Metodyczne aspekty analizy hałasu wewnętrznego w środkach transportu miejskiego Methodical aspects of the analysis of noise inside means of transport

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 114. Transport. 2016. Karol Andrzejczak &

(2) &

(3) !

(4) * %

(5) < . Franciszek Tomaszewski, &

(6) &

(7) !

(8) * %

(9)

(10) = >

(11) . METODYCZNE %8.;59+;<=ASU 0805>./+580?/(&<./5PORTU MIEJSKIEGO =

(12) : czerwiec 2016. Streszczenie: W artykule przedstawiono zastosowanie jednoczynnikowej analizy wariancji ANOVA

(13) @

(14) "

(15) : ;B

(16) #

(17)

(18)

(19) F G

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25) autobus #

(26)

(27)

(28)

(29)

(30) #

(31)

(32)

(33) (

(34)

(35)

(36) F /

(37) tak zadane

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44) /G,Q/

(45) (

(46) kilka warunków:

(47)

(48)

(49) (

(50)

(51)

(52)

(53)

(54) F

(55)

(56)

(57)

(58)

(59) (

(60)

(61)

(62)

(63) , ponadto dla

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69) +

(70) -Lillieforsa, test Y

(71)

(72) [

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78) F G

(79)

(80)

(81) .

(82)

(83)

(84)

(85) /G,Q/

(86)

(87)

(88) ! przedstawiono graficzny

(89) \]^

(90) # @ w poszczególnych lokalizacjach mikrofonów pomiarowych

(91) #

(92)

(93)

(94) autobusu. !

(95) B

(96) @,

(97)

(98) w autobusie, analiza wariancji. 1. WPROWADZENIE _

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104) @

(105)

(106)

(107)

(108)

(109) . Aktualnie warunkiem dopuszczenia do eksploatacji nowego

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116) tylko

(117)

(118) F %

(119)

(120) , szczególnie komunikacji zbiorowej nie ma stosownych no F `

(121)

(122)

(123)

(124)

(125) . : praca silnika, opór powietrza (wiatr), opór

(126)

(127) ( (

(128)

(129)

(130)

(131) .

(132) x F

(133) uprzywilejowane)F %

(134) w komunikacji @

(135)

(136) .

(137) 10. +

(138) /

(139) * {

(140) >

(141) *

(142)

(143)

(144) , . @ to t

(145) F > @

(146)

(147) (

(148) transportu (autobusu i tramwaju)

(149)

(150) (

(151)

(152)

(153) (.

(154) @ F Celem przeprowadzonych

(155)

(156)

(157)

(158)

(159)

(160)

(161)

(162)

(163) @ (

(164) jazdy. %

(165)

(166) * (

(167)

(168) (

(169)

(170) F W tym celu

(171)

(172) !

(173)

(174) 12 metrowego autobusu Solaris Urbino, tego pojazdu x

(175)

(176) 12 m)

(177) rozmieszczonych 10 mikrofonów pomiarowych

(178)

(179)

(180) ( jazdy. G

(181) dla tak uzyskanego

(182)

(183)

(184)

(185)

(186)

(187) .

(188)

(189)

(190)

(191) ANOVA dla sprawdzenia (

(192)

(193) zarejestrowanym na #

(194)

(195)

(196)

(197)

(198) F &

(199)

(200)

(201)

(202)

(203)

(204)

(205) w zakresie zastosowania

(206)

(207)

(208)

(209) @ podczas jazdy

(210) F &

(211)

(212) @

(213)

(214) ( (

(215)

(216)

(217)

(218)

(219)

(220)

(221) w ramach projektu badawczego #

(222)

(223) Narodowego Centrum Nauki pt. ,

(224)

(225)

(226)

(227)

(228)

(229) publicznej [3]. W artykule przedstawiono wyniki analiz tylko dla jednego autobusu Solaris Urbino ;B

(230) #

(231)

(232)

(233)

(234) F +

(235)

(236)

(237)

(238) #

(239) ruchu pojazdu (tj. jazda z

(240)

(241) #

(242)

(243)

(244)

(245)

(246) ~

(247) o kolejne egzemplarze autobusów i tramwajów.. 2. METODYKA POMIARÓW Obiektem

(248)

(249) !

(250) "

(251) : ;B m

(252)

(253) ( Miejskiego &

(254) Komunikacyjnego w Poznaniu od 2010 roku. Badany autobus posiada.

