JP5946039B2 - Noise monitoring system - Google Patents
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Description
本発明は、主として建設工事現場での騒音監視に用いられる騒音監視システムに関する。 The present invention relates to a noise monitoring system mainly used for noise monitoring at a construction site.
建設工事が行なわれる現場では、ブルドーザ、トラクターショベル、バックホウなどの各種建設工事用機械が敷地内で稼働しており、それらの作動音をはじめとしたさまざまな発生音が周囲に伝播するが、何らの措置も講じない場合、上述の発生音が周囲に伝播して騒音となり、近隣住民に不測の健康被害あるいは生活被害を及ぼすことが懸念される。 At construction sites, various construction machines such as bulldozers, tractor excavators, and backhoes are operating on the premises, and various generated sounds including their operating noise propagate to the surroundings. If this measure is not taken, there is a concern that the above-mentioned generated sound will propagate to the surroundings and become noise, causing unexpected health damage or living damage to neighboring residents.
そのため、建設工事に伴う騒音については騒音規制法に基づく規制が行われており、目標値を適宜設定するなどして、敷地内の建設工事による騒音が敷地境界において規制基準を上回らないようにしなければならない。 For this reason, noise related to construction work is regulated based on the Noise Regulation Law, and noises due to construction work on the site must not exceed the regulation standards at the site boundary by setting target values as appropriate. I must.
かかる状況下、建設工事に伴う騒音を監視すべく、従来からさまざまな技術開発が行われているが、目標値を越えたときに建設工事用機械を停止するなどの措置を取るためには、音源の位置を特定する必要があり、そのためには音源から伝播する音の到来方向を把握することが重要となる。 Under such circumstances, various technological developments have been conducted in the past to monitor noise associated with construction work.To take measures such as stopping construction machines when the target value is exceeded, It is necessary to specify the position of the sound source, and in order to do so, it is important to grasp the direction of arrival of the sound propagating from the sound source.
ここで、媒体中を伝播する音は、音圧及び粒子速度がその物理量であって、それらの積は伝播方向に沿って単位時間あたりに単位面積を流れるエネルギーに相当するため、この音響エネルギー、すなわち音響インテンシティを計測することができれば、それがベクトル量であることから音の到来角度を含めた音場の把握が可能となる。 Here, the sound propagating through the medium has its sound pressure and particle velocity as physical quantities, and their product corresponds to energy flowing in a unit area per unit time along the propagation direction. That is, if the sound intensity can be measured, since it is a vector quantity, it is possible to grasp the sound field including the sound arrival angle.
音響インテンシティの計測は旧来から試みられているが、粒子速度を正確に計測することが難しいため、音波の運動方程式において慣性力と弾性力が等しいことを利用し、所定方向に沿って離間する2地点の音圧の差分から粒子速度を求めた上、該粒子速度を音圧(2地点の平均値)に乗じて時間平均をとることにより音響インテンシティを近似的に求める、いわゆる2マイクロホン法(p−p法)が音響インテンシティを求めるための代表的な算出法となっている(特許文献1〜3、非特許文献1)。
Sound intensity measurement has been tried for a long time, but since it is difficult to measure the particle velocity accurately, it is separated along a predetermined direction using the fact that the inertial force and elastic force are equal in the equation of motion of sound waves. The so-called two-microphone method in which the particle velocity is obtained from the difference between the sound pressures at two points, and the sound intensity is approximately obtained by multiplying the particle velocity by the sound pressure (average value at two points) and taking the time average. (Pp method) is a typical calculation method for obtaining sound intensity (
しかしながら、p−p法では、その算出にマイクロホン間の離間寸法が必要になるため、マイクロホンを正確に設置することが要求されるとともに、低周波域ではマイクロホン間の離間寸法が大きくなって装置が大型化するため、建設現場への適用にはおのずと限度があるという問題を生じていた。 However, in the pp method, the distance between the microphones is required for the calculation, so that it is required to accurately install the microphones, and the distance between the microphones becomes large in the low frequency range, and the apparatus is Due to the increase in size, there was a problem that there was a limit to the application to construction sites.
