Toimiva äänievakuointi takaa länsimetron turvallisuuden

31.10.2017

Juhana Kari ja Tuomas Kuisma ovat testanneet kaiutinjärjestelmää lukuisia kertoja. Kuva Anne Vatén.

Länsimetron äänievakuointijärjestelmään kuuluu tuhansia kaiuttimia ja kymmeniä vahvistinkeskuksia. Järjestelmän avainasioita ovat turvattu tekniikka, testattu toiminta ja puheen ymmärrettävyys.

Onnettomuus- tai poikkeustilanteissa on oleellista ohjeistaa matkustajia niin metrojunissa, tunneleissa kuin asemilla. Länsimetron ensimmäisen vaiheen äänievakuointijärjestelmä koostuu kahdeksasta asemakohtaisesta laitteistokokonaisuudesta, jotka ovat osa paloilmoitinjärjestelmiä.

Jos paloilmoitin hälyttää, äänievakuointijärjestelmän kautta annetaan pelastuslaitoksen kanssa sovittuja evakuointiviestejä ja toimintaohjeita. Koko äänievakuointijärjestelmää hallitsee Herttoniemessä sijaitseva Helsingin kaupungin liikennelaitoksen eli HKL:n metrovalvomo. Kutakin laitteistoa voidaan käyttää myös asemakohtaisesti.

Äänievakuointia varten Caverion Suomi Oy toimitti Länsimetro Oy:lle peräti 5 580 kaiutinta sisältävän kaiutinjärjestelmän. Kaiuttimet sijaitsevat sekä metroasemilla että metrotunneleissa sijaitsevien yhdyskäytävien ja uloskäyntikuilujen kohdilla. Lisäksi sama yritys on yhteistyössä turvakameroista ja äänentoistosta vastaavan Stanley Security Oy:n kanssa toimittanut kahdeksalle uudelle asemalle ja uloskäyntikuiluihin 23 vahvistinkeskusta. Vahvistinkeskuksiin on asennettu yhteensä 179 monikanavavahvistinyksikköä sekä niitä palvelevat ohjaus- ja tiedonsiirtolaitteet vara-akustoineen.

Ilman asennuksia kaiuttimien ja vahvistinkeskusten hinnaksi tuli noin miljoona euroa. Lisäksi Caverion toimitti Länsimetrolle myös esimerkiksi rakennusautomaatiojärjestelmän sekä 900 kameraa oheislaitteineen.

Yksilölliset asemat haastoivat suunnittelijat

Äänievakuointijärjestelmää varten matkustajatiloista ja metrotunneleista laadittiin ensin äänimallit. Niiden pohjalta määriteltiin kaiuttimien tyypit, määrät ja sijoittelu. Järjestelmän sähköakustisesta suunnittelusta vastanneen Akukon Oy:n toimitusjohtaja Ari Lepoluodon mukaan kaikuisissa asemahalleissa hätäkuulutusjärjestelmän tärkein vaatimus on, että puheesta saa selvää.

– Jos ei saa, voivat ihmishenget olla onnettomuustilanteessa vaarassa. Puheen ymmärrettävyys riippuu siitä, miten vahvistimet ja kaiuttimet toimivat yhdessä tilan akustiikan kanssa. Valitettavan usein puheenymmärrettävyys jätetään suunnitteluvaiheessa kokonaan varmistamatta, tai tyydytään sähkösuunnittelijan kokemusperäiseen tietoon. Useimmiten sähkösuunnittelija ei kuitenkaan ole akustiikka-asiantuntija eikä päinvastoin, vaan molempia tarvitaan lopputuloksen varmistamiseksi, Lepoluoto sanoo.

Juuri tässä suhteessa länsimetron hätäkuulutusjärjestelmä suunniteltiin poikkeuksellisen hyvin: sähköakustiikka ja puheenymmärrettävyyden vaatimukset otettiin suunnitteluvaiheessa huomioon. Kaiuttimien paikkojen ja vaadittavien ominaisuuksien suunnittelussa Akukon hyödynsi sähköakustista mallinnusta, jonka avulla varmistettiin riittävä äänenvoimakkuus, äänikentän tasaisuus ja puheen selkeys tilan kaiuntaisuus huomioiden.

