Для расчета уровня шума восьми источников в 115 принимающих точках требуется выполнение 920 расчетных операций в каждой полосе частот и для каждого значения ослабления.

Упрощенная модель перекрестка сельской автомобильной дороги с указанием источников шума автомобильного транспорта, районов с акустически жесткой почвой, топографических контуров и нескольких точек приемников шума, расположенных на фасадах зданий.

Алгоритмы

В основном, алгоритмы просты для понимания. Уровень звукового давления в заданной точке, созданный источником шума определенной силы, можно определить при помощи следующего уравнения:

L_p = L_w + D_c + С_b -A_propagation

где:

L_p — эквивалентный уровень шума в точке приемника в дБ;

L_w — уровень звуковой мощности источника шума в дБ (этал. зн. = 1 пвт);

D_c — поправка направленности в дБ, используется в том случае, если звук от источника шума распространяется в разных направлениях неравномерно;

С_b — поправка в дБ для источников с переменной активностью. Например, в том случае, если источник активен только 12 часов в день, долгосрочный уровень снижается на 3 дБ.

A_propagation — ослабление распространения шума в дБ.

Отдельные правила алгоритма и точки, в которых их можно зарегистрировать.

Каждое правило ослабления заданного алгоритма можно подразделить на несколько чисто физических эффектов (см. ниже):

A_propagation = A_div + A_atm + A_gr + A_bar + A_misc + С_tefl

A_div — ослабление в результате геометрического распространения;

A_atm — ослабление в результате абсорбции воздуха;

A_gr — ослабление в результате абсорбции/отражения земной поверхности;

A_bar — ослабление в результате свободно-полевой дифракции препятствия;

A_misc — ослабление в результате воздействия различных эффектов (погодные колебания, дисперсия от сложных акустических конструкций, например, таких, как трубопроводы);

С_tefl — коррекция с учетом фактора отражений.

Все указанные правила можно применять при расчетах широкополосных (дБ (А)) или октавных уровней, которые в дальнейшем суммируются для определения широкополосного уровня. В целом, расчеты в октавном диапазоне отличаются более высокой точностью и значительно упрощают последующий анализ данных и снижение уровня шума в заданных пределах.

Проверки на достоверность обеспечивают оптимальную точность результатов измерений

Подобно процедуре измерений расчеты также требуют калибровки. При настройке расчетов контрольные измерения выполняются в заданных точках, для которых можно сравнить измеренные и расчетные значения уровней шума.

Однако в отличие от режима измерений, настройка процедуры расчетов выполняется по окончании первого расчета и применяется для достижения оптимальной точности результатов расчетов.

Особое внимание следует обратить на соответствие активности источника, зарегистрированной в процессе измерения, и расчетной. При расчете долгосрочного усредненного уровня L_Aeq вносится долгосрочная погодная поправка. Однако сравнение результатов измерений и расчетов должно выполняться в стабильных погодных условиях при направлении ветра от источника к приемнику (с подветренной стороны). Использование результатов измерений, выполненных в течение лишь одного дня, как правило, приводит к появлению постоянной погрешности, связанной с нетипичностью атмосферных условий (ветра) и состояния земного покрова. Величина такой погрешности может составлять до 10 дБ. Кроме того, результаты измерений не соотнесены с одним источником шума и содержат погрешности других, не исследуемых источников. Поэтому для того, чтобы удалить “лишние” погрешности, рекомендуется проведение долгосрочного мониторинга с заключительной обработкой результатов измерений.

Иногда, например, при исследовании вариантов будущих сценариев невозможно выполнить проверку расчетов на основе сравнения с результатами измерений. В этом случае для обеспечения оптимальной точности результаты расчетов можно тщательно проанализировать или сравнить с результатами, полученными в аналогичных ситуациях.

Точность расчетов

Точность конкретной процедуры расчетов зависит от нескольких факторов. Самые важные из них: сценарий, уровни, диапазон, входные данные и квалификация пользователя.

Алгоритмы оптимизированы для использования с несколькими сценариями. Так, например, стандарты, применяемые для расчетов уровней шума автомобильного и железнодорожного транспорта, основаны на данных по шумовому излучению транспорта, заложенных в национальные базы данных. Поэтому в других странах, где, возможно, преобладают более старые автомобили других моделей и значительно отличаются традиции вождения и условия работы транспорта, применение этих стандартов может быть ограничено. Таким образом, для разных расчетных уровней точность расчетов может быть различной, а оптимальная точность зарегистрирована в пределах как узкого, так и широкого диапазона уровней шума. Важно отметить, что в большинство алгоритмов заложены специальные условия, обеспечивающие высокую точность расчетов в широком диапазоне шумовых уровней.

Еще большую проблему представляет обеспечение качества входных данных, так как именно от них во многом зависит точность конечного результата. Топографические данные, уровни звуковой мощности механизмов и данные о транспортном потоке — это та информация, которую следует выбирать особенно тщательно.

Сравнение с результатами измерений позволило улучшить расчетную модель и получить среднюю разность менее 2 дБ, а максимальную разность 2,6 дБ.

Количество ошибочных данных можно значительно сократить, используя для создания топографических контуров файлы GIS и AutoCAD и выполняя в полевых условиях измерения уровней звуковой мощности, а в заданных проверочных точках подсчет плотности транспортного потока. И, наконец, в оптимизации результатов расчетов важную роль играют квалификация и практический опыт пользователя, заложенные в оценку шума окружающей среды и применение собственно алгоритма расчетов.

При правильном внедрении в различные сценарии, для которых они были разработаны, алгоритмы обеспечат глобальную точность в пределах 3 дБ.

Сравнение результатов расчетов и результатов измерений

Преимущества

• Подробная информация о критических источниках шума, многочисленных точках измерений

• Независимость от метеорологических условий

• Возможность оценки гипотетических ситуаций

Простота обновления данных

• Низкая чувствительность к фоновому шуму