SZELLEMI TULAJDON NEMZETI HIVATALA

SZELLEMI TULAJDON NEMZETI HIVATALA Budapest

Tárgy:

Szabadalmi bejelentés

Bejelentő:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

A bejelentés címe:

Eljárás és elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére

Alulírott Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3. képviselőnk, a DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft. (Dr. Antalffy-Zsiros András) útján bejelentjük az alábbi találmányt: Eljárás és elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére és kérjük, hogy arra az 1995. évi XXXIII. törvény alapján szíveskedjenek nevünkre szabadalmat engedélyezni. A találmány feltalálója:

Geréb Gábor, 1223 Budapest, Aszály u. 14-16/A

Kérelmünkhöz az alábbiakat csatoljuk: - a szabályszerű leírást az igénypontokkal 3 példányban - a kivonatot 3 példányban - 4 lap szabályszerű rajzot 3 példányban Pótlólag terjesztjük be a következőket: - a képviseleti meghatalmazást - a jogátruházási nyilatkozatot. Budapest, 2012. április 3. Tisztelettel: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem helyett a meghatalmazott:

DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft.

Dr. Antalffy-Zsiros András Melléklet: szöveg szerint

Aktaszámunk: 109993-2048B AF/CJ

Eljárás és elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére A találmány tárgya egyrészt egy eljárás környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére, amelynek során felmérjük a területet, mely során meg kell 5

határozni azokat a forrásokat , amelyek érzékelhető mértékben befolyásolják a terület egyes pontjaiban fennálló zajterhelést; a források ismeretében kijelöljük az egy vagy több mérési pontot, ahol a monitorállomásokat elhelyezzük; egy vagy több monitorállomás telepítése után létrehozunk egy a monitorállomás(ok) adatait összegyűjtő és azokat feldolgozó adatfeldolgozó központot, mérjük a zajterhelés a mérési pontokban, illet-

10

ve az érzékelőkkel megfigyeljük az egyes forrásokat. A találmány tárgya másrészt egy elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére, amely környezeti zajt érzékelő monitorállomást tartalmazó egy vagy több mérési pontot; a monitorállomás által gyűjtött adatokat továbbító közvetítőeszközt; a közvetítőeszköz által továbbított adatokat fogadó feldolgozóeszközt

15

tartalmaz, ahol a feldolgozóeszköz a kapott, illetve feldolgozott adatokat tároló tárolóeszközzel van ellátva; valamint a feldolgozóeszközzel társított kijelzőeszközt tartalmaz. A technika jelenlegi állása A környezeti zajterhelés meghatározására napjainkban két módszer áll rendelkezésre: a modelltérben végzett számítás, és a helyszínen történő műszeres mérés. Mind a model-

20

lezés alapját képező összefüggések, mind a méréshez alkalmazott műszer felépítése és a mérési előírások évtizedes múltra néznek vissza. A technológia fejlődésével azonban sorra dőlnek le a zajterhelés meghatározásának - elsősorban számítástechnikai - korlátai. A modellszámítás tekintetében a zajtérképezés, a helyszíni mérés esetében pedig a valós idejű zajmonitorozás megjelenése jelentett áttörést. Az előbbi lehetővé tette a zajterhe-

25

lés térbeli eloszlásának grafikus ábrázolását, míg az utóbbi segítségével valós időben frissülő folytonos időfüggvény állítható elő. Az US 7,092,853 számú szabadalmi dokumentum környezeti zajmonitorozó rendszert ismertet, amely rögzíti és elemzi a környezeti zajokat. A rendszer alkalmas hangegyenérték szintek mintavételezésére, feldolgozására és tárolására akár két hetes időtartamon

30

keresztül is. A rögzített adatokat grafikonokként képes megmutatni, és alkalmas megjelölt, figyelt zajok automatikus detektálására. A mérőrendszer I. vagy II. típusú IEC szabványok szerint van felépítve. Az alkalmazott eljárásban a detektált zajt különböző

-2-

frekvenciaszűrőkkel súlyozzák a nemzeti és nemzetközi zajmérési szabványoknak megfelelően, a detektált és súlyozott zajt megfelelő adatokká konvertálják, és kommunikációs interfészen keresztül vezérlik az adatgyűjtést és feldolgozást, majd ezeket az értékeket elemző egység segítségével feldolgozzák és kijelzik. A megoldás hangsúlyt 5

helyez a detektált értékek szűrésére és tömörítésére, valamint arra, hogy a zajmérés a különböző nemzeti illetve nemzetközi szabványoknak megfelelően történjen, és megfelelő eredményt adjon. Az EP 1273927 A1 számú szabadalmi dokumentum környezeti zajmonitorozó rendszert valamint eljárást ismertet. A rendszernek három vagy több érzékelő jelátalakítója van,

10

amelyek különböző helyeken vannak a zajforrást vagy zajforrásokat tartalmazó környezetben elrendezve, és mindegyik érzékelő omnidirekcionális jellegű. A különböző helyeken elhelyezett szenzorok segítségével a zajforrások irányát is képe behatárolni mintavételezett zajjel-párok segítségével, ahol számítással azonosítja a helyi maximumokat és határozza meg egy adott irányból érkező fő zajforrást, valamint detektálja a

15

más irányokból érkező zajokat is és azok zajszintjét is. Az US 7,266,494 számú szabadalmi dokumentum zajjelekből zaj környezetet azonosító eljárást és berendezést ismertet. Az US 2010/0094625 A1 számú szabadalmi dokumentum zajbecslésre vonatkozó eljárásokat és berendezéseket ismertet. A megoldás beszéd aktivitás detektálásra alkalmas,

20

figyelembe véve a beszédjelek és a környező zaj spektruma közötti ismert eltéréseket. A megoldás általánosságban vonatkozik zajdetektálásra. Az „Assesment of Environmental Noise Problems in Cluj-Napoca for an Appropriate Noice Management Plan” című dokumentum környezeti zajmérésre vonatkozik. A WO2011/045499 A1 számú dokumentum vizes környezetben, például tavakban,

25

tengerekben hangforrások akusztikus energiája szintjének megfigyelésére, becslésére és csökkentésére vonatkozó eljárást ismertet, ahol a vizes közegben zajtovábbító forrás, például hajó van jelen. Az eljárás során valós időben modellezik a hangforrás akusztikus terjedését, és adatbázisból határozzák meg a zajközvetítő forrás pillanatnyi helyzetét, majd annak ismeretében határozzák meg a zajközvetítő forrástól térben kiterjedő

30

zajhullámok kívánt paramétereit.

-3-

Az US 2010/0280826 A1 számú szabadalmi leírás hangforrások szétválasztására és monitorozására vonatkozik, és elsősorban elektromágneses sugarak, például lézernyaláb használatával/alkalmazásával, a hangforrásról visszaverődő nyaláb elemzésével oldja meg a zajforrások részben helyének megállapítását, részben az eredeti hangjelekhez 5

adódott zajok kiszűrését. Az alkalmazott nyalábok révén az egyes hangforrások teljesen elkülöníthetők egymástól. Az US 2008/0056506 A1 számú szabadalmi leírás szerkezeti zajforrás előrebecslő módszert ismertet, amelynek révén még tervezési fázisban a megvalósítás után keletkező zajok helyét és hozzávetőleges mértékét becsülik meg. Az eljárás zajszámításra is kiter-

10

jed. Az International Journal of Remote Sensing folyóirat 14. évfolyamának 13. kiadása a 2427-2443. oldalon regionális zajbecslő és kezelő rendszert mutat be, amely távérzékelést foglal magában, és képes egy meghatározott terület zajterjedésére vonatkozó információkat rendelkezésre bocsátani.

15

A JP 2003156388 A számú szabadalmi dokumentum környezeti zajokat érzékelő eljárásra, berendezésre, valamint adattároló közegre vonatkozik. A megoldás során több különálló zajforrásként tekintett régióból zaj adatokat gyűjtenek, amelynek során a környezeti zajokat is figyelembe veszik. A megoldás elsősorban beltéri, pontosabban épületen belüli zajmérésre és monitorozásra vonatkozik.

20

A JP 2005190177 A számú szabadalmi leírás környezeti zajhatásokat figyelő rendszert ismertet, mely rendszer például építési területen is alkalmazható, ahol a zajforrások az építkezés egyes meghatározó helyein, berendezéseinél keletkező zajok lehetne. A mért adatokat összegyűjtik és kommunikációs hálózaton keresztül egy kiértékelő központba továbbítják, amely elvégzi a zaj- és rezgésmérések alapján a keresett paraméterek

25

kiértékelését. Az EP 1 720 129 A1 számú szabadalmi dokumentum környezeti zajszennyezések tanulmányozására és megszüntetésre alkalmas eljárást ismertet, amelynek során több helyen mérik a keletkező zajokat, és a zajtérképből számítással határozzák meg a megszüntetéshez követendő tennivalókat. A dokumentum a zajterheléssel kapcsolatos

30

problémák fennállását bizonyítja.

-4-

A műszaki probléma A zajvédelmi gyakorlat több területén konkrét igény mutatkozik egy olyan eljárás iránt, ami képes valós idejű zajtérképet előállítani az egyes forrásoktól származó zajterhelés kiválasztásának lehetőségével. Ilyen többek között az építőipar, ami egy dinamikus te5

rületforrás zajterhelésének folyamatos ellenőrzését igényelné, általában jelentős háttérzaj mellett. Közlekedési csomópontok környezetében is jelentős előrelépést jelentene a zajterhelés idő- és térbeli eloszlásának együttes ismerete. Ezenkívül a jelentős zajterheléssel küszködő területek zajcsökkentési akciótervének kidolgozásához is hozzájárulhatna a zajterhelés átfogó vizsgálatát lehetővé tevő valós idejű zajtérképezés.

10

A találmányi célkitűzés és felismerés A megoldás alapját két új elgondolás képezi. Az első szerint egy zajmonitorozó állomás, kiegészítve a zajforrások jellemzőinek mérésére alkalmas érzékelőkkel, képes az eredő zajterhelést forrásonkénti zajterhelések összegére bontani. A második szerint egy adott terület referencia-pontjaiban végzett forrásszelektív zajmonitorozás adatai alapján

15

kiszámítható a teljes terület folyamatosan frissülő zajtérképe, amennyiben a zajterjedési viszonyok ismertek és idő-invariánsnak tekinthetőek. Egy meghatározott területen működő egyes környezeti zajforrások domináns időszakaiban olyan fizikai jelenségek figyelhetők meg, pl. forrásirány, idő- és frekvencia karakterisztika, hangerősség, mozgás stb., melyek alapján megfelelő érzékelők, azaz szenzo-

20

rok és egy döntési algoritmus segítségével azonosíthatók egy adott időszak domináns zajforrásai. Az azonos időben folyó zajmonitorozás által meghatározott eredő zajterhelési szint így felbontható az egyes forrásoktól származó zajterhelési szintekre. Ennek feltétele, hogy a zajterhelés megítélési ideje sokkal nagyobb legyen, mint a forrásjellemzők és az eredő zajterhelés mintavételi ideje. Amennyiben egy meghatározott területen S

25

számú környezeti zajforrás működik és R számú térbeli pontban szükséges a zajterhelés kiszámítása, úgy az SxR számú zajterjedési együttható ismeretében, valamint az S számú forrás szétválasztott zajterhelésének valamely M számú (referencia) mérési pontban történő meghatározása esetén kiszámítható a fennmaradó R-M számú (virtuális mérési) pontban a zajterhelés közelítő értéke. Ennek feltétele, hogy a terület zajterjedési viszo-

30

nyait a vizsgált időszakra idő-invariánsnak tekinthessük, illetve, hogy az összes zajfor-

-5-

rás terhelése, ami az R számú térbeli pont közül legalább egyben domináns és releváns, mérhető legyen a referencia pontok valamelyikében. A találmány rövid összefoglalása A találmány olyan, már létező technológiákon alapul, mint a valós idejű környezeti 5

zajmonitorozás, illetve a környezeti zajtérképezés, célja pedig, hogy a jelenlegi technika állását két új intézkedéssel továbbfejlesztve lehetővé tegye a környezeti zaj valós idejű forrásszelektív monitorozását és a zajtérképek valós időben történő frissítését. Ehhez szükséges a zajmonitorozást végző rendszer kiegészítése a zajforrásokat megfigyelő szenzorokkal (irányérzékeny mikrofonok, kamerák, stb.), egy döntőalgoritmussal, illet-

10

ve a zajtérképezéshez egy speciális számítás algoritmussal, amely a rendelkezésre álló zajtérkép frissítését végzi. A rendszer a környezeti zajszint egy vagy több referenciapontban végzett valós idejű mérése közben szenzoros megfigyeléseket végez, melyek alapján egy döntési algoritmus megjelöli a domináns zajforrásokat és az eredő zajterhelési szintet forrás-összete-

15

vőkre bontja. Az egyes forrásoktól származó, a referenciapontokra vonatkozó zajterhelési szintek meghatározását követően a terület zajterjedési viszonyaira jellemző, modellszámítással előzetesen meghatározott, kibocsátási-terhelési pontpáronként eltérő, kvázi idő-invariáns zajterjedési tényezők segítségével kiszámítja a zajtérkép raszterpontjaiban érvényes zajterhelés közelítő értékét. A számítás a vonatkoztatási idő minden periódu-

20

sában ciklikusan ismétlődik. A kitűzött feladatot egyrészt egy eljárással oldottuk meg környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére, amelynek során felmérjük a területet, mely során meg kell határozni azokat a forrásokat, amelyek érzékelhető mértékben befolyásolják a terület egyes pontjaiban fennálló zajterhelést; a források ismeretében kije-

25

löljük az egy vagy több mérési pontot, ahol a monitorállomásokat elhelyezzük; egy vagy több monitorállomás telepítése után létrehozunk egy a monitorállomás(ok) adatait összegyűjtő és azokat feldolgozó adatfeldolgozó központot, mérjük a zajterhelést a mérési pontokban, illetve az érzékelőkkel megfigyeljük az egyes forrásokat, és ahol újszerű módon adott esetben a forrásokat csoportosítjuk, és a későbbi szétválasztás során ezeket

30

együtt szerepeltetjük; zajmodellezés útján meghatározzuk a terület zajterjedési viszonyait, amelynek során minden egyes forrásra meghatározzuk a terület egyes pontjai kö-

