Wyznaczane parametry hałasu

Aktualnie mierzone parametry hałasu odpowiadają najnowszym wymogom ustawodawczym UE w zakresie długookresowych pomiarów hałasu [46]. Stacja pomiarowa umoŜliwia równieŜ dokonywanie wstępnej analizy statystycznej wyników.

MoŜliwe jest zatem wyznaczanie histogramów oraz rozkładów skumulowanych oraz

poziomów statystycznych. W tabeli 5.1 przedstawiono listę parametrów wyznaczanych przez omawianą stację monitorowania hałasu. Zamieszczono równieŜ listę parametrów środowiskowych moŜliwych do wyznaczenia po zastosowaniu dodatkowych elementów funkcjonalnych. Kolorem czerwonym wyróŜniono moŜliwość wyznaczania nowych parametrów szkodliwości hałasu, zdefiniowane w niniejszej rozprawie w rozdziale 7.5.

Tabela. 5.1. Parametry hałasu wyznaczane przez stację pomiarową

Parametry czasowe

Poziom dźwięku (wartość chwilowa oraz SPL), Poziom MIN, MAX, Poziom Lpk, niezaleŜnie dla trzech stałych czasowych S/F/I dla wybranej krzywej korekcyjnej A/C/L

RównowaŜny poziom dźwięku

Średni równowaŜny poziom dźwięku (czas uśredniania – 1 h)

Średni równowaŜny poziom dźwięku – pora dzienna, LD (godz.: 6 – 18) Średni równowaŜny poziom dźwięku – pora wieczorna, LE (godz.: 18 – 22)

Średni równowaŜny poziom dźwięku – pora nocna, LN (godz.: 22 – 6) Średni równowaŜny poziom dźwięku (24 h)

Parametry normatywne

Średni równowaŜny poziom dźwięku LDEN

Widmo tercjowe Analiza w oparciu o bank filtrów tercjowych Histogramy Dla wybranego parametru czasowego Rozkłady

skumulowane

Dla wybranego parametru czasowego, wyznaczanie poziomów statystycznych Lx

Dawka hałasu Dzienna dawka hałasu wyraŜona w % Nowe parametry

szkodliwości hałasu Parametry szkodliwości hałasu zdefiniowane w niniejszej rozprawie

Stacja pomiarowa umoŜliwia równieŜ wyznaczanie poziomu hałasu w pasmach tercjowych. Pełni zatem rolę analizatora widma. W ten sposób wyznaczone parametry mogą być wykorzystane do modelowania propagacji dźwięku w przestrzeni otwartej.

Mogą efektywnie wspomagać proces tworzenia map hałasu. NaleŜy zaznaczyć, Ŝe wymagane charakterystyki korekcyjne (A/C), zrealizowano po stronie cyfrowej, wykorzystując do tego celu filtrację widmową. Takie podejście daje pewność doskonałej stabilności odwzorowywanych charakterystyk. Ponadto uzyskiwane w procesie obliczeniowym współczynniki widmowe są podstawą do wyznaczania dodatkowych parametrów hałasu, uwzględniających psychofizjologiczne aspekty ludzkiego słuchu.

Rys. 5.3. Stacja pomiarowa wraz z mikrofonem pomiarowym

Stacja pomiarowa pozwala równieŜ na wykonywanie pomiarów w ruchu, co predestynuje ją do instalacji na róŜnego rodzaju pojazdach, autobusach, tramwajach, wagonach kolejowych. MoŜliwe wówczas staje się monitorowanie hałasu wzdłuŜ głównych linii komunikacyjnych i określenie miejsc, w których zagroŜenie hałasowe jest największe. MoŜe to prowadzić do takiego kierowania ruchem drogowym, aby poziom hałasu wydatnie obniŜyć.

Jak wspomniano wcześniej, oprogramowanie stacji pomiarowej zrealizowano w systemie operacyjnym Linux. UmoŜliwia ono analizę hałasu w czasie rzeczywistym z zastosowaniem autorskich algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnału. Dzięki temu moŜna efektywnie wskazać miejsca zagroŜone hałasem, szczególnie uciąŜliwe dla mieszkańców. Wszelkie dane systemowe oraz wyniki pomiarów są umieszczane na dysku typu Compact Flash. Ponadto, moŜliwe jest zastosowanie dodatkowych, przenośnych pamięci masowych, podłączanych za pośrednictwem złącza USB.

