Seminarium na temat lokalizacji źródeł hałasu

W dniu 17 listopada 2009 roku, w siedzibie Instytutu Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, odbyło się międzynarodowe seminarium poświęcone nowoczesnym metodom lokalizacji źródeł dźwięku. Okazją do jego zorganizowania było uruchomienie przez IPPT nowej aparatury, służącej właśnie temu celowi.

Seminarium poprowadził gość z Danii, profesor Svend Gade z Uniwersytetu firmy Brüel & Kjær, producenta i dostawcy prezentowanej aparatury.

Nowoczesne techniki o nazwie SONAH i Beamforming polegają na korelacyjnej analizie w czasie rzeczywistym fali dźwiękowej, odbieranej przez specjalną matrycę mikrofonową. Wersja prezentowana podczas seminarium składała się z 36 miniaturowych mikrofonów, rozpiętych na czaszy przypominającej szkielet parasola. Czasza taka oprócz mikrofonów wyposażona jest w kamerę cyfrową, zatem oprócz analizy dźwięku może wykonać fotografię badanego obiektu.

Sam pomiar jest prosty do wykonania. Czaszę z matrycą mikrofonów i kamerą należy wycelować na badany obiekt i zarejestrować jego fotografię oraz „zdjęcie” pola akustycznego. Oprogramowanie komputerowe nakłada jeden obraz na drugi i dzięki temu pozwala na zlokalizowanie źródeł dźwięku, podając dla tak ustalonych punktów lub płaszczyzn poziomy emitowanego hałasu.

Metody lokalizacji źródeł dźwięku, umożliwiające sporządzanie map jego rozkładu, znane są od około 25 lat. Nowością jest natomiast możliwość wykonywania pomiarów szybkich (w przeciągu kilkudziesięciu sekund), jak też pomiarów z dużej odległości. To z kolei umożliwia badanie obiektów tak dużych, jak maszyny budowlane, tramwaje, budynki czy statki.

Do wiadomości zebranych uczestników seminarium podano kilka ciekawych przykładów zastosowań, bardzo przydatnych w walce z hałasem komunikacyjnym i instalacyjnym.

Pierwszy z nich to rozszerzenie możliwości testu nazywanego „pass-by”, który jest obowiązkowy dla wszystkich pojazdów dopuszczanych do ruchu procedurą homologacji. Polega on na przejeżdżaniu obok stacji pomiarowej, wyposażonej w policyjny radar, bramki z fotokomórek i mikrofony rejestrujące dźwięk. Powstaje w ten sposób przebieg czasowy emitowanego przez pojazd hałasu podczas przejazdu (stąd nazwa pass-by). Pojazdy zbyt głośne zwyczajnie nie przechodzą testu i nie dostają zgody na dopuszczenie do ruchu.

System Beamforming umożliwia dodatkowo na zlokalizowanie elementów, które są w pojeździe najgłośniejsze i wykonanie pełnej dokumentacji na temat kierunków emisji hałasu. Na ilustracjach pokazanych uczestnikom seminarium przedstawiono przykład pojazdu uprzywilejowanego i jego syreny, która poddawana była ocenie słyszalności w terenie. Należy podkreślić, że istnieją wersje tego systemu zdolne do rozpoznawania konkretnych pojazdów i określania kierunków, z których one nadjeżdżają. Do tej grupy należą także aplikacje wojskowe. Zatem lokalizacja i dokumentacja faktu naruszenia porządku przez pojazd nie jest żadnym problemem, przy czym można ustalić jego prędkość, emitowany hałas oraz go zidentyfikować.

Drugi przykład wiązał się ze zwalczaniem hałasu instalacyjnego. Bardzo często maszyny emitujące taki uciążliwy dla otoczenia hałas (np. napędy potężnych wentylatorów) są ukryte przed wzrokiem osób postronnych, albo ich właściciel udaje, że ich nie włącza. W Polsce jest to możliwe, gdyż pomiary prowadzi się po uprzednim pisemnym powiadomieniu prowadzącego instalację. Mimo więc tego kuriozalnego uregulowania prawnego dzięki systemowi Beamforming możliwe jest ustalenie prawdy i jednoznaczna identyfikacja przyczyn naruszeń dopuszczalnych poziomów dźwięku w otoczeniu.

W naszym kraju metoda ta była już stosowana, na przykład na zlecenie właścicieli obiektów przemysłowych i sklepów wielkopowierzchniowych, którzy pozytywnie reagowali na skargi od okolicznych mieszkańców, względnie sami zadbali o swój wizerunek (wbrew pozorom, istnieją i tacy). Niestety znane są także przypadki, gdy prowadzący instalacje podejmują wszystkie możliwe działania mające na celu opóźnienie niezbędnego wyciszenia instalacji, nie biorąc pod uwagę jej szkodliwości dla ludzi. W świetle opisanej metody identyfikacji pozycji i poziomu emisji źródła tego typu zachowania są nie tylko naganne społecznie, ale także nieskuteczne.

Inną znaną sprawą była interwencja u władz odpowiedzialnych za ochronę środowiska w związku z uciążliwym zachowaniem się braci studenckiej, kiedy trzeba było ustalić najbardziej hałaśliwych lokatorów dużego akademika na podstawie zdjęcia i mapy rozkładu dźwięku na jego elewacji.
 
Można mieć nadzieję, że prezentowane na seminarium w IPPT metody znajdą zastosowanie przede wszystkim w Warszawie, gdzie hałas instalacyjny i komunikacyjny to ponad 90% całego zagrożenia tym rodzajem zanieczyszczenia. Warto przypomnieć, że stolica Polski zajmuje drugie miejsce na niechlubnym podium w rankingu najgłośniejszych miast Unii Europejskiej, a działania władz miasta są wyjątkowo opieszałe.

Seminarium było niezwykle interesujące. Słowa najwyższego uznania należą się prof. Svendowi Gade. Mówił zrozumiale, ciekawie i przekonująco, utrzymując jednocześnie punktualność kolejnych wykładów zgodnie z programem.