Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Контроль уровня шума или его изменения в пределах трассы распространения вглубь жилых зон возможен при условии расположения измерительных микрофонов вдоль этой трассы хотя бы в двух характерных точках: в зоне источника шума и на некотором расстоянии от него. Применение двух каналов измерения для оценки затухания шума предполагает применение системы сопоставления полученных сигналов с целью выявления разности, характеризующей затухание. Передача сигнала от точки измерения до базовой станции по радиоканалу исключает влияние длинных проводных линий связи на полезный сигнал, а кроме того, обеспечивает большую удалённость микрофонов от базы. Кроме того, впервые обеспечивается проведение измерений портативными системами в полноспектральном режиме. Такой режим обеспечивает более полное, чем в октавном варианте, представление о реальной шумовой обстановке, позволяет учесть всю совокупность имеющихся шумов. Построен лабораторный макет малогабаритной двухканальной измерительной системы. От микрофонов сигнал поступает на вход первого и второго передающих модулей, далее по радиоканалу передаётся на вход приёмного модуля, откуда поступает на аудио вход ноутбука и далее в программу обработки. Микрофоны изготовлены на основе электретных капсюлей общего применения wm61, подобранных в пару по соответствию амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и минимальной неравномерности АЧХ. Зафиксированная неравномерность АЧХ капсюлей в случае анализа в октавном диапазоне на уровне +3 ÷ -0,5 дБ, что в целом соответствует классу «Тип 2» в принятой в США в системе ANSI. Система обработки данных обеспечивает контроль широкополосных некоррелированных акустических шумов в реальном времени. Реализована с использованием графического языка программирования G среды LabView. Обеспечиваются быстрое преобразование Фурье и визуальный контроль изменения амплитуды акустического сигнала и мгновенного спектра в режиме реального времени, а также среднего разностного спектра контролируемых сигналов. Решение проблемы обеспечения достоверности измерений обеспечивается проведением процедуры калибровки, например, посредством калибратора микрофона перед началом и после проведения измерений. Проверка стабильности калибровочного сигнала на различных удалениях от приёмной базы осуществлена в процессе контроля распространения акустических шумов в городской среде. Для контроля сигнала использовались калибратор микрофона CA-114 и программа SpectraPLUS, являющаяся анализатором звуковых сигналов и позволяющая проводить быстрое преобразование Фурье звукового сигнала в реальном времени. Измерения подтвердили, что при работе созданной лабораторной системы принимаемый сигнала сохраняет стабильность в уровне до удаления 240 м. За пределами удаления 240 м калибровочный сигнал не фиксируется. Проведённые расчёты показывают, что с вероятностью 0,95 принимаемый калибровочный сигнал находится в диапазоне доверительного интервала 90,55±0,1834 в каждой точке дистанции от 1 м до 240 м дальности, т.е. является стабильным. Был проведён анализ достаточной дальности разнесения микрофонов при измерениях. Сделан вывод о достаточности расстояния в 1 км. При этом, при стандартной скорости 343 м/сек перемещение звуковой волны на расстояние в 1 км займёт почти 3 секунды, что требует внесения необходимых поправок на время поступления сигнала от второго канала. Были проведены измерения, обеспечившие получение оценочных значений затухания акустического сигнала при распространении в городской среде. Для проведения измерений был выбран участок территории Мурома с малоинтенсивным автомобильным движением, пролегающий по району, представляющему сочетание промышленности, жилой зоны и учебных заведений. Использовался искусственный источник шума, состоящий из генератора белого шума и звукоусилительной аппаратуры с мощность звукового сигнала до 500 Вт. Анализ полученных результатов показал, что в целом наблюдается естественное для звуковых сигналов ослабление с расстоянием. Имеющиеся не принципиальные вариации, в общем, не выходят за пределы такого поведения сигналов. Исключение составляет снижение ослабления сигнала на частотах 1000 и, особенно, 31,5 Гц. Проанализированы возможные причины такой девиации, сделан вывод о необходимости продолжения исследований. Была дана оценка возможного изменения скорости звука в воздушной среде при наличии промышленных загрязнителей. Предложена методика оценки. В качестве основы были использованы данные по выбросам в атмосферу одного из предприятий Мурома. Получены значения изменения скорости звука на при наличии однокомпонентного загрязнителя и многокомпонентной смеси, включающей такие полютанты, как пыль неорганическая, диЖелезотриоксид, углерода оксид, сера диоксид, марганец и т.п. Показано, что наличие многокомпонентных загрязнителей в воздушной среде может приводить хоть и к кратковременным (некоторые компоненты достаточно быстро оседают на землю), но значимым вариациям скорости звука. Был проведён анализ сосредоточенности транспортных потоков, влияющих на характер формирования шумового загрязнения территории городской среды города Мурома и выявлены зоны с потенциально наибольшим зашумлением. С учётом указанного анализа были проведены измерения уровня шума на территории Мурома. За 2023 г. по тематике Проекта опубликовано 8 научных работ, из которых две в журналах из перечня ВАК, две - Scopus и Web of Science, четыре - РИНЦ. Подготовлена и принята к печати (Scopus и Web of Science) одна статья.