Ocena akustyczna pomieszczeń dydaktycznych przy niepełnej informacji o parametrach akustycznych z zastosowaniem metody SVD

Celem projektu było opracowanie metody oceny jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych, w przypadku braku pełnej informacji o wszystkich czynnikach wpływających na tę ocenę.

Do opracowania kompleksowej oceny jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych wykorzystano metodę wskaźnikową, która polega na wyznaczeniu jednoliczbowego wskaźnika globalnego na podstawie wskaźników cząstkowych. Założenia do proponowanej metody oceny przyjęto, uwzględniając powszechnie stosowane procedury pomiarowe, wyniki pomiarów właściwości akustycznych ponad 100 pomieszczeń dydaktycznych oraz wyniki  analizy czynników wpływających na zrozumiałość przekazywanych treści, poziom tła akustycznego i  wysiłek głosowy nauczyciela.

Opracowana wskaźnikowa metoda oceny jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych bazuje na sześciu wskaźnikach cząstkowych, które uwzględniają w ocenie m.in. zrozumiałość mowy, poziom zakłóceń zewnętrznych (tło akustyczne), wysiłek głosowy nauczyciela oraz rozkład dźwięku w pomieszczeniu.

Zastosowanie metody w wybranych 9 reprezentatywnych pomieszczeniach umożliwiło stworzenie macierzy obserwacji, która posłużyła do szczegółowej analizy zmiennych z wykorzystaniem SVD.
Na podstawie tej analizy zostały opracowane 2 modele obliczeniowe (dla różnych wariantów danych wejściowych) wyznaczania globalnego wskaźnika jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych przy niepełnej informacji o wskaźnikach cząstkowych.

Opracowane modele zostały porównane z odpowiednimi pod względem liczby zmiennych modelami regresji. Wyniki symulacji wykazały dokładniejszą predykcję za pomocą modeli obliczeniowych SVD.

Modele obliczeniowe SVD do wyznaczania globalnego wskaźnika jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych przy niepełnej informacji o parametrach akustycznych zostały wykorzystane w opracowaniu aplikacji komputerowej w środowisku Matlab oraz Windows, umożliwiającej obliczenie globalnego wskaźnika jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych za pomocą modelu rekonstrukcji macierzy oraz przybliżonego modelu SVD.

Na potrzeby weryfikacji opracowanej metody oceny wytypowano dodatkowo 5 sal lekcyjnych,
w których zaproponowano (na podstawie symulacji komputerowych) i wykonano adaptacje akustyczne oraz przeprowadzono pomiary akustyczne zarówno przed adaptacją jak i po jej wykonaniu. Wyznaczone wartości wskaźników cząstkowych oraz globalnych wskaźników jakości akustycznej wykazały znaczną poprawę warunków akustycznych w pomieszczeniach po wykonaniu adaptacji akustycznej. Wyniki przeprowadzonych badań ankietowych potwierdziły zgodność subiektywnych ocen z wynikami ocen obiektywnych (wyniki oceny jakości akustycznej metodą wskaźnikową).

W ramach zrealizowanych prac podjęto również szereg działań związanych z upowszechnieniem wyników. Przygotowano materiały informacyjne (ulotki informacyjne, serwis internetowy) oraz  materiały szkoleniowe (materiały wydane drukiem i prezentacja multimedialna), przeprowadzono także
3 szkolenia pilotażowe wśród grup potencjalnych odbiorców projektu (łącznie 148 osób).

Projekt II.B.03. Widok ekranu aplikacji komputerowej przeznaczonej do oceny jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych.

W celu efektywnego upowszechnienia wyników projektu przygotowano tematyczny serwis internetowy CIOP-PIB (halaswszkole.pl) zawierający m.in. materiały informacyjne nt. oceny jakości akustycznej pomieszczeń dydaktycznych przy niepełnej informacji o parametrach akustycznych z zastosowaniem metody SVD oraz szereg narzędzi komputerowych  służących do tego celu.

Opracowane rozwiązania przedstawiono w 3 publikacjach oraz 4 referatach na konferencjach krajowych oraz międzynarodowych.