-6-

zött fennálló zajterhelés különbségeket, azt az egy vagy több mérési pontot, ahol a monitorállomásokat elhelyezzük, a források és zajterjedési viszonyok együttes ismeretében jelöljük ki; ennek során a mérési pontokat úgy határozzuk meg, hogy a korábban meghatározott források mindegyike legalább egy mérési pontban jelentős zajterhelést okoz5

zon; ezt követően a monitorállomásokat úgy állítjuk össze, hogy minden egyes monitorállomáshoz

hozzárendelünk

egy

hiteles

hangnyomásszint-mérőt,

az

adatok

előfeldolgozására alkalmas számítóegységet, valamint az adatok továbbítására alkalmas kommunikációs egységet, és az eredő zajterhelésben domináns módon résztvevő források minden egyes időpontban, illetve időszakaszban való ismertségét biztosítjuk; az egy 10

vagy több monitorállomás telepítése után egy a monitorállomás(ok) adatait összegyűjtő és azokat feldolgozó adatfeldolgozó központ létrehozása során először az egy vagy több hangnyomásszint-mérő adatainak összegzése útján meghatározzuk az egyes mérési pontokban fennálló eredő zajterhelést, másodszor meghatározzuk az egy vagy több állomáson található egy vagy több állomáson érzékelő adatai alapján az egyes időpillanatokban

15

domináns forrásokat, ennek során az érzékelők összes adatát egy paramétertérben elhelyezve az egyes paraméterkombinációkból következtetünk a források dominanciájára és döntést hozunk; ezután az egyes időpillanatokban ismert eredő zajterhelés és a szintén ismert forrásdominancia alapján egy hosszabb időszakra szelektíven meghatározzuk az egyes források átlagos zajterhelését; ennek során az egy adott időpontban mért zajterhe-

20

lést a korábbi döntés alapján azonosított zajforráshoz hozzárendeljük, és az adatot a zajforrás gyűjtőjében eltároljuk, meghatározott időszak végén a gyűjtőket összegezzük, és az összeget elosztjuk a teljes időszakaszra, így megkapjuk az átlagos terhelést, ezzel minden időszakaszra minden egyes zajforrás egyedi átlagos zajterhelését ismerjük; ezután a mérés zajterhelési térképpé kiterjesztjük, úgy, hogy mivel minden egyes zajforrás

25

mérési pontokban fennálló zajterhelését minden időszakaszra ismerjük, illetve a telepítés során szintén minden zajforrásra meghatároztuk a terület egyes pontjai közti zajterhelési különbséget, így kiszámítjuk a terület összes pontjában minden zajforrás minden időszakaszban érvényes zajterhelését, ezt követően ezeket a terheléseket összegezzük minden egyes pontban, minden időszakaszban az összes zajforrásra, és az eredő zajter-

30

helési szintek alapján előállítjuk az egyes időszakokban érvényes zajterhelési térképet.

-7-

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében folyamatosan mérjük a zajterhelést a mérési pontokban, illetve az érzékelőkkel az egyes forrásokat folyamatosan megfigyeljük. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében az 5

összegyűjtött adatok alapján meghatározzuk az egyes források időszakonkénti zajterhelését, illetve kiszámítjuk a zajterhelési térképet; A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében a térképet valós időben, időszakonként frissítjük, valamint a korábbi adatokat eltároljuk. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében a ko-

10

rábban eltárolt adatok alapján utólag statisztikai elemzést végzünk. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében a zajterhelés különbségi értékeknek a felhasználásával a mérési pontban gyűjtött adatokat utólagosan terjesztjük ki zajterhelési térképpé. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében a zaj-

15

forrásokat térbeli elhelyezkedésük alapján irányérzékeny mikrofonrendszerrel, a frekvencia és időkarakterisztikájuk alapján, illetve vizuális jelek alapján azonosítjuk. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében az egyes időszakokban érvényes zajterhelési térképet az eredő zajterhelési szintekhez eltérő színek hozzárendelése útján állítjuk elő.

20

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében a telepítés során a méréssel azonos időben kézzel bevisszük az adott pillanatban domináns zajforrás azonosítóját, és az így kapott mintasort összerendeljük az érzékelők adataival és alakítjuk ki a döntési szabályrendszert. A kitűzött feladatot másrészt egy elrendezéssel oldottuk meg környezeti zaj valós idejű,

25

forrásszelektív monitorozására és térképezésére, amely környezeti zajt érzékelő monitorállomást tartalmazó egy vagy több mérési pontot; a monitorállomás által gyűjtött adatokat továbbító közvetítőeszközt; a közvetítőeszköz által továbbított adatokat fogadó feldolgozóeszközt tartalmaz, ahol a feldolgozóeszköz a kapott, illetve feldolgozott adatokat tároló tárolóeszközzel van ellátva; valamint a feldolgozóeszközzel társított kijel-

30

zőeszközt tartalmaz. Az elrendezés a környezeti zajt érzékelő monitorállomás zajforrá-

-8-

sokat szelektíven monitorozó érzékelőket, a környezeti zajt érzékelő monitorállomás hiteles hangnyomásszint-mérőt, az adatok előfeldolgozására alkalmas számítóegységet, valamint az adatok továbbítására alkalmas kommunikációs egységet tartalmaz, és a feldolgozóegység az egyes időpillanatokban ismert eredő zajterhelés és a szintén ismert 5

forrásdominancia alapján az egyes források átlagos zajterhelését egy hosszabb időszakra szelektíven meghatározó és ennek során az egy adott időpontban mért zajterhelést a korábbi döntés alapján azonosított zajforráshoz hozzárendelő, és az adatot a zajforrás gyűjtőjében eltároló feldolgozóegységként van kialakítva. A találmánnyal elérhető előnyök

10

A találmány már meglévő rendszer kiegészítéseként (ekkor a költséges zajmonitorozó állomás és a zajterjedési modell elkészítésének költsége nem merül fel), illetve önmagában telepítve (ekkor az előbb említett költségek hozzáadandók) is alkalmazható. A találmány telepítésének becsült költsége mindössze 10-30%-a az alapját képező zajmonitorozó állomás és zajterjedési modell költségének.

15

Az egyik legerősebb alkalmazási terület a városi környezetben végzett építési munkálatok ellenőrzése, mivel ezeken a területeken nehezen megjósolható zajkibocsátás keletkezik, aminek több kibocsátója, azaz felelőse lehet, ennek objektív eldöntése a jelenlegi ismeretek alapján nem biztosítható, ami bizonytalanságot és a bírságok és egyéb jogkövetkezmények kiszámíthatatlanságát vonja maga után.

20

Az ábrák rövid felsorolása A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetem részletesebben, amelyen a javasolt eljárás példakénti foganatosítási módját mutatjuk be. A rajzon az 1. ábra

a rendszer megtervezésére vonatkozó folyamat egy lehetséges folyamatábrája, a

25

2. ábra

a rendszer telepítésére vonatkozó folyamat egy lehetséges folyamatábrája, a

3. ábra

egy automatikus mérési ciklus végrehajtására vonatkozó folyamat egy lehetséges folyamatábrája, a

4. ábra

egy, a találmány szerinti eljárás végrehajtására alkalmas rendszer egy lehetséges kiviteli alakjának felépítését mutatja tömbvázlat szinten, az

-9-

5. ábra

a 4. ábra szerinti rendszerben lévő egy monitorállomás lehetséges kiviteli alakjának felépítését mutatja tömbvázlat szinten, a

6. ábra

egy központi adatfeldolgozó elrendezés lehetséges megvalósítása és egy adatbázis szerver elrendezés lehetséges megvalósítása, és a

5

7. ábra

a rajzon alkalmazott jelölések magyarázata.

A találmány részletes bemutatása A találmány alkalmazásának célja egy adott területen fennálló környezeti zajról történő adatgyűjtés, melyet méréssel és a mérési adatok feldolgozásával végez el. Vegyünk tehát a példa kedvéért egy területet, ahol a környezeti zajterhelés több zajforrás terhelésé10

nek összegeként áll elő. Az egyes források térben és jellegben is eltérhetnek egymástól, ráadásul a működésük előre ki nem számítható módon változik, így a mindenkori zajterhelés az egyes források pillanatnyi állapotától függ. Tehát feltételezhetünk közúti és vasúti forrásokat, illetve adott lehet egy ipari forrás vagy építési terület, amely szintén jelentős zajterhelést okoz a területen. Bár léteznek módszerek, melyekkel megbecsülhe-

15

tő egy közút, vasút vagy akár egy ipari/építési terület zajterhelése, ezeknek az eljárásoknak a hátránya a becslés pontatlansága, amely csak hosszúidejű átlagolás esetén elfogadható. Szintén készíthető olyan mértékadó zajmérési mintavétel, amivel közelítőleg meghatározható a zajforrások átlagos zajterhelése, azonban az adatok pontossága a mérési időn kívül ez esetben is csak bizonyos megkötésekkel elfogadható.

20

A találmány alkalmazásának célja, hogy a terület zajterhelése folyamatos ellenőrzés alatt álljon emberi beavatkozás nélkül. Tehát a rendszer telepítésén és időszakos ellenőrzésén túl a mérés, az adatfeldolgozás és a közzététel mind automatikusan történik. Ezenkívül a rendszer képes több forrás egyidőben történő szelektív monitorozására, azaz nem csak az eredő zajterhelést, hanem az egyes források zajterhelését is képes meg-

25

határozni. Valamint az adatgyűjtés nem csak a mérési pontra vonatkozik, hanem a segítségével a terület minden pontjára meghatározható a zajterhelés. Tehát adott egy több forrás által terhelt terület, melyen egy folyamatosan frissülő, valós idejű zajterhelési térképet kívánunk előállítani a találmány segítségével. A telepítéshez szükség van környezeti zajvédelemben jártas szakértőre, mivel a d11 for-

30

rások meghatározása, a d13 mérési pont kijelölése és a k21-k22-k23-k24 rendszer inici-

- 10 -

alizálása szakértelmet kíván, és a rendszer által szolgáltatott b21 adatok pontossága jelentős mértékben függ a telepítő személy(zet) munkájától. A telepítés során a következő lépéseket kell elvégezni: Az első lépés a k11 terület felmérése, mely során meg kell határozni azokat a d11 forrá5

sokat, amelyek érzékelhető mértékben befolyásolják a terület egyes pontjaiban fennálló zajterhelést. A d11 forrásokat lehet csoportosítani (egy közút sávjai, egy építési terület gépei), így a későbbi a23 szétválasztás során ezek együtt szerepelnek majd. A második feladat a d12 terület zajterjedési viszonyainak meghatározása. Ehhez érdemes k12 zajmodellező szoftver segítségét igénybe venni. A cél, hogy minden egyes for-

10

rásra meghatározásra kerüljön a terület egyes pontjai között fennálló d12 zajterhelés különbség, azaz például az 1. számú közút d31 zajterhelése X dB-el magasabb az A pontban, mint a B pontban, míg az 1. számú vasútvonal d31 zajterhelés a B pontban magasabb, Y dB-el az A ponthoz képest. Ezeknek a zajterhelés különbségi értékeknek a felhasználásával lehetséges később a mérési pontban gyűjtött adatok kiterjesztése zajterhe-

15

lési térképpé. Miután a d11 források és d12 zajterjedési viszonyok is ismertek, ki kell jelölni a d13 mérési ponto(ka)t, ahol az F1 monitorállomások elhelyezésre kerülnek majd. A d13 mérési pontokat úgy kell meghatározni, hogy a korábban meghatározott d11 források mindegyike legalább egy d13 mérési pontban jelentős d31 zajterhelést okozzon.

20

A d13 mérési pontok kijelölése után következhet az F1 monitorállomások összeállítása. Minden egyes F1 monitorállomásnak rendelkeznie kell egy M1-R1-F1/1 hiteles hangnyomásszint-mérővel, az adatok előfeldolgozására alkalmas F1/2 számítóegységgel, valamint az adatok továbbítására alkalmas F1/2 kommunikációs egységgel. Ezen kívül az összes F1 állomásnak együttesen rendelkeznie kell annyi érzékelővel (melyek lehetnek

25

M2-M3 akusztikai, K1 vizuális, jeladó vagy É1 egyéb érzékelők), amik elegendő adatot képesek szolgáltatni az egyes d11 források d34 domináns időszakainak azonosításához, azaz minden egyes időpontban ismertnek kell lennie a d31 eredő zajterhelésben domináns módon részvevő d11 forrásoknak. Egy közút esetén domináns működés, ha egyszerre nagyszámú gépkocsi halad el rajta, egy vasút esetében a vonatelhaladás ideje alatt

30

domináns, egy építési terület valamely jelentős d33 zajesemény keletkezése során mondjuk egy gép működése alatt domináns. Ezek jellemzően a térbeli elhelyezkedésük

- 11 -

alapján M2-M3 irányérzékeny mikrofonrendszerrel, a frekvencia és időkarakterisztikájuk alapján, illetve vizuális jelek alapján azonosíthatók, de a lehetőségek gyakorlatilag korlátlanok. Az F1 monitorállomás(ok) k21 telepítése után létre kell hozni egy olyan F2 adatfeldol5

gozó központot, amely képes összegyűjteni az F1 monitorállomás(ok) adatait és azokat feldolgozni. Ennek az a11 folyamatnak az első a21 része az egyes mérési pontokban fennálló d31 eredő zajterhelés meghatározása, ami gyakorlatilag a hangnyomásszint-mérő(k) adatainak összegzését jelenti.

10

Az második a22 rész az egyes időpillanatokban domináns d34 források meghatározása az állomás(ok)on található M2-M3-K1-É1érzékelők adatai alapján, ez egy részben k22 előre programozott részben pedig tanuló algoritmus, amely az M2-M3-K1-É1érzékelők összes adatát egy paramétertérben elhelyezve képes az egyes t32 paraméterkombinációkból a források dominanciájára következtetni és a34 döntést hozni. Például, ha az F1

15

állomástól balra található vasúti forrásra irányított K1 kamera nem ad képet, de az irányérzékeny M2-M3 mikrofonrendszer balról érzékeli a zajt, akkor valószínűleg a szintén balra található közúti forrás lesz felelős a d31 eredő zajterhelés nagy részéért és nem a jobb oldalon található másik közút, vagy a szintén jobbra található építési terület. A feldolgozás harmadik a23 része az egyes időpillanatok ismert d31 eredő zajterhelés és

20

a szintén ismert d34 forrásdominancia alapján egy hosszabb időszakra meghatározható az egyes források d36 átlagos zajterhelése szelektíven. Ez képletesen szólva úgy történik, hogy ha az N-edik időpillanatban X dB d31 zajterhelés volt, amiért az algoritmus a34 döntése szerint legnagyobbrészt az 1. számú közút volt felelős, akkor ez az X dB bekerül az 1. számú közút gyűjtőjébe. Ezt követően az N+1-dik időpillanatban mért Y

25

dB d31 terhelés az abban a pillanatban domináns forrás a35 gyűjtőjébe kerül. Az időszakasz végén ezek a gyűjtők összegzésre kerülnek, és a d35 összeget elosztja a rendszer a teljes időszakaszra, így megkapjuk a d36 átlagos terhelést (természetesen mindez a dB logaritmikus számítási szabályai szerint történik). Így tehát minden időszakaszra ismert minden egyes forrás d36 egyedi átlagos zajterhelése.