Insinööritoimisto Niemistö Oy:n suunnittelupäällikkö Antti Halosen mukaan speksit sovitettiin tämän jälkeen huolellisesti kunkin metroaseman arkkitehti- ja sähköjärjestelmäsuunnitelmiin.

– Mietimme ja mitoitimme äänievakuointijärjestelmän keskuslaitteiston ja kaapeloinnin kokonaisuutena sekä taustatilojen kaiutinpisteytyksen. Erityistä huomiota piti kiinnittää siihen, että järjestelmä pysyi sallituissa raja-arvoissa pitkistä kaapelointietäisyyksistä huolimatta, Halonen taustoittaa.

– Tarjousta varten me puolestaan pohdimme, millaisia laitteita tarvitaan ja kuinka ne kytketään. Samalla veimme suunnitelmia detaljitasolle, sanoo Caverion Suomi Oy:n turvatekniikan myyntipäällikkö Juhana Kari.

Koska kaikki länsimetron uudet metroasemat ovat eri arkkitehtien suunnittelemia ja rakenteeltaan toisistaan poikkeavia, myös ratkaisut vaihtelevat. Asemille on esimerkiksi asennettu sekä pilarimaisia että pyöreitä kaiuttimia.

Varmistukset ja suojaukset kunnossa

Kullakin metroasemalla sijaitsee viestilaitehuone, jonka kautta viestinnän vaatima data kulkee. Viestilaitehuoneessa on kuulutuskone ja oma vahvistinkeskus varavirta-akustoineen.

Viestilaitehuoneesta tai asemakohtaisesta valvomosta asemalla työskentelevä vartija valitsee aluejaon. Käytännössä kyse on siitä, mille kaiutinalueelle hän haluaa paikallisen kuulutuksen kohdistaa.

– Yleisön käytössä olevien tilojen linjat on kahdennettu ja hajautettu eri vahvistinpäätteisiin. Yksittäisen vahvistimen rikkoontuminen ei siis poista pelistä mitään aluetta, Juhana Kari kertoo.

Metroasemat ovat suljetussa tietoverkossa, asemien välikeskukset suojattujen yhteyksien takana ja koko äänijärjestelmä toimii hyvin suojatussa sisäverkossa. Mitään ei ole jätetty langattoman verkon varaan eikä kentästä löydy kytkeytymispistettä, johon joku ulkopuolinen pääsisi. Kaikkien kriittisten toimintojen yhteensopivuus testattiin tilaajan järjestämissä yhteiskäyttökokeissa.

– Äänievakuointijärjestelmän suunnittelu ja toteutus veivät yhteensä tuhansia työtunteja. Vahvistinasemien asennukseen on mennyt karkeasti 200 tuntia kutakin asemaa kohti, kaiuttimien asennukseen vielä paljon enemmän, Kari laskeskelee.

Tunnelit vaativat volyymia

Asemien lisäksi tunneleihin on sijoitettu noin 2 000 kaiutinta. Ymmärrettävyyden määrittämisessä hyödynnettiin STI-puheensiirtoindeksiä (Speech Transmission Index).

– Syötimme kaiuttimiin sähköisesti tehtyä ja konsonanttien kaltaisista äänteistä koostuvaa pulputusta. Muuan valvoja kuvaili sitä samanlaiseksi kuin betonimyllyn ääni, muistelee Caverion Suomi Oy:n AV- ja äänievakuointijärjestelmien suunnittelija Tuomas Kuisma.

Äänen selkeyttä rastiarvoin laskeva mittari löysi pulputuksesta syklit, laski kaikuisuudet ja arvioi niiden perusteella äänen selkeyden. Oleellista on myös saada syntymään riittävä äänenpaine, jotta ääni kuuluu metrojunan sähkömoottorin viuhuvan äänen yli.

Tunnelin karkean pinnan ansiosta akustiikka tunneleissa osoittautui erinomaiseksi ja puheen ymmärrettävyys mainioksi yhdyskäytävienkin kohdalla.