Натурные исследования шумовых характеристик транспортного потока с направленным микрофоном «линейного» типа

Направленные микрофоны обладают высокой чувствительностью с одного направления.

Одним из вариантов использования направленных микрофонов является подсчет интенсивности, т. е. числа транспортных средств, проходящих за час, сутки в контролируемом сечении дороги [1, 2].

Подсчет интенсивности происходит на базе детекторов транспорта (в состав которых входит направленный микрофон), передающих информацию в дорожный контроллер [3, 4].

Наиболее легко реализуемыми являются направленные микрофоны «линейного» типа [5, 6, 7]. Микрофоны такого типа (две разных конструкции) изготовлены авторами.

«Линейный» микрофон № 1 (рис. 1) и № 2 (рис. 2) представляет собой трубку, открытую с одной стороны, а с другой закреплен конденсаторный микрофон. По поверхности трубки выпилен ряд отверстий. Микрофон работает следующим образом. Звук поступает по трубке к конденсаторному микрофону, и нежелательные шумы выходят через прорези по бокам с четырех или двух сторон, соответственно.

Рис. 1 «Линейный» микрофон № 1

Рис. 2 «Линейный» микрофон № 2

В работе [8] приведены результаты лабораторных исследований данных микрофонов. Следующим этапом исследований явилось проведение натурных испытаний микрофонов путем записи шума, исходящего от автомобилей. Шум — это неупорядоченное сочетание различных по силе и частоте звуков [9].

Микрофоны располагались на высоте 5 и расстоянии 2,5 м от дорожного полотна, направлялись на контролируемую полосу движения и подключались через микрофонный разъем к ноутбуку, оснащенному WEB-камерой, с последующей записью звука от транспортного потока, преобразованием в аудиофайл формата. mp3 и построением графиков в пакете «MATLAB».

На улице Набережная реки Мойки города Пенза 14 июня 2017 года в 15.00 были проведены натурные исследования шума от транспортного потока с микрофонами № 1 и 2 (рис. 3, 4).

Рис. 3 Установка микрофона № 1

Рис. 4 Установка микрофона № 2

Результаты визуализации (график) аудиофайла, записанного с помощью микрофонов № 1 и № 2 приведены на рис. 5 и 6 соответственно. Точками на рис. 5 и 6 отмечены моменты проезда ТС, а стрелками — неинформативный звук.

Рис. 5 Визуализация натурных исследований микрофона № 1

натурный испытание микрофон шум Общее количество транспортных средств проехавших через контролируемое сечение дороги в течение 163 сек. составило 36 единиц. Подсчет осуществлялся путем фиксации максимальной громкости звука от автомобиля [10].

Рис. 6 Визуализация натурных исследований микрофона № 2

Число транспортных средств проехавших через контролируемое сечение дороги в течение 128 с. составило 40 единиц.

Таким образом, выявлена относительная погрешность измерения микрофонов № 1 и 2, которая составила 12,1 и 13%, соответственно.

Минимальная погрешность выявлена с микрофоном «линейного» типа № 1, у которого прорези расположены по бокам с четырех сторон.

• 1. Клинковштейн Г. И., Афанасьев М. Б. Организация дорожного движения: Учебник для вузов. М:. Транспорт, 2001 — 247 с.
• 2. Кременец Ю. А., Печерский М. П., Афанасьев М. Б. Технические средства организации дорожного движения: Учебник для вузов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. 279 с.
• 3. Traffic Detector Handbook: Third Edition—Volume I, Turner-Fairbank Highway Research Center, 2006, 288 p.
• 4. Traffic Detector Handbook: Third Edition—Volume II, Turner-Fairbank Highway Research Center, 2006, 394 p.
• 5. Францев С. М., А. В. Савенков А.В. Натурные исследования интенсивности транспортного потока на базе направленного микрофона типа «бегущая волна». Инженерный вестник Дона, 2016, № 4. URL. ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3813.
• 6. Францев С. М., Савенков А. В. Определение интенсивности транспортного потока на основе фиксации уровня шума. Современные научные исследования и инновации, 2015, № 4. URL: web.snauka.ru/issues/2015/04/51 555.
• 7. Францев С. М., Савенков А. В. Исследование шумовых характеристик транспортного потока на базе направленного микрофона типа «бегущая волна». Инженерный вестник Дона, 2015, № 2, часть 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/2956.
• 8. Францев С. М., Коробов М. А. Исследование работы направленных микрофонов типа «бегущая волна» и «линейного» типа // Современные научные исследования и инновации, 2017, № 1. URL: web.snauka.ru/issues/ 2017/01/76 903.
• 9. Тэйлор Р. Шум. М.: Мир, 1978, 308 с.
• 10. Францев С. М. Алгоритм вычисления интенсивности транспортного потока на основе фиксации амплитудной величины акустического излучения автомобиля. Инженерный вестник Дона, 2017, № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2017/4118.