30

Az utolsó a24 lépés a mérés kiterjesztése d38 zajterhelési térképpé. Mivel minden egyes d11 forrás mérési pontokban fennálló d36 zajterhelése ismert minden időszakaszra, il-

- 12 -

letve a telepítés során szintén minden forrásra k12 meghatározásra került a terület egyes pontjai közti d12 zajterhelési különbség, így a37 kiszámítható a terület összes pontjában minden a11 forrás minden időszakaszban érvényes d37 zajterhelése. Ezt követően ezeket a d37 terheléseket összegezni kell minden egyes pontban, minden időszakaszban az 5

összes forrásra, és a d38 eredő zajterhelési szintek színekkel való jelölésével előállítható az egyes időszakokban érvényes zajterhelési térkép. A telepítés befejezéseként kell elvégezni a k22 döntési rendszer tanítását, mely során az egyik lehetőség értelmében az a11 méréssel azonos időben a szakértő kézzel viszi be az adott pillanatban domináns zajforrás d34 azonosítóját, és az így kapott mintasort a rend-

10

szer összerendeli az M2-M3-K1-É1 érzékelők adataival, és kialakítja/finomítja az a22 döntési szabályrendszert. Gyakorlatilag ennek a fázisnak a része az egész F1-F2-F3 rendszer tesztelése is. Ha a telepítés megfelelően megtörtént, akkor a rendszer folyamatosan méri a d31 zajterhelést a d13 mérési pontokban, illetve az M2-M3-K1-É1 érzékelőivel megfigyeli az

15

egyes d11 forrásokat. Az F2 központi rendszer az összegyűjtött t31-t32 adatok alapján meghatározza az egyes d11 források időszakonkénti d36 zajterhelését, illetve kiszámítja a d38 zajterhelési térképet. A d38 térkép valós időben, időszakonként egyszer frissül, valamint a korábbi b21 adatokat eltárolja, így teljes napok lefolyása tekinthető meg utólag, illetve statisztikai elemzés végezhető. A d38 térképen kijelezhető az eredő zajterhe-

20

lés, az egyes források egyedi d37 zajterhelése, vagy bizonyos forráskombinációk által okozott zajterhelés is. Az így előállított adatok felhasználására sok lehetőség van. Lehetséges, hogy egy adott d11 forrás hozzájárulása érdekli az alkalmazót a d31 eredő zajterheléshez, pl. egy építési tevékenység d36 zajterhelését kell meghatározni K1 zajos környezetben. Lehet, hogy

25

a d38 eredő zajterhelési térképet lakossági tájékoztatás céljából az interneten közzéteszi az alkalmazó. A megfelelő csomópontokban elhelyezett rendszerekkel egész városrészek közlekedési zajterhelése kísérhető figyelemmel, és a hosszú távú megfigyelés stratégiai döntéseket alapozhat meg. A mérések alapján visszacsatolás is megvalósítható, így érzékeny hatásviselők közelében végzett zajos tevékenységek üzemelésébe lehet be-

30

avatkozni, ha a rendszer az akár több tíz megfigyelt védendő homlokzat valamelyikén túl magas zajterhelést jelez.

- 13 -

A kiválasztott K1 helyszín d11 domináns zajforrásainak (dominánsnak tekintünk minden olyan zajforrást, ami a feltérképezni szándékozott területen érdemben befolyásolja a d31 zajterhelést) felmérését követően meg kell választani azt az egy vagy több d13 referenciapontot, amelyben elhelyezett F1 mérőműszer segítségével lefedhető az összes d11 5

zajforrás, azaz nincs olyan d33 domináns zajesemény, amit a vagy valamelyik F1 műszer ne érzékelne. A d13 referenciapontban elhelyezett F1 műszernek képesnek kell valós időben, folyamatos mintavételeznie a d31 eredő zajterhelést. Erre a célra szinte bármelyik modern hangnyomásszint-mérő, zaj-analizátor vagy zaj-monitorozó állomás megfelel, ami a legtöbb esetben már saját maga regisztrálja és továbbítja a mérési ada-

10

tokat, szükség esetén azonban kiegészíthető egy megfelelő kialakítású helyszíni telepítésű számítógéppel, amire a döntési adatok feldolgozása és a döntőalgoritmus futtatása miatt egyébként is szükség lesz. A d31 zajterhelési szint forrásokra történő a35 bontását végző döntő algoritmusnak szüksége van olyan időbélyegzett t32 adatokra, melyek alapján a34 meghatározható,

15

hogy egy adott időszakban mely d11 források voltak dominánsak. Az erre szolgáló adatok gyakorlatilag végtelen számú variációban előállhatnak, itt a következőkben egy jellemző összeállítást írunk le. A zajforrás irányának ismeretéhez kettő vagy több M2-M3 mikrofon elhelyezése szükséges, lehetőleg olyan iránykarakterisztikával, ami tovább javítja a rendszer irányszelek-

20

tivitását. A mikrofonok jeleit egy megfelelő hangfeldolgozó fokozat segítségével lehet digitalizálni és azt egy F1/2 számítógépre kötve feldolgozni. A hang jellemzőinek ismerete is sokat segíthet a döntésben, így érdemes a frekvencia és időkarakterisztikát is regisztrálni, amit a legtöbb F1/1 zajmérő eszköz már képes továbbítani. Szintén hasznos információ nyerhető a területről készített képek elemzésével, a legfontosabb ezek közül

25

talán a mozgás, de egyes zajforrások állapotára is következtetni lehet azok vizuális megjelenéséből. Ennek rögzítésére a legegyszerűbb és legolcsóbb eszköz egy K1 webkamera, ami megfelelő időközönként képeket készít és azt az F1/2 számítógép rögzíti és feldolgozza. A teljes rendszer mintavételi sűrűségét érdemes 1 másodpercesre vagy annál rövidebbre választani. A vonatkoztatási idő ugyanis, amire vonatkozóan a

30

d36 forrásszelektív zajterhelés megállapítható, a mintavételi idő sokszorosa kell, hogy legyen a megfelelő pontosság érdekében.

- 14 -

Az a34 döntés meghozatalára nincsen általános szabály, hiszen az mindig a K1 vizsgált területtől függ. Az a34 döntés felépítésére azonban a következő megoldás ajánlott. Az egyes megfigyelésekhez olyan küszöbértékeket kell rendelni, amik elválasztják az egyes d11 forrásokra jellemző legvalószínűbb értékeket egymástól. Ezek a megállapításának 5

egyik módja, ha a helyszínen végzett emberi, vagy független műszeres megfigyelés segítségével meghatározzuk az egyes időszakok d34 domináns zajforrásait, majd ezt öszszevetjük az azonos időben végzett t32 referencia megfigyelésekkel (M2-M3 irányérzékeny mikrofon rendszer, frekvencia- és időkarakterisztika, K1 webkamera, stb.). Így minden megfigyeléshez meghatározható az egyes d11 források dominanciája

10

esetén előforduló értékek hisztogramja, majd meghúzhatók azok a határvonalak, amik alapján megkülönböztethetőek az egyes d11 források. Így a t32 megfigyelési értékekből forrás-jellemző értékeket állíthatunk elő, amelyek vonatkoztatási időn belüli megfelelő súlyozása és kombinációja alapján meghozható az a34 végső döntés. A k22 döntési szabály meghatározása mindenkor a rendszer telepítéséért felelős szakértő felelőssége.

15

A d38 zajtérkép minden raszterpontjában, a vonatkoztatási idő aktuális periódusában érvényes zajterhelési szint meghatározásához szükséges a zajterjedési viszonyok ismerete. Ezeket a viszonyokat a kibocsátási-terhelési pontpáronként értelmezett, kvázi időinvariáns d12 zajterjedési tényezővel lehet kifejezni. Ezeket a tényezőket a k12 zajterjedés modellezésére írt speciális szoftver segítségével kell a rendszer beüzemelése előtt

20

kiszámítani, és csak akkor szükséges újraszámolni, ha a K1 vizsgált területen jelentősen megváltoznak a d12 zajterjedési viszonyok. Az egyes d11 forrásoktól származó a d13 referenciapontokra vonatkozó d31 zajterhelési szintek alapján a d12 zajterjedési tényezők lineáris kombinációjának segítségével meghatározható az előállítani kívánt d38 zajtérkép minden raszterpontjában, a vonatkoztatási idő aktuális periódusában, az egyes

25

kibocsátási pontokból származó zajterhelési szintek közelítő értékei. Az egyes kibocsátási pontokból, azaz tágabb értelemben d11 zajforrásoktól származó d36 zajterhelési értékek a38 összegzésével pedig meghatározható a d38 eredő zajterhelés. A d31 eredő zajterhelés d36 forrás-tényezőkre bontásának és a d38 zajtérkép raszterpontokban érvényes zajterhelés kiszámításának vonatkoztatási időperiódusonként törté-

30

nő valós idejű, ciklikus újraszámításával előállítható a zajterhelési viszonyokra jellemző mindenkori d38 zajtérkép. A valós idejű zajtérkép megjelenítésére a statikus zajtérké-

- 15 -

pekre jellemző megjelenítési módok alkalmazhatóak, kiegészítve azt az időtengellyel, azaz a d38 zajtérkép ciklikusan frissül, visszanézhető, és statisztikailag elemezhető lesz. Ennek megvalósítására számos ismert adatbázis-kezelő és megjelenítő eszköz áll rendelkezésre. A megjelenés mindenkori formája az alkalmazási területhez kell, hogy iga5

zodjon. A megjelenítésnek ezen túl ajánlott támogatnia az egyes d11 források ki- és bekapcsolhatóságát, ezáltal az okozott zajterhelés kihagyását vagy belekalkulálását az eredő zajterhelésbe. Mivel az egyes d11 forrásoktól származó d36 zajterhelés a38 összegzése a számítási ciklus utolsó, igen egyszerű lépése, így érdemes a d11 forrásonkénti d36 zajterhelési szinteket (is) eltárolni, és az a38 összegzést a megjelenített d11 források

10

körének változása esetén újra elvégezni. A rendszer által végzett adatfeldolgozásra és adattovábbításra többféle topológia is elképzelhető, ami az alkalmazási területhez igazodva alakítható ki a legoptimálisabban. Amennyiben például a t31 zajmérési és t32 megfigyelési adatok rögzítése és elemzése, az a34 döntési algoritmus futtatása és a d38 zajtérkép raszterpontjaiban érvényes zajter-

15

helés a37 kiszámítása mind a „mérődobozban" elhelyezett F1/2 számítógépen történik, akkor a megjelenítés felé továbbítandó adatok mennyisége alacsony marad, azonban jelentős számítási kapacitást kell annak az egyetlen eszköznek biztosítani. Egy másik topológia szerint a helyszíni F1/2 „mérődobozban" csak a mérési adatok rögzítése és előfeldolgozása történik, majd azokat egy F2 központi számítógépnek továbbítjuk, ahol

20

a számítás többi része lefolyik. Ez a megoldás főleg akkor kedvező, ha több d13 referenciapontban végzünk a11 méréseket, illetve, ha minimalizálni akarjuk a helyszínre kihelyezett F1 eszközök számát és bonyolultságát. Természetesen a megfigyelést végző M2-M3-K1-É1 eszközöknek nem kell feltétlenül térben kötődniük az a11 zajméréshez, sőt attól teljesen független rendszer részét is képezhetik, és az adatok csak az F2 köz-

25

ponti számítógépben kerülnek összegzésre. így akár közlekedési vagy ipari üzemeltető rendszerek adatai vagy térfigyelő kamerák felvételei is felhasználhatók az a34 döntés során. Ennek a szabadságfoknak köszönhetően a konkrét kialakítás csak az esetet alaposan tanulmányozó szakértő megítélésétől függ. A cél azonban minden esetben az, hogy a lehető legmagasabb helyes döntési arányt érhessük el.

30

A továbbiakban a javasolt eljárás, illetve elrendezés megvalósításával kapcsolatosan tekintetbe veendő tényezőket ismertetem.

- 16 -

A területekkel kapcsolatos megfontolások Vizsgált terület határa: A K1 vizsgálati terület azon pontok körülrajzolásával meghatározható terület, melyek d38 zajterhelését a fenti eljárás és elrendezés szerint működő rendszer képes valós idő5

ben, forrásszelektív módon meghatározni. Azaz minden olyan (referencia vagy virtuális) mérési pont, amelyben a d38 zajterhelés az elvárt hibahatáron belül meghatározható a K1vizsgálati területen belül van, és minden olyan pont, ahol a d38 zajterhelés bármilyen okból kifolyólag az elvárt hibahatárnál nagyobb hibával, azaz bizonytalansággal határozható meg, kívül esik a K1 vizsgálati területen. Például ha a rendszer feladata egy

10

környék valós idejű közlekedési zajtérképének előállítása, akkor a K1 vizsgálati terület megegyezik a térképezett területtel. Amennyiben a rendszer egy építési terület hatásait figyeli meg, akkor a K1 vizsgálati terület az építkezés környékén található épületeket körülhatároló terület. A források hatásterülete:

15

A d11 források hatásterülete meghatározhatóságnak egyik legfontosabb feltétele, hogy az F1 monitoring állomások által mért és forrásokra bontott d31 zajterhelés alapján mekkora területen becsülhető (extrapolálható) a d38 zajterhelés aktuális helyzete. Tehát a vizsgálati terület kiterjedése elsősorban az F1 monitoring állomások valamint a d11 zajforrások helyzetétől függ. Nem terjedhet ki a K1 vizsgálati terület olyan d11 zajfor-

20

rások által domináns módon terhelt területekre, amelyek d31 zajterhelését egyetlen monitoring állomás sem képes mérni. Ilyen domináns forrás lehet egy az F1 monitoring állomásoktól túl távol eső egyedi forrás, vagy egy nagykiterjedésű vonal egy szakasza vagy egy területforrás része, amelyek aktuális d31 zajterhelése a területen végzett mérésekkel nem megállapítható. Gyakorlatilag a K1 vizsgálati terület sok esetben megegye-

25

zik az F1 monitoring állomások által megfigyelt d11 források hatásterületével, aminek azonban többféle definíciója is létezik, a gyakorlatban azonban azzal a területtel egyezik meg, ahol az adott d11 forrás működése meghatározó a d38 környezeti zajterhelés szempontjából. Jellemzően a hatásterület határa lehet a d11 forrástól mért azon távolság, ahol a zajterhelés emberekre gyakorolt hatása elhanyagolható szintre csökken (pl. a zaj-

30

terhelési határértéknél 10 dB-el alacsonyabb szintre), vagy egy másik d11 zajforrás hatásterületével történő találkozás, ebben az esetben a hatásterületek részben átfedhetik

- 17 -

egymást, de véget érnek ott, ahol a szomszédos d11 forrás zajterhelése lényegesen magasabbá válik, mint a megfigyelt d11 zajforrásé. Ha a rendszer egy vasútvonal d37 zajterhelését figyeli meg, miközben azt bizonyos pontokon közutak keresztezik, és ezen közutak d36 zajterhelését egyetlen F1 állomás sem méri, akkor bár a vasútvonal d36 5

zajterheléséről több kilométeres távolságban is tisztában lehetünk (amennyiben a vonatok sebessége és gyakorisága nem változik ezen a szakaszon), a közutakkal való keresztezésekben a d38 zajterhelés ismeretlen, mivel a közutak d37 zajterhelése egyetlen pontban sem meghatározható (kívül esnek az F1 monitoring állomások hatókörén), így ezek „fehér foltokként” jelennek meg ha d38 zajtérképet készítünk az adatokból.