Oprogramowanie to współpracuje z dedykowanym systemem baz danych, powiązanych z systemem informacji przestrzennej (GIS) [188]. Mapy hałasu są tworzone w oparciu o rzeczywiste wyniki pomiarów, wspomagane modelowaniem propagacji dźwięku w przestrzeni otwartej. Na rys. 5.4 przedstawiono schematycznie wielowątkową strukturę oprogramowania zaimplementowanego w omawianej stacji pomiarowej.

Wątek obsługi

Sterowanie pracą programu. Tworzenie i obsługa wątków

Odczyt konfiguracji programu.

Zapis bieŜącej konfiguracji i wyników pomiarów hałasu na dysku

Dane o stanie systemu

Sterowanie pracą programu. Tworzenie i obsługa wątków

Odczyt konfiguracji programu.

Zapis bieŜącej konfiguracji i wyników pomiarów hałasu na dysku

Dane o stanie systemu

Zdalna konfiguracja Dane GPS

próbki dźwięku

Parametry hałasu Sterowanie Sterowanie Sterowanie

Rys. 5.4. Struktura oprogramowania stacji pomiarowej [42]

Stacja pomiarowa odbiera komunikaty o lokalizacji z odbiornika GPS w standardzie NMEA 0183 [206]. Standard ten definiuje wiele róŜnych komunikatów, umoŜliwiających uzyskanie dokładnych informacji o pozycji odbiornika oraz aktualnym układzie satelitów. Dla zastosowań w opracowanej stacji pomiarowej ograniczono się do obsługi komend GGA (Global Positioning System Fix Data) i GSV (Satellites in view) [206]. UmoŜliwiają one określenie pozycji odbiornika (GGA) oraz liczby aktualnie widocznych satelitów wraz z informacją o ich bieŜącym połoŜeniu oraz poziomie odbieranego sygnału (GSV). PoniŜej zamieszczono przykładowe komendy odczytane z odbiornika.

$GPGGA,180803.617,5422.2198,N,01836.8064,E,1,05,4.2,92.4,M,,,,0000*34

$GPGSV,3,1,09,23,82,185,37,24,61,233,45,20,54,111,33,13,51,232,45*75

Ze względu na konieczność szybkiego przesyłania specyficznych danych opracowano dedykowany protokół komunikacyjny, działający w oparciu o standard TCP/IP. Protokół ten umoŜliwia przesyłanie wcześniej zdefiniowanych komunikatów.

Zawierają one między innymi wyniki pomiarów powiązane z czasem oraz pozycją geograficzną stacji pomiarowej. MoŜliwe jest równieŜ przesyłanie komunikatów sterujących oraz informacje dodatkowe o aktualnym stanie i działaniu stacji.

Komunikacja pomiędzy stacją a serwerem MSMH odbywa się z potwierdzeniem.

Ostatni wątek realizuje funkcje diagnostyczne. W procesie tym w sposób ciągły monitorowana jest praca systemu operacyjnego i programu wyznaczającego parametry hałasu. Sprawdzana jest temperatura procesora i płyty głównej. Aktualizacji podlega równieŜ ustawienie sprzętowego zegara typu „watchdog”. W przypadku wystąpienia zakłóceń w pracy systemu stacja samoczynnie wznawia inicjalizację. Wszelkie zmiany w ustawieniach zapisywane są na lokalnym dysku, dzięki czemu, po ponownym uruchomieniu, stacja działa poprawnie i wysyła oczekiwane wyniki. Wyznaczone parametry hałasu są równieŜ zapisywane na dysku i mogą być odczytywane na Ŝądanie serwera. Istnieje ponadto moŜliwość instalacji dodatkowego dysku działającego w oparciu o interfejs USB, dzięki czemu mogą być gromadzone wyniki dla długich przedziałów czasowych. Takie rozwiązanie stanowi alternatywę dla połączenia bezprzewodowego, wymaga jednak dodatkowych czynności związanych z obsługą dysku USB.

5.3.4. Badanie stacji