(255)

(256)

(257) ;B * B,550 * B,850 m, masa dopuszczalna 18000 *

(258)

(259)

(260)

(261)

(262) 21,4 *

(263) B-2-2. %

(264)

(265) (

(266) ;

(267)

(268)

(269)

(270) 4]. Przedstawione w artykule wyniki analizy statystycznej

(271) poziomu @ pojazdu

(272) ( # Q,>_, którego przebieg B 000 km.

(273)

(274) w

(275)

(276)

(277)

(278)

(279)

(280)

(281)

(282)

(283) PN-90/S-04052 Samochody.

(284) . Wymagania i badania. %

(285)

(286) (

(287) ;* m.

(288) ; #

(289) F Przejazd pomiarowy

(290)

(291) *

(292)

(293)

(294)

(295)

(296)

(297)

(298)

(299)

(300)

(301) (

(302) F Na rysunku 1 przedstawiono schemat rozmieszczenia mikrofonów pomiarowych w badanym autobusie..

(303)

(304)

(305)

(306)

(307)

(308)

(309)

(310) . 11. Rys. 1. Schemat rozmieszczenia mikrofonów pomiarowych w autobusie Solaris Urbino 12 m `: o

(311)

(312)

(313)

(314)

(315) 2]. %

(316)

(317)

(318)

(319) !

(320)

(321)

(322)

(323)

(324) ; *

(325)

(326)

(327) B F G

(328)

(329)

(330)

(331)

(332)

(333)

(334)

(335)

(336)

(337)

(338)

(339)

(340)

(341)

(342) dwa postoje na przystankach. Trasa, na której

(343)

(344)

(345)

(346) #

(347) (

(348)

(349)

(350)

(351)

(352) *

(353)

(354)

(355) # #

(356) F Pomiary w bada @ wykonano zestawem 10 mikrofonów pola swobodnego o ½ cala # '+ ;\F =

(357)

(358)

(359)

(360)

(361)

(362) przeprowadzona z wykorzystaniem systemu PULSE® firmy Brüel&Kjær. Tor pomiarowy

(363)

(364) ( &"

(365) > B (

(366)

(367)

(368)

(369) F. \20;57+;5;&<(] )

(370)

(371)

(372)

(373) ; #

(374)

(375)

(376) GPS (

(377)

(378)

(379)

(380) ;

(381)

(382) @ lokalizacjach mikrofonów pomiarowych. P

(383) !

(384)

(385) !

(386)

(387) badanego autobusu podzielono na cztery fazy: postój,

(388) -40 km/h, jazda z

(389)

(390) -50 km/h, hamowanie. Wyniki uzyskanych @ #

(391)

(392)

(393) autobusu zestawiono w tablicy 1..

(394) 12. +

(395) /

(396) * {

(397) >

(398) *

(399)

(400)

(401) , . Tablica 1 Wyniki 3

(402) ' 6 #1 :1 ^ _6

(403)

(404) 6`

(405)

(406) autobusu podczas poszczególnych faz jazdy Lokalizacja mikrofonu pomiarowego w autobusie Faza jazdy autobusu 10. 9. 8. 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. postój. 73. 71. 70. 69. 68. 67. 67. 66. 66. 65. r

(407) . 79. 77. 76. 75. 73. 73. 73. 72. 71. 71.

(408)

(409)

(410) . 77. 75. 75. 74. 73. 72. 73. 72. 71. 72. hamowanie. 74. 72. 71. 71. 69. 69. 69. 68. 68. 68. %

(411)

(412) #

(413)

(414)

(415)

(416)

(417)

(418)

(419) .

(420) ogólnychF {

(421)

(422)

(423)

(424)

(425) ( poziomach @

(426)

(427) od 71 do79 ' #

(428)

(429)

(430)

(431) F + #

(432) jazda z

(433)

(434) 2 – 77 ' #

(435)

(436)

(437)

(438)

(439) @

(440)

(441) – 74 dB. P

(442)

(443)

(444) (

(445) uzyskano od 65 – 73 dB. % #

(446)

(447)

(448)

(449) ( @ zarejestrowano przy zabudowie silnika spalinowego – miejsce lokalizacji 10-tego mikrofonu

(450)

(451)

(452) (

(453)

(454)

(455) ; # pomiarowego. =( a

(456)

(457)

(458) ( wyszczególnionych faz jazdy

(459) 'F )

(460) * (

(461) ( @

(462)

(463) #

(464)

(465)

(466)

(467)

(468)

(469)

(470)

(471)

(472) #

(473)

(474) F

(475)

(476) #

(477)

(478) #

(479)

(480)

(481)

(482)

(483)

(484) #

(485)

(486)

(487) (

(488)

(489) autobusu? /

(490)

(491)

(492) (

(493) #

(494) badawcze i przeprowadzono odpowiednie analizy statystyczne.. 4. ANALIZA STATYSTYCZNA WYNIKÓW

(495)

(496)

(497)

(498)

(499) (

(500)

(501) w poszczególnych punktach pomiarowych (lokalizacjach poszczególnych mikrofonów

(502)

(503)

(504) ( ~

(505)

(506)

(507)

(508)

(509)

(510) .

