3個(gè)等級(jí)說(shuō)話聲音的頻譜分布（dB)

【權(quán)利要求】
1. 一種基于社會(huì)力模型的醫(yī)院聲環(huán)境模擬系統(tǒng)，由行為模型和聲學(xué)模型構(gòu)成，其中 行為模型由發(fā)聲間隔模塊、持續(xù)時(shí)間模塊、發(fā)聲位置模塊、發(fā)聲強(qiáng)度模塊構(gòu)成，聲學(xué)模型 由室外噪聲模塊和室內(nèi)聲場(chǎng)模塊構(gòu)成；系統(tǒng)可將醫(yī)院內(nèi)每一個(gè)房間定義為一個(gè)交互式的 Agent,當(dāng)Agent中的某個(gè)聲源被激活時(shí)，首先由行為模型中的發(fā)聲間隔模塊、持續(xù)時(shí)間模 塊、發(fā)聲位置模塊、發(fā)聲強(qiáng)度模塊來(lái)構(gòu)成聲源發(fā)聲行為的基本屬性；然后，通過(guò)聲學(xué)模型中 的室外噪聲模塊與室內(nèi)聲場(chǎng)模塊對(duì)聲音的傳播進(jìn)行模擬，計(jì)算得到接收點(diǎn)處的初始聲壓級(jí) 大?。辉偻ㄟ^(guò)比較初始聲壓級(jí)與背景噪聲聲壓級(jí)，并且判斷同一時(shí)間發(fā)聲的聲源數(shù)量來(lái)確 定接收點(diǎn)處的最終聲壓級(jí)；最后，根據(jù)Agent中各個(gè)接收點(diǎn)的平面位置，W及接收點(diǎn)處的最 終聲壓級(jí)大小，通過(guò)插值法計(jì)算得出室內(nèi)聲場(chǎng)的平面分布情況。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104346531SQ201410606574
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】謝輝, 康健, 鄧智驍 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)