Triukšmo taršos matavimas ir žemėlapis mobiliuoju telefonu: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:50

80 dB (A)) "," viršuje ": 0.13263157894736843," kairėje ": 0.506," aukštis ": 0.1957894736842105," plotis ": 0.276}]">

Nicolas Maisonneuve („Sony CSL Paris“) Matthiasas Stevensas („Vrije Universiteit Brussel“/ „Sony CSL Paris“) Lucas Steelsas („Vrije Universiteit Brussel“/ „Sony CSL Paris“)

Šioje instrukcijoje sužinosite, kaip galite naudoti savo GPS įrengtą mobilųjį telefoną kaip mobiliąją stotį, kad išmatuotumėte savo asmeninį triukšmo poveikį ir dalyvautumėte bendrame jūsų kaimynystės ar miesto triukšmo žemėlapyje. Žemėlapius galima vizualizuoti naudojant „Google“žemę. Triukšmo tarša yra rimta problema daugelyje miestų. Nors kai kurių didžiųjų miestų valdžia pradėjo kampanijas, skirtas problemai stebėti, jų sukurti žemėlapiai ne visada yra lengvai prieinami ir paprastai nėra pakankamai išsamūs, kad suvoktų žmonių patiriamo triukšmo skirtumus (laike ir erdvėje). Tačiau naudodami mūsų naujas technologijas galite padėti pagerinti tokių aplinkosaugos problemų stebėseną, prisidedant prie jūsų kaimynystės ar miesto triukšmo kartografavimo ir taip prisidėti prie triukšmo „Wikimapia“rūšies. „NoiseTube“yra „Sony“mokslinių tyrimų projektas Kompiuterių mokslo laboratorija Paryžiuje. Projekto tikslas - sukurti naują dalyvavimo metodą, skirtą stebėti triukšmą, įtraukiant plačiąją visuomenę. Mūsų tikslas yra išplėsti dabartinį mobiliųjų telefonų naudojimą, paverčiant juos triukšmo jutikliais, leidžiančiais kiekvienam piliečiui išmatuoti savo ekspoziciją savo kasdienėje aplinkoje ir dalyvauti kolektyviniame savo miesto ar kaimynystės triukšmo kartografavime. Apskritai šiame mokslinių tyrimų projekte tiriama, kaip dalyvaujamojo jutimo koncepciją galima pritaikyti aplinkosaugos klausimams ir ypač stebėti triukšmą. Dalyvaujantis jutiklis pasisako už plačiai naudojamų mobiliųjų įrenginių (pvz., Išmaniųjų telefonų, PDA) naudojimą kuriant paskirstytus jutiklių tinklus, leidžiančius viešiesiems ir profesionaliems vartotojams rinkti, analizuoti ir dalytis vietinėmis žiniomis. Įdiegę nemokamą programą savo GPS turinčiame mobiliajame telefone, galėsite išmatuoti triukšmo lygį dB (A) (kelių decibelų tikslumu, lyginant su profesionaliais prietaisais), pakomentuoti, kaip jūs suvokiate triukšmą (žymėjimas, subjektyvus susierzinimo lygis) ir išsiųsti visą informaciją (laiko žyma + geo-lokalizuoti matavimai + žmogaus įvestis) automatiškai į „NoiseTube“serverį per jūsų telefono interneto ryšį. Vėliau (kolektyvinius) rezultatus galima vizualizuoti žemėlapiuose, kaip parodyta 1 paveiksle pateiktame pavyzdyje. Motyvai dalyvauti „NoiseTube“patirtyje 1. Išmatuokite savo asmeninį garso poveikį ir geriau žinokite savo aplinką Kiek decibelų esu veikiamas per mano diena? Tokios informacijos piliečiams šiuo metu sunku gauti. Mūsų programos dėka galėsite realiu laiku išmatuoti savo ekspoziciją dB (A) be brangaus garso lygio matuoklio. Manome, kad suasmeninta informacija apie aplinką gali turėti didesnį poveikį visuomenės sąmoningumui ir elgesiui nei pasaulinė aplinkos statistika, kurią šiuo metu teikia vyriausybinės agentūros. 2. Dalyvaukite savo miesto triukšmo stebėsenoje/žemėlapiuose Naudodami savo mobilųjį telefoną jūs (ir jūsų grupė) galite surinkti geografiškai lokalizuotus matavimus, juos komentuoti ir automatiškai išsiųsti, kad nustatytumėte vietos triukšmo taršą, pateikdami naudingos informacijos vietos bendruomenėms ar viešosios įstaigos, padedančios priimti sprendimus vietos klausimais, nelaukiant, kol pareigūnai (aplinkos agentūros, vyriausybės finansavimas brangioms matavimo kampanijoms) atkreips dėmesį į jūsų kaimynystę. 3. Padėkite mokslininkams geriau suprasti jūsų patirtą triukšmą Skirtingai nuo dabartinių triukšmo taršos duomenų, gautų iš statinių jutiklių, įrengtų fiksuotose, konkrečiose vietose, jūsų „į žmones orientuoti“duomenys gali būti labai vertingi mokslininkams, kad jie geriau suprastų triukšmo problemą per žmones „NoiseTube“platformą sudaro programa, kurią dalyviai turi įdiegti savo mobiliajame telefone, kad ją paverstų triukšmo jutikliu. Ši mobilioji programa renka vietinę informaciją iš skirtingų jutiklių ir siunčia ją į „NoiseTube“serverį, kur visų dalyvių duomenys yra centralizuoti ir apdorojami. Antrame paveikslėlyje parodyta šios architektūros apžvalga. Kadangi mobilioji programa yra svarbiausias mūsų dalyvių elementas, dabar ją išsamiai aptarsime 1 veiksme.