(511)

(512)

(513)

(514) /G,Q/F Y . punkt pomiarowy dla ustalonej fazy jazdy autobusu. Czynnik „punkt pomiarowy” ma = 10 wariantów, tj. miejsc zainstalowania mikrofonów. Stosu /G,Q/

(515) *

(516)

(517) w ustalonych punktach

(518) (

(519)

(520)

(521)

(522)

(523) *

(524) istotne podstawy do odrzucenia hipotezy zerowej : = = = dla = 10, gdzie .

(525)

(526) w -tym punkcie pomiarowym. /

(527) /G,Q/ sprawdzono*

(528)

(529) (

(530)

(531)

(532)

(533) * F

(534)

(535)

(536)

(537) w

(538) ( punkcie pomiarowym ma.

(539)

(540)

(541)

(542)

(543)

(544)

(545)

(546) . 13.

(547)

(548)

(549) ( , ), = 1, … ,10. Symbol

(550)

(551) * (

(552)

(553)

(554)

(555) punktów pomiarowych. :

(556)

(557) ( * (

(558) (

(559) z

(560)

(561)

(562)

(563) x

(564) F

(565)

(566) ~F

(567)

(568)

(569)

(570) w poszczególnych punktach

(571) (

(572)

(573)

(574) kwantylowe Q-Q (ang. Quantile to Quantile Q-Q ~*

(575) x ~

(576)

(577) . , , gdzie oznacza x

(578) ~

(579)

(580)

(581) . x

(582)

(583)

(584)

(585)

(586) *

(587) = 1, 2, … , kolejne numery obserwacji), a na drugiej x ~

(588)

(589)

(590) –

(591) . , , ( ) F .

(592)

(593)

(594)

(595)

(596)

(597) * ten przedstawia

(598) F ,

(599)

(600)

(601) * F *

(602) F %

(603)

(604) (

(605)

(606) F G

(607) F B

(608)

(609)

(610)

(611)

(612)

(613) punktów

(614)

(615) #

(616)

(617)

(618) F y. p. p. 3 2 1 0 -1 -2 -3 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84. Oczekiwana normalna. nr mikrofonu: 1. nr mikrofonu: 2. nr mikrofonu: 3. nr mikrofonu: 4. 3 2 1 0 -1 -2 -3 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 nr mikrofonu: 5. nr mikrofonu: 6. nr mikrofonu: 7. nr mikrofonu: 8. 3 2 1 0 -1 -2 -3 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84. nr mikrofonu: 9. nr mikrofonu: 10. +, . Rys. 2. "

(619)

(620)

(621)

(622)

(623)

(624) #

(625)

(626)

(627) autobusu. & punktu

(628)

(629)

(630)

(631)

(632) .

(633)

(634)

(635)

(636)

(637)

(638)

(639)

(640)

(641)

(642)

(643)

(644)

(645) (

(646) #

(647) F #

(648)

(649)

(650)

(651)

(652)

(653) w

(654) ( punkcie pomiarowym zastosowany jest test W Shapiro-Wilka (ang. Shapiro-% ~F > (

(655) , (

(656) , wykorzystanie #

(657)

(658)

(659)

(660)

(661)

(662) (

(663)

(664)

(665)

(666)

(667) .

(668)

(669)

(670) F "

(671)

(672)

(673)

(674)

(675) .

(676) 14. +

(677) /

(678) * {

(679) >

(680) *

(681)

(682)

(683) , . . . =. ()(" ! (#$!) "() )%. (1). ' !(" &). gdzie * ()

(684)

(685)

(686) *

(687) +( -) . +( )

(688)

(689) . Obszar krytyczny

(690)

(691) /3 = [0; 43, ), gdzie 43,

(692)

(693)

(694)

(695) .