10

Referencia mérési pontok: A K1 vizsgálati területet a d13 referencia mérési pontok k13 megválasztása befolyásolja a leginkább, mivel a K1 vizsgálati terület megegyezik azon d11 zajforrások hatásterületeinek uniójával, amelyek az F1 monitoring állomások hatókörén belül esnek. A K1 vizsgálati terület tervezhetősége akkor a legjobb, ha az egyes F1 monitoring állomások-

15

ra meghatározzuk az egyedi vizsgálati területet, és az F1 monitoring állomásokat később hálózatként kezelve határozzuk meg az egyedi vizsgálati területeik által lefedett összterületet. Adott egy F1 monitoring állomás, amely öt d11 zajforrás: egy autópálya, egy városi főút, egy bekötőút, egy vasútvonal és egy építkezés „metszéspontjában” került elhelyezés-

20

re. Az F1 monitoring állomás képes mind az öt d11 zajforrás d36 forrásszelektív zajterhelésének meghatározására, illetve kiszűri a nem releváns zajokat is. A mért adatok a22-a23-a24 feldolgozása után mind az öt d11 zajforrás hatásterületén és azok metszetein belül meghatározható a d38 zajterhelés. Az autópálya a két legközelebbi lehajtója között nagyjából 5 km hosszan viszonylag egyenletes forgalmat bonyolít le, így ennek az

25

5 km-es szakasznak a mentén egy széles sávban igen jól meghatározható a d38 zajterhelés, kivéve néhány pontot, ahol alacsonyabb rendű, de kis területen mégis jelentős zajterhelésért felelős utakat keresztez. Az autópálya lehajtókon túl a forgalom módosul, így az ottani d38 zajterhelésre már nem lehet jól következtetni a mért d31-d32 adatokból. A városi főút igen jelentős forgalmat bonyolít le, így az út tengelyétől nagy távolságban is

30

jelentős zajhatást okoz, azaz az autópályához hasonlóan széles hatásterülettel rendelkezik. A főút forgalmát azonban egymástól nem túl távoli lámpás kereszteződések „törik

- 18 -

meg”, így mindössze másfél kilométer hosszan határozható meg ennek a sávnak a d37 zajterhelése. A bekötőút nem bonyolít le komoly forgalmat, de a helyi jelentősége nagy, és amennyiben d38 zajtérképet akarunk készíteni a területről, és lehetőségünk van a zajd36 terhelésének meghatározására, akkor ezzel elkerülhető, hogy egy fehér sáv szelje 5

át a d38 zajtérképet. A vasútvonal zajterhelése szakaszos, azaz az idő jelentős részében semmilyen zajterhelést nem okoz, majd egy vonat elhaladása során hatalmas területen okoz jelentős d37 zajterhelést, ezért fontos, hogy a vasút szelektív mérése is megtörténjen. A forrásokkal kapcsolatos megfontolások

10

Vizsgált forrás: Vizsgált d11 forrás az lehet, amely legalább egy d13 monitoring pontban jelentős d31 zajterhelést okoz. Ez egy alapvető feltétel, hiszen, ami nem mérhető (nem hallatszik) az nem is vizsgálható. Persze fordítva is igaz, ha egy d11 forrást vizsgálni akarunk, akkor a d13 monitoring pontokat úgy kell k13 elhelyezni, hogy legalább egyben mérhető le-

15

gyen. A rendszer szempontjából egységnyi vizsgált d11 forrásnak minősül az a forrás, amely a d38 környezeti zajterhelés számítása során egy meghatározott és időben állandó térbeli kiterjedéssel és iránykarakterisztikával rendelkező időben változó, de a d11 forrásra nézve egységes zajkibocsátású pont, vonal vagy területforrással helyettesíthető. Ez lehet

20

egy valós objektum része, vagy több valós objektum által alkotott csoport. Egy közút esetén egységnyi d11 forrás az a szakasz, ahol érdemben nem változik a járművek sűrűsége és sebessége, azaz a zajkibocsátás állandó. Egy többsávos út tekinthető egységnyi forrásnak, ha a sávokban egyenlő módon oszlik el a forgalom, de tekinthető több külön forrásnak is, amennyiben ez a d38 zajterhelés meghatározás pontossága mi-

25

att indokolt. Egy építési terület tekinthető egyetlen területforrásnak, amennyiben a d37 zajterhelését a területéhez képest nagyobb távolságból vizsgáljuk, és így az ott folyó összes tevékenységet úgy tekintetjük, mint ami területileg egyenletesen oszlik el, ha viszont az építési terület mondjuk egy városi köztér felújítása, amit épületek vesznek körbe minden irányból, akkor korántsem mindegy, hogy egy homlokrakodó, egy légkala-

30

pács, vagy egy toronydaru a terület melyik részén dolgozik, így az építési terület nem

- 19 -

kezelhető egységnyi d11 forrásként, helyette minden egyes jelentős gépet külön d11 forrásként kell mérni és modellezni. Forráselosztás A vizsgált d11 források körének meghatározása tehát két szempontból közelíthető meg, 5

az egyik az F1 monitoring állomás által megkülönböztethető d11 források, a másik pedig a k12 zajterjedési modell által lemodellezett d11 források. Ez a két szempont egymás ellen dolgozik, mivel az F1 monitoring állomásnak minél kevesebb d11 forrást kell egymástól a34 megkülönböztetnie, annál nagyobb pontossággal (kevesebb tévedéssel) határozhatja meg a d36 zajterheléseket, míg a k12 zajterjedési modell szempontjából

10

minél több d11 forrást modellezünk le, annál pontosabb lesz a d37 számítási eredmény. Az előbbi példánál maradva, ha a városi tér felújításánál egyetlen d11 forrásként kezelnénk az egész építési területet, akkor az F1 monitoring állomásnak csupán a nem releváns zajok kiszűrését kellene elvégeznie, azonban az a37 számítás során komoly pontatlanságot okozna, hogy az F1 monitoring állomáshoz közelebb működő források arányta-

15

lanul magasabb területi kibocsátást eredményeznének, mint az F1 állomástól távolabbi, de az előbbiekhez hasonló zajkibocsátású források. Tehát a feladat annak a forrásfelbontásnak, forrásfelosztásnak a meghatározása, ami a végeredmény szempontjából a legkisebb hibát okozza, ami egy a rendszertervezés során elvégzendő optimalizációs feladat. A zajterheléssel kapcsolatos megfontolások

20

Zajterhelés értelmezése: A d31 zajterhelés alatt az egy adott időszak során mérhető egyenértékű hangnyomásszint értendő. A d31 zajterhelés különböző frekvencia- és időkarakterisztikájú szűrővel értelmezhető, ez az a37 zajterjedési számításokat jelentősen nem befolyásolja, az azonban fontos, hogy a mérés és számítás alatt azonos szűréseket vegyünk figyelembe vagy

25

a megfelelő konverziókat elvégezzük. Vagyis ha az egyenértékű hangnyomásszint méréseket "A" karakterisztikájú frekvenciaszűrővel és gyors követésű időbeli szűrővel végezzük (jelölése L.A,F,eq), akkor az a23 forrás-szétválasztás, az a24 terjedés-számítás és zajtérkép számítás során mindvégig az L.A,F,eq hangnyomásszintet kell a d31 zajterhelésként értelmeznünk, hacsak a folyamat során nem végzünk szűrőkonverziót

30

(amely azonban a minőség romlását vonhatja maga után).

- 20 -

Zajterhelés forrásai: A d31 zajterhelést különböző forráskombinációkra értelmezhetjük. A hangnyomásszint mérés során a területen működő összes zajforrás a mérési pontban okozott együttes, kumulatív zajterhelése határozható meg. Az egyes zajforrások zajkibocsátásának isme5

retében a37 terjedési számítással meghatározható a források egyéni zajterhelése, illetve a38 logaritmusos összegzéssel forráskombinációk kumulatív d38 zajterhelése. Ezáltal kiszűrhetőek a vizsgálatból az irreleváns zajforrások, illetve különböző forráscsoportokra is meghatározható a zajterhelés. Például, ha egy területen közút és vasúti zaj, valamint egy ipari üzem forrásainak zaja és háztáji zajok egyaránt jelen vannak, akkor meg-

10

határozható a mérhető hangnyomásszinttel megegyező d38 kumulatív zajterhelés, de forrásszelekciós módszerrel kiszűrhető belőle a vizsgálat szempontjából irreleváns háztáji zaj, illetve meghatározható külön a közlekedési és külön az üzemi d37 zajterhelés, ami a határértékekkel való összehasonlításhoz lehet szükséges. A zajterhelés térbeli és időbeli eloszlása:

15

A d38 zajterhelés térbeli eloszlása olyan az egyes forrás - mérési pont párok viszonylatában kvázi-időinvariáns paraméterektől függ, mint a távolság, a domborzati viszonyok és a zajterjedést gátló tereptárgyak helyzete. Míg a d38 zajterhelés időbeli eloszlása csak az egyes zajforrások intenzitásától függ, így a forrásonként értelmezett relatív időfüggvény gyakorlatilag független a d13 mérési pont helyzetétől. Azaz például egy közút

20

egyedi d37 zajterhelése az út hatásterületén lévő minden pontban a forgalomváltozásokkal együtt fog változni, a pontokban fennálló abszolút d37 zajterhelési szintek különbségét pedig a minden pillanatban azonos d12 zajterjedési különbség fogja meghatározni. Zajesemények szétválasztásával kapcsolatos megfontolások

25

Domináns zajesemény: Egy többforrásos K1 környezetben a d31 zajterhelés d36 forrásösszetevőkre bontásához azt a gyakorlatban előforduló esetek túlnyomó többségében fennálló jelenséget használjuk ki, hogy egy-egy rövid időszakaszt vizsgálva a d31 zajterhelés egyetlen domináns d34 forráshoz köthető, amely elnyomja a többi d11 forrás zajterhelését, azaz függetlenül

30

a többi d11 forrás pillanatnyi intenzitásától, a d31 kumulatív zajterhelés közelítőleg

- 21 -

egyenlő a domináns forrás d36 zajterhelésével. Ezen relatíve rövid időszakaszokat d33 zajeseményeknek nevezzük, illetve az alatti fennálló zajterhelés idő-integrálokat zajesemény-szinteknek nevezzük. Például egy közúti, vasúti és üzemi forrásokat tartalmazó területen egy vonatelhaladás ideje alatt a többi forrás zajterhelése nem érzékelhető, 5

azaz ez idő alatt nem lehet megállapítani, hogy a közúton van-e forgalom vagy működik-e az üzem. Attól kezdve, hogy a vonat d36 zajterhelése meghatározóvá vált, egészen addig, amíg valami nála is intenzívebb d11 forrás közbe nem szól, vagy el nem halad egyetlen d33 zajeseménynek tekinthető. Zajesemények szétosztása:

10

Egy hosszabb időszak során számos, különböző d11 forrásokhoz köthető d33 zajesemény zajlik le. Ha ezeket a d33 zajeseményeket olyan módon regisztráljuk, hogy az egyes zajesemény-szinteket a hozzájuk köthető d34 forrás számára fenntartott d35 öszszegzőbe helyezzük, akkor a hosszabb időszak végére a d35 összegzőkben összegyűlt zajesemény-szintösszegek adnak egyfajta képet a d11 források intenzitásáról az adott

15

időszak alatt. Illetve ha az egyes d35 zajesemény-szintösszegeket az időszak hosszával visszaosztjuk, akkor megkapjuk az egyes források d36 zajterhelésének közelítő értékét. Tekintsünk például egy tízperces időszakot, amely során két félperces vonatelhaladás történik, illetve a közúton egyperces forgalmas időszakaszokat egyperces szünetek követnek, ezalatt az üzem egyenletes közepes d36 zajterhelést okoz. A vonatelhaladások

20

rövid, a többi d11 forrásnál lényegesen intenzívebb d33 zajesemények, amelyek azonban a tízperces időszakra vetítve viszonylag alacsony d36 zajterhelést eredményeznek. A közút az időszak felében kelt intenzív d33 zajeseményeket, ezáltal igen magas d36 zajterhelést eredményez. Ennél valamivel alacsonyabb, de a vasúténál magasabb az egyenletesen működő üzem d36 zajterhelése.