1 žingsnis: įranga ir programinė įranga

Programos mobiliesiems ypatybės - Triukšmo lygio, su kuriuo susiduriate, matavimas ir vizualizavimas realiuoju laiku - Žymėjimas, skirtas komentuoti matavimus (pvz., Triukšmo šaltinis, įvertintas susierzinimas ir kt.). Ši informacija naudojama semantiniam sluoksniui pridėti prie sukurtų triukšmo žemėlapių. - Automatinis (geografiškai lokalizuotų ir laiko žymomis pažymėtų) duomenų siuntimas į jūsų serverio paskyrą, kad būtų atnaujintas jūsų asmeninis „ekspozicijos profilis“ir bendras triukšmo žemėlapis. Reikalavimai-telefonas su įmontuotu GPS mikroschemų rinkiniu arba išoriniu GPS imtuvu, kurį galima prijungti prie telefono per „Bluetooth“. -Telefonas, palaikantis „Java J2ME“platformą (CLDC/MIDP profilis su plėtiniais: JSR-179 (vietos API) ir JSR-135 (mobiliosios medijos API)). - Duomenų plano prieiga prie interneto (naudojant GPRS/EDGE/3G). Pastabos:

• Šiuo metu programa buvo kruopščiai išbandyta tik naudojant „Nokia N95 8GB“ir „Nokia 6220C“. Kiti prekės ženklai/modeliai gali arba neveikti. Po kelių savaičių planuojame išleisti „Apple iPhone“versiją. Galite užsiprenumeruoti naudodami NoiseTube.net, kad būtumėte informuoti apie šį ir kitus būsimus leidimus.
• Norint pasiekti patikimus decibelų matavimus, rekomenduojama naudoti tik palaikomus (kalibruotus) telefono modelius.

Alternatyvūs metodai Telefonas + išorinis mikrofonas Užuot naudoję įmontuotą mikrofoną, galite prijungti išorinį mikrofoną. 1 paveiksle matote specialų išorinį „Nokia N95“mikrofoną. Jei naudojate išorinį mikrofoną, patariame įdėti mikrofoną ne per arti veido, kad nebūtų matuojamas tik jūsų balsas; mikrofono prijungimas prie riešo yra geras pasirinkimas. Skaitmeninis garso įrašymo įrenginys + mobilioji programa + darbalaukio programa Pirmojoje „Noisetube“versijoje garsumas nebuvo matuojamas realiuoju laiku mobiliosios programos pagalba. Vietoj to, aplinkos garsui įrašyti buvo naudojamas skaitmeninis garso įrašymo įrenginys (pvz., „M-Audio MicroTrack x series“). Mobilioji programa (v1.0) buvo skirta lokalizuoti vartotoją (per GPS) ir palengvinti komentavimą (žymėjimas, įvertinimas, …). Tada buvo naudojama darbalaukio programa, skirta iš įrašyto garso išgauti garsumo matus, sujungti šiuos duomenis su vietos sekimu ir vartotojo komentarais bei nusiųsti šią informaciją į serverį. 2 paveiksle parodyta „NoiseTube v1.0“architektūros apžvalga.