一方、無指向性マイクロホンを用いたp−p法とは異なり、指向性を有するマイクロホンを用いたc−c法と呼ばれる音響インテンシティ算出法が研究開発されており、同算出法によれば、対象周波数に応じてマイクロホンの離間寸法を調整する必要がないため、小型化による用途拡大が可能となり、建設工事現場をはじめ、その普及が大いに期待されている(特許文献4〜6,非特許文献2,3)。 On the other hand, unlike the pp method using an omnidirectional microphone, an acoustic intensity calculation method called a cc method using a directional microphone has been researched and developed. Since there is no need to adjust the distance between the microphones according to the target frequency, it is possible to expand the application by downsizing, and it is expected to spread widely in construction sites (Patent Documents 4 to 6, Non-Patent Documents). 2, 3).
しかしながら、騒音規制法に基づく騒音監視は、計量法で定められた法定計量器、すなわち検定に合格した騒音計を用いる必要があるため、指向性を有するマイクロホンを用いたc−c法では、騒音規制法に基づいた騒音監視が難しいという問題を生じていた。 However, noise monitoring based on the Noise Regulation Law requires the use of a legal measuring instrument stipulated by the Measurement Law, that is, a sound level meter that has passed the verification. Therefore, in the cc method using a microphone having directivity, There was a problem that it was difficult to monitor noise based on the regulation law.
また、建設工事による騒音を監視するには、騒音が建設工事の敷地内における発生音に起因するのか、それとも建設工事とは関係のない敷地外での発生音に起因するのかを区別する必要があるところ、騒音計で計測された騒音値は、敷地内外におけるさまざまな発生音が反映されたものとなる。 In addition, in order to monitor noise caused by construction work, it is necessary to distinguish whether the noise is caused by sound generated on the site of construction work or sound generated outside the site that is not related to construction work. At some point, the noise level measured by the sound level meter reflects various generated sounds inside and outside the site.
そのため、騒音計による騒音監視を行う体制を採用したとしても、計測された騒音レベルが目標値を上回ったときに騒音の原因が敷地内にあるのか敷地外にあるのかを区別することができず、結果として作業員による長時間の現場監視体制を余儀なくされるという問題を生じていた。 For this reason, even if a noise monitoring system using a sound level meter is adopted, when the measured noise level exceeds the target value, it cannot be distinguished whether the cause of the noise is on the premises or off the premises. As a result, there has been a problem that a long-time on-site monitoring system is required by workers.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、小型化を可能にしつつ騒音規制法に基づいた騒音監視が可能でありかつ騒音レベルが目標値を上回ったときに騒音の原因が敷地内にあるのか敷地外にあるのかを特定することができる騒音監視システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and enables noise monitoring based on the Noise Regulation Law while enabling downsizing, and causes the noise when the noise level exceeds a target value. It is an object to provide a noise monitoring system that can identify whether it is inside or outside the site.
上記目的を達成するため、本発明に係る騒音監視システムは請求項1に記載したように、指向性を有するマイクロホンを最大感度方向が互いに逆方向を向くように配置してなる複数組のマイクロホン対で構成され該各マイクロホン対を互いに平行でない複数の軸線に沿ってかつそれらの原点を挟むようにそれぞれ配置した音圧計測手段と、
前記各マイクロホンの近傍に配置され発生音の音圧を騒音レベルとして計測する騒音計測手段と、
該騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性と実質同一の周波数重み特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする聴感補正回路が設けられたフィルタ部と、
該フィルタ部からの出力データを用いて前記発生音の到来角度を算出するように構成した到来角度算出部と、
該到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて所定時間幅における前記発生音の到来数を到来角度ごとに計数する到来頻度計数部と、
該到来頻度計数部で得られた到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を算出するとともに、該影響率及び前記騒音レベルを用いて所定角度範囲内の発生音に起因する騒音指標を角度別騒音レベルとして評価する騒音評価部とを備えたものである。
In order to achieve the above object, a noise monitoring system according to the present invention, as set forth in
A noise measuring means arranged in the vicinity of each microphone for measuring the sound pressure of the generated sound as a noise level;
A filter unit provided with an auditory correction circuit that filters the measurement value of each microphone with a frequency weighting characteristic substantially the same as the frequency weighting characteristic built in the noise measuring means;
An arrival angle calculation unit configured to calculate an arrival angle of the generated sound using output data from the filter unit;
An arrival frequency counting unit that counts the number of arrivals of the generated sound in a predetermined time width for each arrival angle using the arrival angle data obtained by the arrival angle calculation unit;
Dividing the number of arrivals for each arrival angle obtained by the arrival frequency counting unit by the sum of all directions to calculate the influence rate for each arrival angle, and using the influence rate and the noise level, And a noise evaluation unit that evaluates a noise index caused by the generated sound as a noise level for each angle.