25

Másodlagos zajesemények: Ez a módszer azonban a nem domináns időszakokban okozott "másodlagos" d33 zajeseményeket nem számítja bele a d35 összegbe, így a nem domináns d11 források esetén nulla kibocsátást számít, ami a legtöbb esetben rossz megközelítés. Ennek a hibának a kiküszöbölésére érdemes interpolációt alkalmazni, ami az elnyomott d11 források ese-

30

tében igyekszik a d11 forrásra jellemző mintával kitölteni a hiányzó időszakaszokat. Az előbbi példát folytatva, a folyamatos működésű üzemi forrás az időszak felében nem

- 22 -

domináns, így interpoláció nélkül 3 dB hiba adódik az üzemi zajterhelés meghatározásakor, míg akár ez egy egyszerű lineáris interpolációval is kiküszöbölhető. A közúti forrás esetében ennél összetettebb interpoláció szükséges, ha az egyébként 1 dB alatti hibát ki akarjuk küszöbölni, ennek meg kell becsülnie, hogy a vonatelhaladás alatt a közúton 5

volt-e vagy sem forgalom, és ennek megfelelő fél perces zajesemény-szinteket kell hozzáadnia a közút d35 összegzőjéhez. A zajterjedéssel kapcsolatos megfontolások Zajterhelési szintkülönbség: A d12 zajterjedés a zaj d11 forrása és a d37 zajterhelés meghatározási pontja között

10

végbemenő folyamat, amely az egyenértékű zajterhelés tekintetében a terhelési szint csökkenését eredményezi. A d12 zajterjedést jellemző érték tehát a zajterhelési szint csökkenésének mértéke. Bár a zajterjedés kezdőpontja minden esetben a d11 forrás pozíciója, ebben a pontban a d37 zajterhelési szint nem értelmezhető, mivel a d11 forrástól való távolság nulla, így ha a d11 forrástól származtatjuk a d12 zajterjedési értéket, akkor

15

a forrás zajteljesítmény szintje (jele: Lw) és a mérési pont zajterhelése közötti különbséggel fejezzük ki. Sok esetben azonban célravezetőbb, ha a d12 zajterjedés értékét két mérési pont d37 zajterhelési szintjének különbségével fejezzük ki. Ez a legtöbbször egy a d11 forráshoz igen közeli pont, ahol más forrás hatása nem érvényesülhet, és egy távolabbi mérési pont d37 zajterhelésének különbségét jelenti. Mivel azonban a d31 zaj-

20

terhelés a23 forrás-szétválasztása megoldható, így nem feltétlenül szükséges, hogy az első pont a forrás közelében legyen, hiszen távolabb, más d11 források hatásterületén is meghatározható a szelektív d36 zajterhelés, így meghatározható az egyes forrásokra vonatkozó a terület tetszőleges pont párjai közötti d12 zajterjedési érték, ami a forrás által keltett d37 zajterhelési szintek különbségeként áll elő. Bár ezzel valamelyest eltávolo-

25

dunk a zajterjedés definíciójától, amelynek iránya minden esetben a forrástól a terhelési pont felé mutat, a zajterjedési különbség jól értelmezhető és használható a d11 források körüli területen. Tehát adott egy d11 forrás, az egyszerűség kedvéért egy pontforrás, amely a hatásterületén belül a távolság növekedésével egyre alacsonyabb d37 zajterhelést okoz. Tekintsünk

30

egy feltételezett elrendezést a d11 forrással, egy a forráshoz közeli kibocsátási ponttal és két d13 mérési ponttal, vesszük a d11 forrás zajteljesítmény-szintjét, amely mondjuk

- 23 -

110 dB, a d11 forrás melletti kibocsátási pontban ekkor 100 dB zajkibocsátás (jellegében megegyezik a d31 zajterhelési szinttel) mérhető, a d11 forráshoz közelebbi 1. d13 mérési pontban a d31 zajterhelési szint ekkor (adott távolság esetén) 80 dB, míg a távolabbi 2. d13 mérési pontban ugyanez az érték 70 dB. A d11 forrás zajteljesítményéhez 5

viszonyítva a d11 forrás és az 1. pont közötti d12 zajterjedés értéke -30 dB, a forrás és a 2. pont esetében pedig -40 dB. Ugyanez a kibocsátási ponthoz viszonyítva -20 dB és 30 dB értéket jelent, míg az 1. és 2. d13 mérési pont közötti d12 zajterjedés (különbség) értéke -10 dB. Zajterjedési számítások:

10

A k12 zajterjedés számítására többféle szabványos módszer készült már, ezek közül a célnak és a körülményeknek megfelelő módszer érdemes kiválasztani. Az összes módszerben közös, hogy minden esetben a d11 forrás és a mérési pont(ok) térbeli viszonyát kell figyelembe venni. A k12 zajterjedést jelentősen befolyásolja a d11 forrástól mért távolság, a domborzat, a köztes terület talajának típusa és a hang útjába eső tereptár-

15

gyak. Ezenkívül számos más tényező befolyásolhatja a zaj terjedését, ezeket adott esetben figyelembe vehetjük, vagy elhanyagolhatjuk, attól függően, hogy milyen pontosságra törekszünk. Jelen alkalmazás esetében azonban a d12 zajterjedési viszonyokat alapvetően statikusnak, idő-invariánsnak tekintjük, ami nem jelenti, hogy adott időnként ne lehetne módosítani a d12 zajterjedési értékeket, de ez az idő az a21 zajmonitoring, az

20

a22-a23 forrás-szétválasztás és az a24 zajtérkép számításának ciklusidejénél lényegesen nagyobb kell, hogy legyen, mivel a d12 zajterjedési értékek számítása az előbbieknél lényegesen időigényesebb folyamat. Így a d11 forrás és mérési pontok helyzetének, a domborzatnak és a tereptárgyaknak alapvetően statikusnak kell lenniük, vagy amennyiben változnak, akkor egy átlagos állapottal kell helyettesíteni őket.

25

Tehát egy elhaladó vasúti szerelvény nem lehet d11 forrás, helyette a vasútvonal képviseli a d11 forrást, hasonlóan egy építési területen mozgó munkagépekhez, ahol a d11 forrás csak a statikus az építési terület lehet, és nem a mozgó pontforrások. Vagyis egy K1 területen, ahol közúti vasúti és üzemi források találhatók, az egyes d11 forrásokat statikus pont-, vonal- és területforrásokkal helyettesíthetjük, majd az összes d11 forrás -

30

mérési pont párra egyenként meg kell határozni a terjedést befolyásoló paramétereket (távolság, domborzat, talaj, tereptárgyak) és kiszámítani a zajterjedés értékét. Például

- 24 -

egy adott mérési pont és a vasút legkisebb távolsága 30 m, közöttük egy széles, fűvel borított árok és egy fakerítés található, ezen információk segítségével a szabványos módszer szerint eljárva meghatározható a zajterjedés értéke, így ismert zajteljesítményszint esetén kiszámítható a pont d38 zajterhelése. 5

Ismétlődő számítások redundanciája A d12 zajterjedés értékének – számításigényes – meghatározását követően a d37 zajterhelés számításakor nem szükséges megismételni a k12 zajterjedés számítás szabványos eljárást, az a d11 forrás zajteljesítményének aktuális szintjéből közvetlenül számítható. Azaz a d12 zajterjedési érték ismeretében, már nem kell ismernünk a d12 zajterjedést

10

befolyásoló tényezőket. A d12 zajterjedési érték minden esetben egy d11 forrás – mérési pont párra vonatkozik, azaz az összes d12 zajterjedési érték száma megegyezik a források és a mérési pontok számának szorzatával. Amennyiben a mérési pontokat d11 forrásonként felület-térképen kirajzoljuk a d12 zajterjedési értékeket az egyes pontok magasságával jelölve, akkor a d11 források számával megegyező számú relatív zajterhelési

15

térképet kapunk, ahol a zajterhelés valós értéke a forrás zajteljesítmény-szintek hiányában ismeretlen, azonban jól felmérhető az egyes mérési pontok egymáshoz képesti terhelési különbsége. Ha a térképhez megadjuk a d11 forrás zajteljesítmény szintjét, akkor megkapjuk a mérési pontok abszolút d37 terhelését (a pontok abszolút magasságát) is, és miközben a zajteljesítmény-szint változik, a mérési pontok d37 zajterhelésének kü-

20

lönbsége változatlan, azaz az egész felület együtt mozog fel-le. Mivel a d12 zajterhelési különbségek d11 forrásonként változatlanok, így a pontok d37zajterhelésének meghatározásához nem feltétlenül kell ismerni a d11 forrás zajteljesítmény-szintjét, elegendő akár csak egy mérési pontban ismerni a zajterhelési szintet, abból már kiszámítható az összes többi pont terhelése is.

25

Tehát ha adott egy közút, egy vasút és egy üzemi terület. Ezeket elsőként statikus d11 forrásokkal helyettesítjük, ez két vonal- és egy területforrást jelöl. A területet ezután egy 100x100 pontból álló raszterrel fedjük le, ezek lesznek a mérési pontok, ahol a zajterhelés értékét meg akarjuk határozni. Elsőként d11 forrásonként meghatározzuk a d12 zajterjedési viszonyokat, amely a vonalforrások esetében párhuzamos szintvonalakat rajzol

30

ki a távolság növekedésével, a területforrás esetében pedig kvázi-koncentrikus sokszögek alakulnak ki. Ezenkívül a domborzati viszonyoknak és a tereptárgyaknak megfele-

- 25 -

lően bizonyos helyeken árnyékolás alakulhat ki. A három d11 forrásra tehát három térképet kapunk, térképenként 10’000 ponttal, összesen 30’000 d12 zajterjedési értékkel. Ebből bármikor meghatározható a 10’000 x 10’000 mérési pont-pár d11 forrásonkénti relatív zajterjedési értéke (összesen 300’000’000 zajterjedési különbség). Amennyiben a 5

három forrás zajteljesítmény szintje, vagy a 10’000 pont közül bármelyikben okozott d37 zajterhelése ismert, akkor az összes pontban kiszámítható a d11 forrásonkénti d37 zajterhelés. A zajmodellezéssel kapcsolatos megfontolások Zajmodellező szoftverek:

10

A k12 zajmodellezés a d12 zajterjedési számításra kidolgozott szabványos módszerek szoftveres implementálása. A szoftver három alapvető részből áll, melyek a beviteli felület, a számítási algoritmus és az eredmények megjelenítéséért felelős felület. A beviteli felületen grafikus és numerikus adatokat vihetünk fel, ezzel meghatározva a d11 források pozícióját, zajteljesítmény-szintjét, a mérési pontok helyzetét, a domborzatot, a ta-

15

lajtípust, a tereptárgyakat és további a d12 zajterjedést befolyásoló tényezőt. A k12 számítás során az algoritmus a nagyobb forrásokat térben szegmensekre bontja, és d11 forrásonként az összes mérési pontra meghatározza a d37 zajterhelést csökkentő értékeket (távolság, terep, talaj, tárgyak), végül pedig a mérési pontban fennálló d37 zajterhelést, melyeket az összes d11 forrásra összegez. Az eredmények numerikusan és színtér-

20

képen is megjeleníthetők. Például egy olyan K1 terület esetében, ahol egy közút, egy vasút és egy üzemi terület található, elsőként meg kell rajzolni a közút és a vasút nyomvonalát, illetve körbe kell rajzolni az üzemi területet, majd az így létrejött objektumokhoz hozzá kell rendelni a d11 források zajteljesítmény-szintjét. Ezt követően mérési pontokat kell kijelölni, vagy meghatározni egy rasztert, amellyel a K1 terület lefedhető.

25

A számítási parancs kiadását követően a szoftver kiszámítja az összes pontban a d38 zajterhelési szinteket, amelyeket színtérképen rajzol ki vagy kilistáz, de igény esetén a részletes számítások is megjeleníthetők, így az egyes forrásoktól származó d38 zajterhelés illetve a d12 zajterjedési érték összetevői. Forrásszelektív zajterjedés számítás

30

Ha nagyszámú d12 zajterjedési értéket akarunk meghatározni a gyakorlatban, akkor célravezető oly módon létrehozni a k12 modellt, hogy az tartalmazzon minden d11 forrást

- 26 -

és mérési pontot, azonban a zajteljesítmény-szintek csak referencia értékek. A k12 számítást ezt követően minden d11 forrásra (vagy forráscsoportra) külön kell elvégezni oly módon, hogy az adott d11 forrás(csoport) zajteljesítmény-szintjét egy kellően magas referencia szintre állítjuk, míg a többi d11 forrást kikapcsoljuk, azaz zajteljesítmény5

szintjüket nullára állítjuk. Az így létrejött térképeken szereplő zajterhelési szintekből ki kell vonni a zajteljesítmény-szint referencia értékét, így azonnal a zajterjedési értékeket kapjuk meg. Az előző példát folytatva, ezúttal nem a statisztikai zajteljesítmény szintekkel végezzük el a zajterhelési számítást, hanem elsőként a vasút zajteljesítményszintjét 110 dB-re állítva a többi forrásnak -99 dB (az abszolút nulla közelítése a szoft-

10

verben) zajteljesítmény-szintet adva kiszámítjuk a zajterhelést az összes mérési pontban (raszterpontban), majd az így kapott zajterhelési szintekből kivonjuk a 110 dB-t, ami minden egyes mérési pontban egy negatív számot, a d12 zajterjedés értékét adja meg. Ezt a folyamatot megismételjük a közúti és az üzemi forrás esetében is, így megkapjuk a három zajterjedési térképet.