2 žingsnis: „NoiseTube“mobiliosios programos naudojimas

Kai „NoiseTube“svetainėje sukūrėte paskyrą, radote reikiamą įrangą ir įdiegėte mūsų programinę įrangą, galite pradėti naudotis „NoiseTube“programa.1) Pirmiausia turėsite autentifikuoti savo paskyros duomenis. Kai sėkmingai prisijungsite vieną kartą, kitą kartą paleidus programą, šis veiksmas apeis. 2) Dabar galite pradėti matuoti ir prisidėti prie projekto „NoiseTube“. Vartotojo sąsaja Pirmo paveikslėlio ekrano kopijoje parodyta vartotojo sąsaja. Toliau aptariame skirtingas dalis, kurių kiekviena atitinka pagrindinę programos ypatybę. 1) Aplinkos triukšmo garsumo matavimas Matavimas prasidės automatiškai. Viršutiniame kairiajame kampe galite pamatyti dabartinę garsumo vertę - išmatuoti dB (A). Norėdami šiai vertei suteikti reikšmės, ji yra susieta su spalva, atspindinčia galimą dabartinio poveikio lygio pavojų sveikatai:

• <60 dB (A): žalia (be rizikos)
• > = 60 ir <70: geltona (erzina)
• > = 70 ir <80: oranžinė (būkite atsargūs)
• > 80: raudona (rizikinga).

Taip pat nubrėžta istorijos kreivė, skirta pamatyti išmatuoto garsumo raidą. Norėdami geriau suprasti, kas iš tikrųjų matuojama, skaitykite žemiau esantį skyrių „Apie garsumo matavimą“. 2) Komentavimas Žymėjimas prideda fizinių matavimų prasmės sluoksnį, kad informuotų bendruomenę ir vėliau vizualizuotų triukšmo pobūdį žemėlapiuose. Kaip ir filmų žymėjimas „YouTube“ar tinklalapiuose „Delicious“, galite pažymėti triukšmo matavimus pridėdami bet kokius laisvus žodžius, atskirtus kableliu (pvz., Triukšmo šaltinį ar kontekstą, įvertinimą ir pan.). Triukšmas yra sudėtingas reiškinys, nes į labai subjektyvų žmonių suvokimo būdą. Norėdami ištirti šiuos subjektyvius veiksnius, prie mobiliosios programos pridėsime daugiau subjektyvių komponentų, kad ji būtų naudojama kaip „(socialinis) susierzinimo matuoklis“(2 paveiksle parodyta, kaip tai galėtų atrodyti), ir sudarysime subjektyvius triukšmo žemėlapius. 3) Geografinio lokalizavimo matavimai Vartotojas gali perjungti automatinį (naudojant GPS) arba rankinį lokalizacijos režimą spustelėdamas lokalizavimo piktogramą (žr. 1 pav.). Paleidus programą bus įjungtas automatinis režimas ir bandoma lokalizuoti vartotoją naudojant GPS. Jei nepavyks (pvz., Dėl patalpų situacijos), jis persijungs į rankinį režimą, kuriame vartotojas turės įvesti savo buvimo vietą (pvz., Adresą, metro stoties liniją). Taip pat galite pasirinkti savo dabartinę vietą iš iš anksto nustatytų vietų sąrašo. Šios vietos gali būti asmeninės „mėgstamiausios“(pvz.: namai ar biuras) arba viešos vietos (pvz.: gatvės, metro stotys). Daugiau informacijos apie garsumo matavimą Garsumo matuoklis rodo lygiavertį nuolatinį garso lygį (Leq), išmatuotą dB (A) garso, įrašyto per tam tikrą laiko tarpą. Kiekvieno ciklo metu programa įrašo aplinkos garsą (esant 22500 Hz, 16 bitų) per tam tikrą laiką, tada apdoroja signalą, kad išgautų Leq vertę. Galimi du intervalai: 1) Lėtas atsakas (1 sekundė, numatytasis režimas), tai leidžia išmatuoti lėtą garso kitimą, naudingą pastoviam ar foniniam triukšmui; 2) Greitas atsakas/trumpas Leq (125 ms), skirtingiems garsams (pvz., Trumpi įvykiai). Greito reagavimo režimas šiuo metu vis dar yra eksperimentinis, todėl kol kas patariame naudoti lėto reagavimo režimą. Apie garso kalibravimą ir informacijos patikimumą Norėdami sukalibruoti programą, kad gautume patikimą informaciją apie „Nokia N95 8GB“, naudojome garso lygio matuoklį. Sukūrėme rožinį triukšmą kaip triukšmo šaltinį ir palyginome decibelus, išmatuotus garso lygio matuokliu, ir tuos, kurie išmatuoti naudojant mūsų programą N95 telefone, esant skirtingam garsumo lygiui (kas 5 dB, nuo 35 dB iki 100 dB). 3 paveiksle pavaizduota mūsų užregistruotų verčių grafikas. Mes gavome kreivę, kurios tikslumas yra apie +/- 10 dB (A). Panaudoję atvirkštinę šios funkcijos korektorių, gavome gerų rezultatų (tikslumas +/- 3 db). Mes planuojame atlikti tą patį kalibravimą su būsima „iPhone“versija. Kai suprasite, kaip naudotis „NoiseTube“programa, kviečiame išbandyti ją savo kaimynystės gatvėje!