(696)

(697)

(698)

(699)

(700)

(701) (

(702) +

(703) -Lilliefforsa (ang. Kolmogorov-Lilliefors test) oraz Cramera-von Misesa (ang. Cramer-von Mises test). +

(704)

(705) (

(706)

(707)

(708) /G,Q/ x

(709) F

(710) ~

(711)

(712)

(713) punktów

(714) F %#

(715) : = … = * (

(716)

(717) *

(718)

(719)

(720) F #

(721) (

(722) '/=><>>/ x

(723) F '

(724) ~F >

(725)

(726)

(727) *

(728)

(729)

(730)

(731) 5 F ) (

(732) 6 jest przy tym

(733)

(734) * (

(735)

(736)

(737)

(738)

(739)

(740) ( , ), = 1, … ,10. &

(741)

(742)

(743) 7 =1+. 9( ). <. . .. . . (2). "

(744)

(745)

(746)

(747)

(748) . @ ! ?. >. . 6 = ( . ) ln. . <( . 1) ln. ?. %. (3). . "

(749)

(750)

(751)

(752)

(753) (

(754)

(755) x

(756) )

(757)

(758) 6 z . 1

(759) F ,

(760)

(761)

(762) /3 = [63; , A), gdzie 63;

(763) 1 . B

(764) 6 z . 1 stopniami swobody. W tablicy 2 przedstawiono wyniki testu Bartletta, Hartleya i Cochrana. Tablica 2 0

(765) 1

(766) 3ci wariancji * 6 !!! Hartleya F-maks 1,4968. Cochrana C 0,1258. Bartlett Chi-kw 8,7086. a df. p. 9. 0,4646. G '

(767)

(768)

(769)

(770)

(771)

(772)

(773) F ,

(774)

(775)

(776) C Cochrana i Hartleya. Najbardziej

(777)

(778)

(779)

(780)

(781)

(782)

(783)

(784)

(785) (rangowy) FLIGNERA-KILLEENA [1]. Test Hartleya stosowany jest dla porównania wariancji dwóch grup. Test Hartleya jest testem dla dwustronnej hipotezy alternatywnej. Przy czym test ten jest bardzo nieodporny.

(786)

(787)

(788)

(789) F %

(790) .

(791)

(792)

(793)

(794)

(795)

(796)

(797)

(798) . 15. zastosowanie testu Levene’a. Jest to wersja testu , gdzie zamiast oryginalnych danych bier |+C . +D|F

(799)

(800)

(801)

(802)

(803)

(804) !

(805)

(806)

(807)

(808) F [

(809) zastosowana zostanie mediana

(810)

(811) *

(812)

(813)

(814)

(815)

(816) testem Browna-Forsythe’a, który jest odporny na

(817)

(818)

(819)

(820)

(821) F

(822)

(823) (

(824) (

(825)

(826)

(827)

(828)

(829) F %

(830)

(831) Levene’a i Browna-Forsythe’a zestawiono w tablicy 3. Tablica 3 0

(832) 1

(833) 3 * 6 !!!. Test Levene’a. SS df Efekt Efekt 7,4025 9. Test Browna-Forsythe’a. 7,8647. Nazwa testu. 9. MS Efekt 0,8224 0,8738. SS df ). ). 2997,91 1510. MS ). 1,9854. 0,4143. 0,9281. 3185,12. 2,1093. 0,4143. 0,9281. 1510. F. p. " ""* "* #* {*

(834)

(835)

(836) !

(837)

(838)

(839)

(840) x #

(841) ~*

(842)

(843) x

(844)

(845) ~* stopnie swobody x # #~*

(846) { x-value). ,

(847) u Lavene’a wynosi E = 0,92813

(848)

(849) * (.

(850)

(851)

(852)

(853)

(854)

(855)

(856) w poszczególnych punktach

(857) F &

(858)

(859) '

(860) {

(861) (

(862)

(863)

(864) F /

(865)

(866)

(867)

(868) '

(869)

(870) * [

(871) '

(872) -Forsythe jest test C Cochrana, (

(873)

(874)

(875)

(876) punktu pomiarowego z istotnie ( w

(877)

(878)

(879)

(880) F _

(881)

(882)

(883)

(884)

(885) * ( .

(886)

(887)

(888)

(889)

(890)

(891)

(892)

(893)

(894) F &

(895)

(896)

(897) (

(898)

(899) punktów pomiarowych. )

(900)

(901)

(902) .

(903)

(904) F &

(905)

(906)

(907)

(908) w poszczególnych punktach pomiarowych przeprowadzono weryfi

(909)

(910)

(911) * F hipotezy zerowej

(912)

(913) : = = = . (4). wobec hipotezy alternatywnej

(914) F %

(915) . (

(916)

(917)

(918)

(919) = + IC , gdzie *

(920)

(921) B jest efektem (ang. effect) -tego punktu pomiarowego. & * ( #

(922) x

(923) F fixed), a nie zmiennymi losowymi. * po to

(924)

(925) ( . punkt pomiarowy

(926) .