15

Zajterjedési adatbázis A módszer előnye, hogy miközben egy k12 zajterjedési modell adatállománya sok ezer vagy millió paraméterből állhat és a számítási idő akár órákat (esetleg napokat) is igénybe vehet, addig a zajterjedési térképek segítségével mindez a források és a mérési pontok számának szorzatával megegyező számú negatív számmal eltárolható, és rend-

20

kívül gyors (forrás - mérési pont páronként egy összeadást igénylő) k12 zajterhelés számítást tesz lehetővé. A gyakorlatban a zajterjedési értékeket egy tizedes értékig érdemes tárolni, mivel ennél pontosabb számításra nincs szükség. Ha három forrásunk és egy 100 x 100-as pontraszterünk van, akkor a zajterjedési értékek kiszámítása után összesen 30’000 db

25

0.0 és -99.9 közötti (ennél nagyobb csillapítást nem is érdemes tárolni) számot kell eltárolnunk, majd a zajterhelés számításkor forrásonként 10’000 mérési ponthoz kell hozzáadni az aktuális zajteljesítmény-szintet, azaz ciklusonként 30’000 összeadást kell elvégeznünk, ami rendkívül kis időt vesz igénybe egy mai számolóegység számára. Ha nem zajteljesítmény-szintből, hanem valamelyik pont d37 zajterheléséből számítunk, akkor

30

sem növekszik jelentősen a számításigény, hiszen a d37 zajterhelésből egy lépésben számítható a d11 forrás zajteljesítmény-szintje, majd a többi pont d37 zajterhelési szint-

- 27 -

je, illetve ha már eleve ismert a d13 referencia mérési pont helye, akkor a d37 zajterjedési értékeket azonnal ehhez a d13 ponthoz képest kell meghatározni, ebben az esetben a d12 terjedési különbségek pozitív és negatív értéket egyaránt felvehetnek. A monitorállomással kapcsolatos megfontolások 5

Monitorállomások feladata: Az F1 monitoring állomás(ok) felel(nek) a vizsgálat szempontjából releváns d11 források d36 szelektív zajterhelésének meghatározásáért, melyet a későbbi számítások során, mint referencia zajterhelést használunk fel a terület többi pontjában fennálló d38 zajterhelés kiszámításakor. Egy F1 monitorállomás vagy a z F1 monitorállomások csoportjá-

10

nak képesnek kell lennie a d13 mérési pont(ok)ban fennálló d31 eredő zajterhelés valós idejű hiteles a31 monitorozására, valamint az állomáshoz kapcsolódó M2-M3-K1-É1 érzékelők által szolgáltatott d32 forrásjellemzők alapján szét kell tudnia a22-a23 választani az egyes források d36 zajterhelését. Egy egyszerű esetet tekintve egy közút - vasút kereszteződés környezetében található

15

épületek d38 zajterhelését szeretnénk valós időben monitorozni, miközben a vasútvonal egyik vágányán felújítási munkálatok folynak. A megfigyelt épületek, illetve a d11 források nagy száma miatt ahelyett, hogy minden egyes épülethez külön F1 monitorállomást helyeznénk, a11 forrásszelektív monitorozást és zajtérképezést alkalmazunk. A kereszteződéshez közel kiválasztunk egy d13 referencia mérési pontot, ahol egy F1 moni-

20

torállomást helyezünk el, melyet úgy készítünk fel, hogy M2-M3-K1-É1 érzékelői segítségével képes legyen a22 megkülönböztetni a közúttól, a vasúttól, az építkezésről illetve a más forrásoktól származó d33 zajeseményeket. A területen fennálló d12 zajterjedési viszonyokat előzőleg k12 zajterjedési modell segítségével kiszámítjuk, és az egyes d11 forrás – épület párokra valamint a d11 forrás – d13 referencia mérési pont pá-

25

rokra vonatkozó d12 zajterjedési értéket eltároljuk. Az F1 monitorállomás valós időben szolgáltatja az egyes d11 források a d13 referencia mérési pontban okozott szelektív d36 zajterhelését, melyből egyszerű számítással határozhatjuk meg a megfigyelt épületek d38 zajterhelését. A szelektív zajmonitorozás segítségével így nem csak az összes megfigyelt épület d38 zajterhelését tudjuk egyetlen d13 mérési pont segítségével meg-

30

határozni, de meghatározhatjuk külön az építési d37 zajterhelésüket, és külön a közlekedési d37 zajterhelésüket úgy, hogy eközben a nem releváns források d37 zaját kiszűr-

- 28 -

jük a mérésből. Így egyértelműen vethetők össze az eredmények az építési területekre, valamint a közlekedési vonalakra vonatkozó zajvédelmi határértékekkel. Monitorállomás felépítése: Az F1 monitorállomások legfontosabb eleme egy hiteles M1-R1-F1/1 hangnyomás5

szint-mérő, amely folyamatos mintavételezéssel szolgáltatja a d31 zajterhelési adatokat. Az adatok tárolásához szükséges egy F1/2 átmeneti tároló, míg a továbbításhoz egy F1/2 adatkommunikációs egységre van szükség. Több d11 forrás d31 zajterhelésének a22-a23 szétválasztásához ezenkívül szükségesek M2-M3-K1-É1 érzékelők, illetve a a22-a23 forrásszétválasztásért felelős F1/2 adatfeldolgozó egység. A mérési folyamat

10

úgy zajlik, hogy az M1-R1-F1/1 hangnyomásszint-mérő és az M2-M3-K1-É1 érzékelő adatai az F1/2 átmeneti tárolóba kerülnek, ahol egy a22-a23 forrásszelekciós algoritmus lehatárolja a zajeseményeket és meghatározza azok forrását, majd a d31 kumulatív zajterhelést ennek megfelelően felosztja d36 forrásszelektív zajterhelési összetevőkre, melyeket szintén az F1/2 átmeneti tárolóban helyez el. Ezt követően az adatok továbbításra

15

kerülnek az F2 központi számítóegységbe, ahol a további adatfeldolgozás történik, köztük pl. az a24 zajterjedés számítás. Sok esetben az F1 monitorállomás egy speciális PC-t tartalmaz, amely ellát minden adattárolási, -feldolgozási és –kommunikációs feladatot. Ehhez a PC-hez kell csatlakoztatni az M1-R1-F1/1 hangnyomásszint-mérőt és az M2-M3-K1-É1 érzékelőket. Az

20

előbbi példát folytatva, amennyiben a közúti, vasúti és építési d11 források d36 zajterhelését kívánjuk megkülönböztetni, akkor érdemes úgy elhelyezni az F1 monitorállomást, hogy attól az egyes d11 források különböző irányokba essenek. Így ha a monitorállomáshoz csatlakoztatunk egy M2-M3 sztereó mikrofonrendszert (pl. 2 db kardioid karakterisztikájú mikrofont + hangkártyát), akkor a hang irányának meghatározása ré-

25

vén jó eséllyel határozhatjuk meg a zaj d11 forrását. Ezenkívül célravezető lehet a vasútelhaladásokat külön megfigyelni, pl. egy mozgásérzékelő képfeldolgozó szoftverrel összekötött K1 webkamera segítségével, vagy akár egy É1 nyomásérzékelővel, amelyet a vasúti sínen helyezünk el. Mivel a legtöbb F1/1 hangnyomásszint-mérő képes a zaj oktáv vagy harmadoktáv sávos frekvenciabontásának meghatározására, így további ér-

30

zékelők nélkül is értékes információkhoz juthatunk, hiszen a közúti és vasúti d11 források frekvenciagörbéje jelentősen eltérhet egymástól, az építési területen működő külön-

- 29 -

böző gépekről nem is beszélve. Tehát ha a F1/1 hangnyomásszint-mérő egy intenzív d33 zajeseményt érzékel, melynek az iránya a vasút felé mutat, ráadásul a K1 webkamera képelemezése mozgást jelez a vasút felől, illetve a frekvenciamenet is beleesik a vasúti d11 forrásokra jellemző tartományba, akkor biztosak lehetünk benne, hogy 5

a d33 zajeseményért a vasút felelős és a mért zajesemény-szintet a vasúti forrásnak biztosított d35 összegzőbe helyezhetjük. Monitorozó rendszerek: Az F1 monitorállomások rendszerben is üzemeltethetők, ezáltal kiterjesztve a lefedett K1 terület méretét, illetve növelve a mérési pontosságot. Ha az F1 állomások össze van-

10

nak kötve, akkor egyes F1 állomások M2-M3-K1-É1 érzékelői által szolgáltatott d32 adatokat a többi F1 állomás is felhasználhatja az a22-a23 forrásszelekció során, illetve a d36 szelektív zajterhelések több állomáson történő szimultán meghatározását követően lehetőség van az eredmények összevetésére, ezzel biztosítva, hogy a mérés eredményei megfelelőek legyenek. Azaz ha az előbbi példában szereplő K1 területet szeretnénk ki-

15

terjeszteni a közút és a vasút távolabbi részeire is, valamint további d11 forrásokat szeretnénk bevonni, akkor érdemes egy vagy több további d13 referencia mérési pontot kijelölni, és az ott elhelyezett F1 állomásokat hálózatba kötni. Így például egy vonatelhaladás többszörös pontossággal azonosítható, illetve ha egy d11 forrás zajterhelése több F1 állomáson is mérhető, akkor a megfelelő a37 zajterjedési számítást követően össze-

20

hasonlíthatók az értékek, és jelentős eltérés esetén felülvizsgálhatók az eredmények. Az időszakaszokkal kapcsolatos megfontolások Valós idejűség Mivel a valós idejű metódus célja az adott K1 terület pontjaiban érvényes d31 zajterhelés mérésen alapuló ciklikus meghatározása, az a11 mérés és számítás során alkalmazott

25

periódusidők és késleltetések hossza meghatározó paraméterek a rendszer működése szempontjából. Ahhoz hogy az információközlést valós idejűnek tekinthessük mind a térképfrissítési periódusidőnek, mind a d33 zajesemény(sorozat) és a térképfrissítés közötti késleltetésnek egy bizonyos határszint alatt kell maradnia. Ez a határszint erősen függ az alkalmazási területtől, elsősorban a vizsgált d31 zajterhelés ingadozásának cik-

30

lusidejétől. A periódusidő és a késleltetési idő csökkentésének azonban részben az adatfeldolgozás és -továbbítás sebessége, részben pedig a megfelelő pontosság eléréséhez

- 30 -

szükséges adatmennyiség összegyűjtésének ideje szab határt. Például ha a cél egy közlekedési csomópont által okozott d38 zajterhelés napi lefolyásának vizsgálata, akkor érdemes legalább óránként egyszer frissíteni a d38 zajtérképet. Azonban ha pl. a vasúti szerelvények 5-10 percenként haladnak el, akkor a frissítési időt nem érdemes 10-20 5

percnél rövidebbre venni, mivel így az egymást követő állapotok jelentősen eltérhetnek aszerint, hogy 2, 3 esetleg 4 vonatelhaladás történt a frissítés alatt, és ez félrevezető információkat eredményezne a napi lefolyással kapcsolatban. Periódusidők: Két frissítés között azonban számos folyamatnak kell lezajlania, melyek periódusideje

10

alapvetően befolyásolja a frissítési időt. A legkisebb egység az M1-R1-F1/1 hangnyomásszint-mérők és az M2-M3-K1-É1 érzékelők mintavételi ideje, melyeknek jóval rövidebbnek kell lenniük, mint a d11 forrásokra jellemző d33 zajesemények hossza, hogy a d33 zajesemények megfelelő pontossággal a33 lehatárolhatók legyenek, illetve kellő mennyiségű d32 adatot lehessen róluk gyűjteni. Mivel a minimális mintavételi idők jel-

15

lemzően az alkalmazott eszközök kötött paramétere, emiatt kialakul egy legrövidebb figyelembe vehető d33 zajesemény időhossz is, mivel lehatárolni és beazonosítani csak egy bizonyos időnél hosszabb d33 eseményeket lehetséges. Ahhoz hogy a d31 kumulatív zajterhelés pontosan felosztható legyen szelektív d36 zajterhelési komponensekre, nagyszámú d33 zajesemény a33 lehatárolására és a34 azonosítására van szükség, ezért a

20

frissítés periódusidejének jelentősen hosszabbnak kell lennie a d33 zajesemények hoszszánál (természetesen az extrém hosszú zajesemények feloszthatók több egymást követő zajeseményre). Vegyük egy közlekedési csomópontot, ahol egy közúti és egy vasúti d11 forrás működik. Ha az F1 monitoring állomáson működő M1-R1-F1/1 hangnyomásszint-mérő és a

25

csatlakoztatott M2-M3-K1-É1 érzékelők minimális mintavételi ideje 1 s, akkor a d33 zajesemények legfeljebb egy másodperces pontossággal határolhatók le, azaz a néhány másodperc hosszú d33 zajesemény - mint egy személygépkocsi elhaladása – nem kezelhető külön d33 zajeseményként, helyette a szakaszosan érkező gépjármű csoportok elhaladása, vagy egy vonatelhaladás kezelhető megfelelő d33 zajeseményként. Mivel a

30

vonatok csak 5-10 percenként érkeznek, ahhoz hogy egy adott időszakban megbecsül-

- 31 -

hető legyen a közúti és vasúti d36 zajterhelés aránya, érdemes legalább 30 perces időszakaszokon figyelni a d33 zajeseményeket. Időablakolás: Amennyiben az időszakaszolás során egymást átfedő időablakokat alkalmazunk, sok 5

hiba és zavaró tranziens szűrhető ki az eredményből, ennek természetesen ára van, az átfedő időablakolás csökkenti az időbeli felbontást, mivel kissé egybemossa az egymást követő eredményeket. Szintén hibaként jelenhet meg több d13 mérőpontos rendszerek esetében, hogy a vonalforrásokon mozgó járművek akár több másodperces különbséggel érik el az egyes állomásokat, ami megfelelően nagy átfogású és átfedésű

10

időablakolással kiküszöbölhető, máskülönben a feldolgozás során valamilyen módon kompenzálni kell ezt a különbséget. Az időablakok átfedő részein többféle súlyozást is alkalmazhatunk, pl. lineáris lecsengésű ablakolást, ami biztosítja, hogy a fókuszált időszakhoz képest kisebb súllyal esnek latba a más időszakaszokkal átfedő, távolabbi időpontok eredményei.

15

Mivel az egyes d33 zajesemények zajesemény-szint egységenként kerülnek az adott forrás d35 összegzőjébe, amely az időszak végén lezárul, bizonyos időszak-határon lévő d33 zajesemények esetén előfordulhat, hogy miközben a d31 kumulatív zajterhelésben megjelent a zajesemény, az összegzés során egy másik időszakhoz sorolódott, ezt a problémát tökéletesen lehet kezelni trapéz alakú időablakokkal, melyek pl. 10 percen-

20

ként követik egymást és egy 10 perces emelkedő, egy 10 perces lineáris és egy 10 perces csökkenő részből állnak. Természetesen az időablakhosszt megközelítő időhosszúságú d33 zajeseményeket továbbra is érdemes több zajeseményre felosztani. Az adatfeldolgozó központtal kapcsolatos megfontolások Adatfeldolgozási feladatok:

25

Az F2 adatfeldolgozó központ feladata az F1 monitorállomások által mért és feldolgozott d36 forrásszelektív zajterhelési adatok összegyűjtése és feldolgozása, az előzőleg meghatározott d12 zajterjedési értékek segítségével a K1 terület meghatározott pontjaiban fennálló d38 zajterhelés kiszámítása, a d38 zajtérkép kirajzolása és a szükséges utóelemzések elvégzése.