3 žingsnis: rezultatų vizualizavimas

Šiuo metu yra prieinamos dvi vizualizacijos. Realaus laiko žmonių poveikio stebėjimas Realaus laiko stebėjimas siūlomas siekiant vizualizuoti dalyvių, naudojančių „Google“žemę, kolektyvinį triukšmą. Tai galite pamatyti apsilankę https://noisetube.net/public/realtime.kml. Vartotojui atstovauja cilindras, kurio aukštis ir spalva yra proporcingi vartotojo garso ekspozicijos garsumui (Leq, išmatuotas dB (A)). Triukšmo žemėlapis jūsų mieste. Taip pat galite pamatyti dabartinį savo asmeninės ekspozicijos žemėlapį į savo paskyrą ir pasirinkite „Mano žemėlapis“(arba tiesiogiai: (https://noisetube.net/users/{username}/map.kml]). Jei norite pamatyti kolektyvinį garso ekspozicijos žemėlapį, eikite į viešą žemėlapį. Kiekvienas apskritimas reiškia garsumo matas (spalva proporcinga garsumo lygiui). Šio fizinio sluoksnio viršuje yra semantinis sluoksnis, apibūdinantis priemonių reikšmę (ty triukšmo šaltinius).

4 žingsnis: būsimi tyrimai ir išvados

Laikydamiesi „beta“„Web 2.0“dvasios, nusprendėme atverti savo platformą visiems, nepaisant ankstyvo kūrimo etapo. Artimiausiu metu atnaujintos mūsų įrankių versijos pasiūlys patobulintas ir naujas funkcijas. Mūsų tyrimai ir plėtra bus tęsiami keliais būdais: Kalibravimas Be tinkamo kalibravimo, jutiklių įrenginiai sukuria duomenis, kurie gali būti nereprezentatyvūs arba netgi gali būti klaidinantys. Taigi, kaip mes galime kalibruoti šimtus skirtingų tipų mobiliųjų telefonų ar kitų garso įrašymo įrenginių, nenaudodami brangaus garso lygio matuoklio kiekvieną kartą? Siūlome ištirti tokius tyrimo klausimus skirtingais keliais, kur kalibruoti telefonai arba akustinės stabilios vietos gali būti naudojami kaip atskaitos taškai, kad telefonas būtų automatiškai (iš naujo) sukalibruotas (pvz., Kalibravimas tarp 2 telefonų, prijungtų per „Bluetooth“, kur vienas yra atskaitos taškas ir kitas yra telefonas, kurį reikia kalibruoti). Vidinė lokalizacija Kadangi dauguma žmonių didžiąją savo kasdienio gyvenimo dalį praleidžia uždarose patalpose, tai yra svarbus trūkumas, kurį iš dalies pašalinome rankiniu būdu (žr. 2 veiksmą). Tačiau yra technologijų, kurios gali veikti kaip alternatyva GPS vidaus scenarijuose. Vienas iš perspektyviausių (ir plačiai ištirtų) metodų yra GSM pagrįstas padėties nustatymas. Tokios technologijos gali būti ypač naudingos tiriant triukšmą metro (pvz., Paryžiaus metro tinkle), kuris, kaip žinoma, yra labai triukšminga aplinka. Mes jau eksperimentavome su laiko žymenimis ir rekonstravome vietas interpoliuodami (žr. Paveikslėlį). Tačiau naudodamiesi GSM padėties nustatymu (nustatydami antenas skirtingose stotyse, kad automatiškai nustatytumėte vartotojo buvimo vietą), tikimės, kad ateityje galėsime atlikti tikslesnius lokalizuotus matavimus šioje specialioje aplinkoje. Triukšmo taršos duomenų perkėlimas į žemėlapius yra bendras bruožas. Tačiau įrašant garso poveikį iš žmonių veiklos, mes taip pat galime surinkti tam tikrus duomenis, labiau orientuotus į žmones, o ne tik į vietą orientuotus duomenis, kurie renkami naudojant tradicinius statinius garso lygio matuoklius, esančius gatvėse. Iš šio stebėjimo mes pažvelgsime į daugiau socialinių savybių. Pavyzdžiui, sukuriant asmeninius triukšmo profilius, kuriuose yra jūsų triukšmo ekspozicija laiko ir geografiniais matmenimis, ir jūsų pažymėtų triukšmo šaltinių sąrašą, suteikiantį galimybę palyginti žmones ir rasti panašių profilių, kad būtų galima remti kolektyvinius veiksmus. Išvada žmonių dalyvavimo dėka pristatė naują triukšmo taršos stebėjimo ir planavimo būdą. „NoiseTube“platforma leidžia jums prisidėti prie paskirstytos triukšmo matavimo kampanijos naudojant mobilųjį telefoną. Ši platforma vis dar intensyviai tobulinama, o artimiausioje ateityje bus dar daugiau patobulinimų. Tačiau norėtume jus pakviesti prisijungti prie „NoiseTube“bendruomenės ir išbandyti mūsų programinę įrangą. Jei turite klausimų, pasiūlymų ar kitų pastabų, nedvejodami susisiekite su mumis arba reaguokite komentaruose apie šią instrukciją. Be to, norime pabrėžti, kad esame pasirengę bendradarbiauti tiek su viešosiomis, tiek su mokslinių tyrimų organizacijomis. Tolesnis skaitymas Norėdami sužinoti daugiau ir būti informuoti apie NoiseTube projektą, apsilankykite mūsų svetainėje adresu www.noisetube.net Jei norite sužinoti apie šio darbo mokslinius pagrindus, skaitykite šiuos dokumentus:

• Nicolas Maisonneuve, Matthias Stevens, Maria Niessen, Peter Hanappe ir Luc Steels. „NoiseTube“: triukšmo matavimas ir kartografavimas naudojant mobiliuosius telefonus. Pateiktas 4 -ajam tarptautiniam aplinkos inžinerijos informacinių technologijų simpoziumui (ITEE 2009), Salonikuose, Graikijoje. 2009 m. Gegužės 28–29 d. Peržiūrima. PDF
• Nicolas Maisonneuve, Matthias Stevens, Maria Niessen, Peter Hanappe ir Luc Steels. Piliečių triukšmo taršos stebėsena. Pateikta 10-ajai tarptautinei skaitmeninės vyriausybės tyrimų konferencijai (2009 m.), Puebla, Meksika, 2009 m. Gegužės 17–20 d. Peržiūrima. PDF

Nuorodos

• J. Burke, D. Estrin, M. Hansen, A. Parker, N. Ramanathan, S. Reddy ir M. B. Srivastava. „Dalyvaujantis jutimas“. „ACM Sensys World Sensor Web Workshop“. „ACM Press“, 2006 m.
• Rankogaliai D., Hansen M. ir Kang J. Urban Sensing: iš miško. ACM komunikacijos, 51 (3), p. 24-33, 2008 m. Kovo mėn., ACM Press.
• J. Hellbruckas, H. Fastlas ir B. Kelleris. Ar garso reikšmė turi įtakos sprendimams dėl garsumo?. 18 -ojo tarptautinio akustikos kongreso pranešimuose (ICA 2004). 1097-1100 puslapiai.
• D. Menzelis, H. Fastlas, R. Grafas ir J. Hellbruckas. Transporto priemonės spalvos įtaka garsumo sprendimams. Žurnale „Journal of The Acoustical Society Of America“, 2008 m. Gegužės mėn., 123 (5), p. 2477-2479.
• Paulos, E. ir kt. Piliečių mokslas. Dalyvaujančio urbanizmo įgalinimas. In Hand-book of Research on Urban Informatics: The Practice and Promise of the Real-Time City, Marcus Foth (Red.), P. 414-436, Idėjų grupė, 2008.
• L. Yu ir J. Kang. Socialinių, demografinių ir elgesio veiksnių poveikis garso lygio vertinimui atvirose miesto erdvėse. Žurnale „Journal of the Acoustical Society of America“, 2008 m. Vasario mėn., 123 (2), p. 772-783.

Šis projektas buvo iš dalies paremtas ES pagal sutartį IST-34721 (TAGora). Projektas „TAGora“finansuojamas iš Europos Komisijos programos „Ateities ir naujų technologijų“(IST-FET). Matthiasas Stevensas yra Flandrijos mokslinių tyrimų fondo (Aspirant van het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen) asistentas.