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記騒音レベルをL、前記所定角度範囲にわたる前記影響率の総和をCTとしたとき、前記角度別騒音レベルがLTとして、次式、
LT=L+10・logCT (1)
から算出されるように前記騒音評価部を構成したものである。
Further, in the noise monitoring system according to the present invention, when the noise level is L and the sum of the influence rates over the predetermined angle range is C T , the angle-specific noise level is L T ,
L T = L + 10 · logC T (1)
The noise evaluation unit is configured to be calculated from
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記複数組のマイクロホン対を2組又は3組のマイクロホン対とするとともに、前記複数の軸線を互いに直交する2又は3の軸線としたものである。 In the noise monitoring system according to the present invention, the plurality of sets of microphones are set to two or three sets of microphones, and the plurality of axes are set to two or three axes orthogonal to each other.
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記到来角度算出部を、前記発生音のエネルギーの大きさが該発生音ごとのエネルギー値として算出されるように構成するとともに、前記到来頻度計数部を、前記発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように構成したものである。 Further, in the noise monitoring system according to the present invention, the arrival angle calculation unit is configured such that the magnitude of energy of the generated sound is calculated as an energy value for each generated sound, and the arrival frequency counting unit is The number of arrivals of the generated sound is weighted by the energy value of the generated sound.
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記音圧計測手段及び前記騒音計測手段を建設工事が行われる敷地の境界近傍に設置するとともに、該敷地を見渡す角度範囲を前記所定角度範囲として前記角度別騒音レベルが算出されるように前記騒音評価部を構成し、該角度別騒音レベルを敷地内騒音レベルとしたものである。 The noise monitoring system according to the present invention is configured such that the sound pressure measuring unit and the noise measuring unit are installed near a boundary of a site where construction work is performed, and an angle range overlooking the site is the predetermined angle range. The noise evaluation unit is configured so that another noise level is calculated, and the angle-specific noise level is used as a site noise level.
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記敷地内の建設工事用機械の種類に応じた周波数特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする重機選別回路を前記フィルタ部に設けるとともに、前記敷地内騒音レベルを重機別敷地内騒音レベルとした設けたものである。 Further, the noise monitoring system according to the present invention is provided with a heavy machine selection circuit for filtering the measurement value by each microphone with a frequency characteristic according to the type of construction work machine in the site, in the filter unit, The noise level is set as the noise level in the heavy equipment separate site.
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記敷地内騒音レベル又は前記重機別敷地内騒音レベルの大きさを予め定められた目標値と比較し該敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルが前記目標値を上回ったときに警報データを作成する警報作成部と、該警報作成部で作成された警報データを出力する警報出力部とを備えたものである。 Further, the noise monitoring system according to the present invention compares the level of the site noise level or the level of noise level by site of heavy machinery with a predetermined target value, and the level of noise level by site or level of noise level by site of heavy machinery is determined. An alarm generation unit that generates alarm data when the target value is exceeded, and an alarm output unit that outputs the alarm data generated by the alarm generation unit.
また、本発明に係る騒音監視システムは、前記警報出力部を前記敷地内で稼働する建設工事用機械に設けたものである。 In the noise monitoring system according to the present invention, the alarm output unit is provided in a construction machine that operates in the site.