- 32 -

Vegyünk egy K1 területet, amelyen egy közúti egy vasúti és egy építési d11 zajforrás található, a K1 területen kijelölünk két d13 referencia mérőpontot, az egyik a közúti és vasúti kereszteződés mellett, a másik a közút távolabbi szakasza mentén kerül elhelyezésre. Az F1 állomások folyamatosan mérik a d31 zajterhelést illetve M2-M3-K1-É1 5

érzékelőikkel a32 figyelik a forrásokat, és 20 percenként összesítik a d36 forrásszelektív zajterhelési adatokat. A területet egy 100x100-as mérőpont raszterrel fedjük le, ezekben a pontokban kívánjuk meghatározni a d38 zajterhelést, illetve zajtérképen is ki akarjuk rajzolni az eredményt minden 20 percben. Képzeljünk el egy szervert, amely kapcsolatban áll a terepen elhelyezett két F1 monitorállomással, és 20 percenként lekéri az F1 ál-

10

lomások által meghatározott forrásszelektív d36 zajterhelési értékeket. Ez azt jelenti, hogy a szerver rendelkezik mindhárom d11 forrás zajterhelésének a két d13 referencia mérési pontban érvényes d36 szintjével az összes időszakaszban. Korábban zajterjedési k12 modell segítségével kiszámítottuk mind a három forrásra külön a 100 x 100-as mérőpont raszter és a két referencia pont közötti d12 zajterjedési különbség értékeket (ez 3

15

x 2 x 100 x 100 értéket jelent), melyek segítségével egyszerű számítással meghatározható a 10’000 mérési pont d38 zajterhelése, d11 forrásonként külön-külön vagy összegezve minden egyes ciklusban. Tehát minden 20 percben, a mérési adatok átvételét követően az F2 állomás elvégzi az a37 terjedési számításokat, majd színtérképen kirajzolja a mérési pontok d38 zajterhelését, és ezt a zajtérképet 20 percenként frissítve eljuttatja a

20

felhasználók részére, illetve eltárolja későbbi felhasználásra. Az ily módon létrejött b21 adatbázis jó alapot biztosít a terület zajterhelésének részletes statisztikai vizsgálatához. Szükséges modulok: Az F2 állomásnak mindehhez rendelkeznie kell a megfelelő adatkommunikációs csatornákkal mind az F1 monitorállomások, mind a felhasználók irányába, illetve olyan adat-

25

feldolgozó egységet kell tartalmaznia, amely képes a szükséges számítások elvégzésére, valamint biztosítják az eredmények hatékony tárolását és hozzáférhetőségét. A legtöbb esetben az F2 adatfeldolgozó központ és az F1 monitorállomások térben egymástól távol helyezkednek el, ezért a kábelen keresztüli kommunikációnál sokszor praktikusabb valamilyen vezetékmentes (WiFi, GSM stb.) megoldást alkalmazni, vagy

30

olyan hálózatra csatlakoztatni mindkettőt amin keresztül elérhetik egymást (Internet „felhő”). Az adatkommunikáció zavartalansága alapvető feltétele a megfelelő működés-

- 33 -

nek, hiszen a mérési adatok híján nem lehetséges a zajtérképe frissítése. Az adattárolás, –feldolgozás és –továbbítás feladatát sok esetben egyetlen jól felszerelt PC is képes elvégezni. Ehhez azonban szükséges a javasolt eljárást megvalósító megfelelő célszoftver kifejlesztése, amely képes automatikusan elvégezni az adatlekérés, a k12 terjedésszámí5

tás és a zajtérkép megosztás feladatokat, illetve eközben képes eltárolni a létrejött adatokat. Természetesen a feladatok elosztott rendszerben is elvégezhetők, akár teljesen külön egységek végezhetik az adat F1 begyűjtését, F2 feldolgozását és F3 megosztását, amennyiben van egy olyan adattároló felület, amelyhez mindhárom egység hozzáfér. A döntési szabályrendszerrel kapcsolatos megfontolások

10

Döntési feladat: Az a22 forrásszelekciós döntési algoritmus feladata, hogy az F1 monitorállomáson mért d31 zajterhelési időfüggvényt d33 zajesemények sorozatára a33 bontsa fel, majd a rendelkezésre álló területinformációk és t31-t32 mérési adatok alapján minden d33 zajeseményhez a34 hozzárendeljen egy d11 zajforrást. Azaz, egy közúti, vasúti és építési va-

15

lamint további, a vizsgálat szempontjából nem releváns d11 zajforrások által érintett K1 területen elhelyezett F1 monitorállomásnak előzőleg meg kell adni a d33 zajeseményekért felelős négy d11 forrás(csoport) listáját, valamint olyan forrásjellemzőket, amelyek összekapcsolhatók a monitorállomás M1-R1-F1/1 műszere és M2-M3-K1-É1 érzékelői által mért értékekkel (pl. a monitorállomáshoz viszonyított irányukat, a jellemző idő- és

20

frekvencia-karakterisztikájukat, stb.). Ezt követően az F1 állomáson mért d31 zajterhelés szintjében valamint az érzékelők d32 jelében bekövetkező változások alapján az F1 állomás kijelöli az egyes zajesemények határait, majd adott d33 zajesemény időtartama alatt gyűjtött adatokat összegezve és az előzőleg kialakított döntési szabállyal összevetve a34 hozzárendel egyet a négy forrás(csoport) közül.

25

Döntési adatbázis: A döntési szabályrendszer egy olyan adatbázis, melyben a mért d31-d32 adatok minden egyes kombinációjához pontosan egy d11 zajforrás van hozzárendelve. Ez felfogható egy sokdimenziós paramétertérként, ahol a dimenziók száma megegyezik az F1 monitorállomáson (méréssel vagy külső forrásból) gyűjtött független adatváltozók számával.

30

A paramétertér egy olyan koordinátarendszer, amelyek értelmezési tartománya az F1 állomáson gyűjtött változók által felvehető értékek, értékkészlete pedig a d33 zajesemé-

- 34 -

nyekért felelős lehetséges d11 források azonosítója. Az a22 döntés működtetéséhez a paramétertér minden értelmezhető pontjában szerepelnie kell egy forrásazonosítónak. Tegyük fel, hogy az F1 állomáson elhelyezett M1-R1-F1/1 műszer és M2-M3-K1-É1 érzékelők segítségével folyamatosan mintavételezhetjük a d31 zajterhelés szintjét, a d32 5

hallható frekvenciaskála alsó, középső és felső sávjának a teljes szinthez viszonyított arányát, a d32 hang irányát és a vasútvonalon történő d32 mozgásokat. Ez összesen hat paraméter, azonban a frekvenciaszakaszok aránya nem független, mivel egy egészet kell kiadniuk, így öt független paraméterrel számolhatunk. Az adatbázisnak tehát az öt paraméter összes létező kombinációjához hozzá kell rendelnie a négy forrás (közút, vasút,

10

építés, irreleváns) valamelyikét. Tehát ha a d31 zajterhelési szinteket és a d32 frekvenciasávok arányát ötértékű skálákon (elhanyagolható, enyhe, közepes, intenzív, kiemelkedő) értelmezzük, a d32 hang iránya esetében három sávot jelölünk ki (balról, középről, jobbról), illetve a vasúti d32 mozgás tekintetében két állapotot különböztetünk meg (jelentéktelen, jelentős), akkor összesen 750 (5x5x5x3x2) független kombináció alakul-

15

hat ki. Ezt a 750 helyet kell kitöltenünk a d11 forrásazonosítókkal. Például kiemelkedő d31 zajterhelési szint, közepes mély és intenzív közepes frekvenciasávval (a magas ebből már számíthatóan enyhe), jobbról érkező hang, és vasúti mozgás esetén feltételezhető, hogy vonatelhaladás történt, ezért ehhez a paraméterkombinációhoz a vasutat rendeljük d34 forrásként.

20

Szabályrendszer felállítása: A döntési szabályrendszer k22 kialakítása alapvetően három módon történhet. A teljesen manuális esetben adatbázis feltöltését egy megfelelő felkészültségű szakember saját ismeretei, vizsgálatai alapján közvetlenül végzi el. Félautomata tanuló üzemmód esetén az állomás M1-R1-F1/1 műszere és M2-M3-K1-É1 érzékelői segítségével mintavétele-

25

zést, valamint a33 zajesemény-lehatárolást végez, azonban a34 forrásszelekciós döntést nem folytat, ehelyett a tanításban résztvevő megfelelő felkészültségű kezelő a saját belátása szerint kézzel adja meg az egyes d33 zajeseményekhez tartozó d34 forrásazonosítót, így ahogy a folyamat során a különböző paraméterkombinációk kialakulnak, a döntési adatbázis lassan felépül. Automata tanuló üzemmód esetén az F1 monitorállomás

30

mellett megfelelő számú kontrollállomás kihelyezése szükséges. Ebben az esetben az F1 monitorállomás és az F2 adatfeldolgozó központ az összes a21 mérési, a22 döntési és

- 35 -

a23-a24 számítási funkciót ellátja, illetve egyszerre több döntési esetre is elvégzi, majd az eredményeket összeveti a kontrollállomásokon mért d31 zajterheléssel és azt a változatot rögzíti az adatbázisban, amely a legkisebb mérési hibát eredményezte. Tehát az előbbi példában szereplő 750 paraméterkombinációhoz hozzárendelhető a 5

négy d11 forrás valamelyike kézzel is, de tanítható a rendszer úgy is, hogy mialatt a mérés folyik, a kezelő minden d33 zajesemény alatt egy panelen megnyomja a szerinte épp domináns d11 forráshoz tartozó gombot. Illetve, ha az F1 monitorállomás mellett elhelyezünk mondjuk két kontrollállomást a számunkra érdekes vizsgálati pontokban, akkor automata tanuló üzemmódba állítva a rendszert az minden d33 zajesemény alatt kiszá-

10

mítja a kontrollpontokban érvényes d38 zajterhelést mind a négy forrás esetére, majd ezt a négy eredményt összeveti a kontrollpontban mért d31 értékkel és a legjobb eredményhez vezető döntést rögzíti az adatbázisban. A zajtérképpel kapcsolatos megfontolások Térinformatikai rendszer:

15

A d38 zajterhelési térkép egy terület d38 zajterhelésének térbeli eloszlását ábrázoló rajz. Erre a lecsupaszított definícióra azonban egy igen összetett rendszer épült a zajvédelmi gyakorlatban. A d38 zajterhelési térkép mára egy olyan b21 térinformatikai rendszerré vált, amely részletes információkat tartalmaz a zaj d11 forrásairól, a d12 terjedést befolyásoló tényezőkről, a védendő épületekről, és természetesen a d38 zajterhelésről, annak

20

különböző forrásoktól származó d37 összetevőiről, az érintettekről és az érintettekre kifejtett hatásairól. A zajtérkép tehát nem csupán egy illusztratív melléklet egy tanulmányban, hanem egy önálló információs rendszer, amely segítségével hatékonyan menedzselhető egy terület zajvédelmi állapota. A zajtérképre bemutatható legjobb példa az EU tagországokban készített és jelenleg is

25

készülő stratégiai zajtérképek, melyeket a 2002/9/EC European Noise Directive (END) előírásai alapján zajvédelmi, geodéziai és informatikai szakembereket tartalmazó csoportok készítettek abból a célból, hogy a városvezetéstől, a közigazgatáson át a fejlesztőkig és a vásárlókig/bérlőkig mindenki elegendő információval rendelkezzen a település zajvédelmi állapotáról a megfelelő döntéshozatalhoz. A munka eredményeként

30

olyan interaktív térinformatikai rendszerek jöttek létre, ahol teljes városok közúti, villamos és vasúti vonalai, üzemi forrásai és védendő épületei lettek részletesen feltérké-

- 36 -

pezve és adatokkal feltöltve. Ezekben a rendszerekben a zajterhelés forrásonként és kumulatív formában is elérhető, valamint lehívható az érintettség és a határértékhez viszonyított konfliktus. Az elkészült rendszerek több esetben integrálásra kerültek a település általános térinformatikai rendszerébe. 5

Zajtérképezés: Zajtérkép k12 zajmodellezéssel készíthető, amely a d11 zajforrások és a d12 terjedési viszonyok ismeretében képes meghatározni a terület egyes pontjaiban fennálló d38 zajterhelést, ez egyszerűbb esetben történhet táblázatos számítással, de legtöbbször valamilyen célszoftver segítségére van szükség. A zajtérképhez a d38 zajterhelést a vizsgált te-

10

rületet lefedő raszter pontjaiban kell kiszámolni, majd valamilyen színskála illetve kontúrvonalak formájában kirajzolni. A minőség javítása érdekében a számításokat követően interpolációval finomítható a raszter felbontása, illetve alakíthatóak ki a kontúrvonalak, amelyek ellenkező esetben szögletesek lennének. A piacon elérhető zajmodellező/zajtérképező szoftverek közül a legismertebbek az

15

IMMI, a CADNAa és a SoundPLAN elnevezésű programtermékek, melyek számos ország előírásai szerint képesek zajtérképek előállítására. Bár a számítási eljárás viszonylag keveset változott az elmúlt tíz évben, a szoftverek évente akár többször is frissülnek, és minden alkalommal több, az adatbevitelt és az eredmények felhasználását könnyítő szolgáltatást vezetnek be. A k12 zajtérképezés során éppen ezek a folyamatok igénylik a

20

legtöbb mérnöki munkát, ezért igen fontos, hogy az adott szoftver kompatibilis-e a népszerű tervezőprogramokkal (AutoCAD, Microstation), térinformatikai szoftverekkel (MapInfo, ArcView, PowerMap, MapView, Map 3D) valamint az egyre népszerűbb Google termékekkel (GoogleEarth, SketchUp). A k12 zajtérképezés tehát napjainkra már legalább annyira geodéziai és informatikai kérdés, mint akusztikai.