(927)

(928)

(929) F

(930)

(931)

(932)

(933)

(934)

(935)

(936)

(937) (

(938) F

(939)

(940) hipotezy zastosowany jest test analizy wariancji. Test ten jest stosunkowo odporny na. (

(941)

(942)

(943) x

(944)

(945)

(946) ( ~

(947)

(948) (

(949) x

(950) ~F Zastosowane.

(951) 16. +

(952) /

(953) * {

(954) >

(955) *

(956)

(957)

(958) , . #

(959)

(960)

(961)

(962)

(963)

(964) #

(965)

(966)

(967)

(968) zestawione w tablicy 4. Tablica 4 Tabela analizy wariancji (klasyfikacja pojedyncza) * 6 !!! 1 #

(969) 3. Stopnie swobody.

(970) . .1. % . .. Y

(971) . .1. Suma kwadratów. (+D . +D) . JJK = L. <. . JJN = L. <. L. Statystyka testowa MJK = MJN. ?

(972) . (+ O . +D ). O<. JJP = JJK + JJN. MJK =. JJK .1. MJN =. JJN .. MJP =. JJP .1. % /G,Q/

(973)

(974)

(975)

(976) *

(977)

(978)

(979)

(980) x

(981) F between groups variation~ x

(982) F within groups variation~F ). JJN

(983)

(984)

(985)

(986)

(987)

(988) F >.

(989)

(990) * ( (

(991)

(992)

(993) F (

(994)

(995)

(996) . JJK #F

(997)

(998)

(999)

(1000) (

(1001) F

(1002) *

(1003) (

(1004)

(1005) . *

(1006) ( * (

(1007) ( F %

(1008) analizy ANOVA dla #

(1009)

(1010)

(1011)

(1012)

(1013)

(1014) 5. %

(1015) #

(1016) E < 0,050. Tablica 5 * 6 !!! Zmienna

(1017)

(1018) . SS Efekt 9015,67. df Efekt 9. MS Efekt 1001,74. SS ). 6294,45. df ). 1510. MS ). 4,1685. F 240,31. p 0,000. ) !

(1019) * ( (

(1020)

(1021)

(1022) w poszczególnych punktach pomiarowych. Do wyznaczenia punktów (

(1023)

(1024)

(1025) (1 . B)100%

(1026) # (ang. confidence interval)

(1027)

(1028)

(1029) w poszczególnych punktach pomiarowych. Do wyznacz

(1030)

(1031) #

(1032)

(1033) : Y?Z. TU . VW, X . . , U + VW, X . Y?Z . \. (5). n

(1034)

(1035)

(1036)

(1037)

(1038) #

(1039) ( . O zastosowano wzór: . . . ]. . . . ]. .VW, XMJN T + \ , VW, XMJN T + \% . . (6).

(1040)

(1041)

(1042)

(1043)

(1044)

(1045)

(1046)

(1047) . gdzie VW,

(1048) 1 . . 3 . 17.

(1049) V-Studenta z . stopniami. swobody. %

(1050) \]^

(1051) #

(1052)

(1053)

(1054) podczas #

(1055)

(1056)

(1057)

(1058) przedstawiono graficznie na rysunku 3.

(1059)

(1060) # ( # (wykres interakcji) programu STATISTICA. 82. 80. %. /&;<=. 78. 76. 74. 72. 70. 68 1. 2. 3. 4. 5. 6. nr mikrofonu. 7. 8. 9. 10 . Rys. 3. &

(1061) #

(1062)

(1063)

(1064) #

(1065)

(1066)

(1067) autobusu. )

(1068) * (

(1069)

(1070)

(1071)

(1072) x#. ; B~ ( F &

(1073) * * (

(1074)

(1075) iejscu lokalizacji pierwszego i trzeciego mikrofonu pomiarowego istotnie ró(

(1076) \]^ # F &

(1077)

(1078)

(1079)

(1080)

(1081)

(1082) ( F + * F

(1083)

(1084) *

(1085) #

(1086) (

(1087) (

(1088)

(1089) *

(1090) (

(1091)

(1092) ( ( trzech punktach pomiarowych. Przy czym w miejscu

(1093) #

(1094)

(1095)

(1096) F =

(1097)

(1098)