25

Zajtérképek elemzése: A zajtérképek lehetőséget adnak egy K1 terület zajvédelmi helyzetének részletes elemzésére, amely során olyan folyamatokat figyelhetünk meg, amelyekre a pont-pont számítások során nem biztos, hogy fény derült volna. Ha a terület több egymást követő állapotáról is rendelkezünk zajtérképpel, akkor figyelemmel az időtengely mentén is kö-

30

vethetjük az ott végbemenő folyamatokat. Amennyiben valós idejű zajtérképpel is rendelkezünk egy adott területen, akkor olyan mikrofolyamatok nyomon követésére is le-

- 37 -

hetőségünk adódik, amelyek egyébként elvesznek az átlagolások során. Mivel a d38 zajterhelés társadalmi hatásai igen összetettek, ezen a mikrofolyamatok elemzése jelentős mértékben növelheti a zajvédelem hatékonyságát. Egy épület d38 zajterhelése tehát kiszámítható úgy is, hogy kizárólag az épület homlokzatán kijelölt pont d38 zajterhelését 5

számítjuk ki és ez alapján értékeljük a zajterhelést. Ha azonban a d11 forrás és az épület közötti terület d38 zajterhelését is feltérképezzük, akkor teljesebb képet kapunk az ott végbemenő d12 zajterjedési folyamatokról. Amennyiben a területen új d11 források, vagy a d12 zajterjedést befolyásoló tényezők jelennek meg, érdemes a zajtérképet újra elkészíteni, így megvizsgálhatjuk, hogy a változások milyen módon befolyásolták a zaj-

10

védelmi helyzetet. Abban az esetben, ha valós idejű zajtérképező rendszert is telepítünk a területre, akkor olyan folyamatokat is megfigyelhetünk, mint a közlekedési források d37 zajterhelésének napi, heti és éves szintű változásai, egy üzemi d11 forrás termelési folyamataival összefüggő d37 zajterhelés változások, vagy egy építkezés időszakos hatásai. Ezek a változások jelentősen befolyásolják az érintettek közérzetét, hiszen egé-

15

szen más hatása van egy reggel hatkor beindított munkagépnek, mintha ugyanez nyolckor történt volna, egy heti rendszerességgel néhány órára megjelenő jelentős autóforgalom (pl. rendezvények esetén) hosszútávon igen zavaróvá válhat, habár az éves átlagban ez nem okoz jelentős változást. A mikrofolyamatok elemzése tehát közelebb vihet minket a zaj pszichológiai hatásainak megértéséhez, és ezáltal a valós hatások pontosabb

20

felméréséhez. Hivatkozási jelek listája: a00 automatikus folyamat

a35 zajesemény szintek szortírozása

a11 automata mérési ciklus

a36 források átlagos zajterhelésének

a21 zajmonitoring és forrásmegfigyelés

megállapítása

a22 forrás azonosítás

a37 forrásszelektív zajterjedés számítás

a23 forrásszelektív zajterhelés számítás

a38 forrásszelektív zajtérképek összeg-

a24 zajtérkép számítás

zése

a31 zajmérés (hangnyomásszintmérő)

b00 adatbázis

a32 forrás megfigyelés (érzékelők)

b11 rendszerleíró adatbázis

a33 zajesemény azonosítás

b21 térinformatikai adatbázis

a34 forrás azonosítási döntés

d00 adat

- 38 -

d11 domináns forrás lista

É1 egyéb érzékelő rendszerek

d12 zajterjedési együtthatók

F0 feldolgozó egység

d13 referencia mérőpont lista

F1 monitor állomás

d31 zajterhelési szint görbe

F2 központi adatfeldolgozó

d32 forrásjellemzők

F2/1 zajterhelés adatgyűjtő

d33 zajesemények időhatárai

F2/2 zajterhelés számító

d34 zajesemények forrásazonosítója

F2/3 zajtérképező

d35 források integrált zajterhelése

F2/4 adattovábbító

d36 források átlagos zajterhelése

F3 adatbázis szerver

d37 forrásszelektív zajtérkép

F3/1 adatbázis kezelő

d38 eredő zajtérkép

F3/2 felhasználói felület

k00 kézi folyamat

F3/3 adattovábbító

k11 terület felmérés

F1/1 zajanalizátor

k12 zajterjedés modellezés

F1/2 Forrásszelektív zajmérési adatfel-

k13 referencia mérési pontok kijelölése

dolgozó

k21 monitorállomások telepítése

I0 interfész

k22 döntési szabály felállítása

I1 rendszerellenőrzés

k23 periódusidők kiválasztása

I2 felhasználói felület

t31 zajterhelési adattábla

K0 kamera

t32 forrás paraméter adattábla

K1 zajos környezet

t33 zajesemény adattábla

K1 mozgásérzékelő kamera rendszer

t34 forrásszelektív zajterhelési adattábla

M0 mikrofon

t35 zajtérkép adattábla

M1 mérőmikrofon

A pont

M2 mikrofonrendszer

B pont

M3 mikrofonrendszer

E0 erősítő

R1 mérőerősítő

- 39 -

Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére, amelynek során felmérjük a területet (k11), mely során meg kell határozni azokat a forrásokat (d11), 5

amelyek érzékelhető mértékben befolyásolják a terület (k11) egyes pontjaiban fennálló zajterhelést (d31); a források (d11) ismeretében kijelöljük az egy vagy több mérési pontot (d13), ahol a monitorállomásokat (F1) elhelyezzük; egy vagy több monitorállomás (F1) telepítése után létrehozunk egy a monitorállo-

10

más(ok) (F1) adatait összegyűjtő és azokat feldolgozó adatfeldolgozó központot (F2), mérjük a zajterhelést a mérési pontokban (d13), illetve az érzékelőkkel (M2, M3, K1, É1) megfigyeljük az egyes forrásokat (d11); azzal jellemezve, hogy adott esetben a forrásokat (d11) csoportosítjuk, és a későbbi szétválasztás során ezeket

15

együtt szerepeltetjük; zajmodellezés útján meghatározzuk a terület (k11) zajterjedési viszonyait, amelynek során minden egyes forrásra (d11) meghatározzuk a terület (k11) egyes pontjai között fennálló zajterhelés (d31) különbségeket, azt az egy vagy több mérési pontot, ahol a monitorállomásokat (F1) elhelyezzük, a for-

20

rások (d11) és zajterjedési viszonyok (d12) együttes ismeretében jelöljük ki; ennek során a mérési pontokat (d13) úgy határozzuk meg, hogy a korábban meghatározott források (d11) mindegyike legalább egy mérési pontban (d13) jelentős zajterhelést okozzon; ezt követően a monitorállomásokat (F1) úgy állítjuk össze,

25

hogy minden egyes monitorállomáshoz (F1) hozzárendelünk egy hiteles hangnyomásszint-mérőt, az adatok előfeldolgozására alkalmas számítóegységet, valamint az adatok továbbítására alkalmas kommunikációs egységet, és

- 40 -

az eredő zajterhelésben (d31) domináns módon résztvevő források (d11) minden egyes időpontban, illetve időszakaszban való ismertségét biztosítjuk; az egy vagy több monitorállomás (F1) telepítése után egy a monitorállomás(ok) (F1) adatait összegyűjtő és azokat feldolgozó adatfeldolgozó központ (F2) létrehozása során 5

először az egy vagy több hangnyomásszint-mérő adatainak összegzése útján meghatározzuk az egyes mérési pontokban fennálló eredő zajterhelést (d31), másodszor meghatározzuk az egy vagy több állomáson található egy vagy több érzékelő adatai alapján az egyes időpillanatokban domináns forrásokat (d11), ennek során az érzékelők (É) összes adatát egy paramétertérben elhelyezve az egyes pa-

10

raméterkombinációkból következtetünk a források (d11) dominanciájára és döntést hozunk; ezután az egyes időpillanatokban ismert eredő zajterhelés (d31) és a szintén ismert forrásdominancia alapján egy hosszabb időszakra szelektíven meghatározzuk az egyes források (d11) átlagos zajterhelését (d36);

15

ennek során az egy adott időpontban mért zajterhelést a korábbi döntés alapján azonosított zajforráshoz (d11) hozzárendeljük, és az adatot a zajforrás (d11) gyűjtőjében eltároljuk, meghatározott időszak végén a gyűjtőket összegezzük, és az összeget elosztjuk a teljes időszakaszra, így megkapjuk az átlagos zajterhelést (d36), ezzel minden időszakaszra

20

minden egyes zajforrás (d11) egyedi átlagos zajterhelését ismerjük; ezután a mérés zajterhelési térképpé (d38) kiterjesztjük, úgy, hogy mivel minden egyes zajforrás (d11) zajterhelését (d36) minden időszakaszra ismerjük, illetve a telepítés során szintén minden zajforrásra (d11) meghatároztuk a terület (k11) egyes pontjai közti zajterhelési különbséget, így kiszámítjuk a terület (k11)

25

összes pontjában minden zajforrás (d11) minden időszakaszban érvényes zajterhelését, ezt követően ezeket a terheléseket összegezzük minden egyes pontban, minden időszakaszban az összes zajforrásra (d11), és az eredő zajterhelési szintek alapján előállítjuk az egyes időszakokban érvényes zajterhelési térképet (d38).

- 41 -

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy folyamatosan mérjük a zajterhelést (d36) a mérési pontokban, illetve az érzékelőkkel (É) az egyes forrásokat (d11) folyamatosan megfigyeljük. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az összegyűjtött ada5

tok alapján meghatározzuk az egyes források (d11) időszakonkénti zajterhelését, illetve kiszámítjuk a zajterhelési térképet (d38). 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a zajterhelési térképet (d38) valós időben, időszakonként frissítjük, valamint a korábbi adatokat eltároljuk.

10

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a korábban eltárolt adatok alapján utólag statisztikai elemzést végzünk. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a zajterhelés különbségi értékeknek a felhasználásával a mérési pontban gyűjtött adatokat utólagosan terjesztjük ki zajterhelési térképpé (d38).

15

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a zajforrásokat (d11) térbeli elhelyezkedésük alapján irányérzékeny mikrofonrendszerrel (M2, M3), a frekvencia és időkarakterisztikájuk alapján, illetve vizuális jelek alapján azonosítjuk. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az egyes időszakokban érvényes zajterhelési térképet (d38) az eredő zajterhelési szintekhez eltérő

20

színek hozzárendelése útján állítjuk elő. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a telepítés során a méréssel azonos időben kézzel bevisszük az adott pillanatban domináns zajforrás (d11) azonosítóját, és az így kapott mintasort összerendeljük az érzékelők (É) adataival és alakítjuk ki a döntési szabályrendszert.

25

10. Elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére, amely tartalmaz: -

környezeti zajt érzékelő monitorállomást (F1) tartalmazó egy vagy több mérési pontot;

-

a monitorállomás (F1) által gyűjtött adatokat továbbító közvetítőeszközt;

- 42 -

-

a közvetítőeszköz által továbbított adatokat fogadó feldolgozóeszközt;

-

ahol a feldolgozóeszköz a kapott, illetve feldolgozott adatokat tároló tárolóeszközzel van ellátva;

5

a feldolgozóeszközzel társított kijelzőeszközt;

azzal jellemezve, hogy -

a környezeti zajt érzékelő monitorállomás zajforrásokat szelektíven monitorozó érzékelőket (É) tartalmaz;

-

a környezeti zajt érzékelő monitorállomás (F1) hiteles hangnyomásszint-mérőt, az adatok előfeldolgozására alkalmas számítóegységet, valamint az adatok továbbításá-

10

ra alkalmas kommunikációs egységet tartalmaz; -

a feldolgozóegység az egyes időpillanatokban ismert eredő zajterhelés és a szintén ismert forrásdominancia alapján az egyes források átlagos zajterhelését egy hoszszabb időszakra szelektíven meghatározó és ennek során az egy adott időpontban mért zajterhelést a korábbi döntés alapján azonosított zajforráshoz (d11) hozzáren-

15

delő, és az adatot a zajforrás (d11) gyűjtőjében eltároló feldolgozóegységként van kialakítva.

A meghatalmazott

Eljárás és elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére Kivonat Eljárás környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére, 5

amelynek során felmérjük a területet (k11), meghatározzuk azokat a forrásokat, amelyek érzékelhető mértékben befolyásolják a terület egyes pontjaiban fennálló zajterhelést (d11); a források ismeretében kijelöljük az egy vagy több mérési pontot (k13), ahol a monitorállomásokat (F1) elhelyezzük; egy vagy több monitorállomás (k21) telepítése után létrehozunk egy a monitorállomás(ok) adatait (a21) összegyűjtő és azokat feldol-

10

gozó adatfeldolgozó központot(F2), mérjük a zajterhelést (a31) a mérési pontokban, illetve az érzékelőkkel megfigyeljük az egyes forrásokat (a32). adott esetben a forrásokat (d11) csoportosítjuk, és a későbbi szétválasztás során ezeket együtt szerepeltetjük; zajmodellezés útján meghatározzuk a terület (k11) zajterjedési viszonyait, amelynek során minden egyes forrásra (d11) meghatározzuk a terület (k11) egyes pontjai között fennálló

15

zajterhelés (d31) különbségeket, azt az egy vagy több mérési pontot, ahol a monitorállomásokat (F1) elhelyezzük, a források (d11) és zajterjedési viszonyok (d12) együttes ismeretében jelöljük ki; ennek során a mérési pontokat (d13) úgy határozzuk meg, hogy a korábban meghatározott források (d11) mindegyike legalább egy mérési pontban (d13) jelentős zajterhelést okozzon; ezt követően a monitorállomásokat (F1) úgy állítjuk

20

össze, hogy minden egyes monitorállomáshoz (F1) hozzárendelünk egy hiteles hangnyomásszint-mérőt, az adatok előfeldolgozására alkalmas számítóegységet, valamint az adatok továbbítására alkalmas kommunikációs egységet, és az eredő zajterhelésben (d31) domináns módon résztvevő források (d11) minden egyes időpontban, illetve időszakaszban való ismertségét biztosítjuk; az egy vagy több monitorállomás (F1) telepíté-

25

se után egy a monitorállomás(ok) (F1) adatait összegyűjtő és azokat feldolgozó adatfeldolgozó központ (F2) létrehozása során először az egy vagy több hangnyomásszintmérő adatainak összegzése útján meghatározzuk az egyes mérési pontokban fennálló eredő zajterhelést (d31), másodszor meghatározzuk az egy vagy több állomáson található egy vagy több érzékelő adatai alapján az egyes időpillanatokban domináns forrásokat

30

(d11), ennek során az érzékelők (É) összes adatát egy paramétertérben elhelyezve az egyes paraméterkombinációkból következtetünk a források (d11) dominanciájára és döntést hozunk; ezután az egyes időpillanatokban ismert eredő zajterhelés (d31) és a

-2-

szintén ismert forrásdominancia alapján egy hosszabb időszakra szelektíven meghatározzuk az egyes források (d11) átlagos zajterhelését (d36). Elrendezés környezeti zaj valós idejű, forrásszelektív monitorozására és térképezésére (a11), amely környezeti zajt érzékelő monitorállomást (F1) tartalmazó egy vagy több 5

mérési pontot (d13); a monitorállomás által gyűjtött adatokat (a21) továbbító közvetítőeszközt (F1/2); a közvetítőeszköz által továbbított adatokat fogadó feldolgozóeszközt (F2) tartalmaz, ahol a feldolgozóeszköz a kapott, illetve feldolgozott adatokat tároló tárolóeszközzel van ellátva; valamint a feldolgozóeszközzel társított kijelzőeszközt (F3) tartalmaz. a környezeti zajt érzékelő monitorállomás zajforrásokat szelektíven monito-

10

rozó érzékelőket (É) tartalmaz; a környezeti zajt érzékelő monitorállomás (F1) hiteles hangnyomásszint-mérőt, az adatok előfeldolgozására alkalmas számítóegységet, valamint az adatok továbbítására alkalmas kommunikációs egységet tartalmaz; a feldolgozóegység az egyes időpillanatokban ismert eredő zajterhelés és a szintén ismert forrásdominancia alapján az egyes források átlagos zajterhelését egy hosszabb időszakra sze-

15

lektíven meghatározó és ennek során az egy adott időpontban mért zajterhelést a korábbi döntés alapján azonosított zajforráshoz (d11) hozzárendelő, és az adatot a zajforrás (d11) gyűjtőjében eltároló feldolgozóegységként van kialakítva. (3. ábra)