音響インテンシティ算出方法のうち、c−c法であれば、対象周波数に関わらず、マイクロホンの離間寸法を一定に保つことができるため、小型化が可能であって建設現場等に広く採用することができるものの、指向性マイクロホンは法定計量器に該当しないため、騒音規制法に則った騒音監視ができないことは上述した通りである。 Of the sound intensity calculation methods, the cc method can maintain the microphone separation dimension constant regardless of the target frequency, and can therefore be miniaturized and widely used in construction sites. However, as described above, since the directional microphone is not a legal measuring instrument, noise monitoring according to the noise regulation law cannot be performed.
本出願人は、c−c法を用いて騒音規制法に基づく騒音監視ができないかに着眼して研究開発を行った結果、発生音の到来角度をc−c法でリアルタイムに算出しつつ、発生音の到来数を到来角度ごとに一定の時間幅で算出し、次いで、算出された到来角度ごとの到来数に従って騒音計で計測された騒音レベルを所定の角度範囲に割り振るという新規な発明をなしたものである。 As a result of research and development focusing on whether noise monitoring based on the noise regulation law can be performed using the cc method, the present applicant calculated the arrival angle of the generated sound in real time using the cc method, A novel invention in which the number of generated sound arrivals is calculated with a certain time width for each arrival angle, and then the noise level measured by the sound level meter is allocated to a predetermined angle range according to the calculated arrival number for each arrival angle. It has been done.
すなわち、本発明における騒音監視システムにおいては、最大感度方向が互いに逆方向を向く複数組のマイクロホン対を複数の軸線に沿ってかつそれらの原点を挟むようにそれぞれ配置して音圧計測手段を構成した上、各マイクロホンで発生音の音圧を計測するとともに、各マイクロホンによる音圧計測とは別に、騒音計測手段で発生音の音圧を騒音レベルとして計測する。 That is, in the noise monitoring system according to the present invention, the sound pressure measuring means is configured by arranging a plurality of microphone pairs whose maximum sensitivity directions are opposite to each other along a plurality of axes and sandwiching their origins. In addition, the sound pressure of the generated sound is measured by each microphone, and the sound pressure of the generated sound is measured as a noise level by the noise measuring means separately from the sound pressure measurement by each microphone.
次に、各マイクロホンによる計測値を騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性と実質同一の周波数重み特性、例えば騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性がA特性であればA特性でフィルタリングした後、該計測値を用いて到来角度算出部で発生音の到来角度を算出する。 Next, the measured value by each microphone is filtered by the A characteristic if the frequency weight characteristic substantially the same as the frequency weight characteristic built in the noise measuring means, for example, the frequency weight characteristic built in the noise measuring means is an A characteristic. After that, the arrival angle of the generated sound is calculated by the arrival angle calculation unit using the measured value.
到来角度算出部においては、マイクロホン対で計測された音圧の差分値を記憶手段に予め格納された到来角度ごとのマイクロホン感度差に照合することで到来角度を推定するようにしてもよいし(特許文献4,5、非特許文献2)、マイクロホン対でそれぞれ計測された音圧の加算値及び差分値を乗じるか又は二乗音圧の差分値を計算し、次いで音響インピーダンスρc(ρ;空気密度、c;音速)で除することにより、該マイクロホン対の配置軸線に沿った音響インテンシティ成分を算出するとともに、別のマイクロホン対を用いて異なる軸線方向に沿った音響インテンシティ成分を同様に算出し、これら音響インテンシティのベクトル成分から到来角度を推定するようにしてもよい(特許文献4,6、非特許文献3)。
The arrival angle calculation unit may estimate the arrival angle by collating the difference value of the sound pressure measured by the microphone pair with the microphone sensitivity difference for each arrival angle stored in the storage unit in advance ( Patent Documents 4 and 5 and Non-Patent Document 2) Multiply the added value and difference value of the sound pressures measured by the microphone pair or calculate the difference value of the squared sound pressure, and then calculate the acoustic impedance ρc (ρ; air density) , C: velocity of sound) to calculate the sound intensity component along the arrangement axis of the microphone pair, and similarly calculate the sound intensity component along different axis directions using another microphone pair. Then, the arrival angle may be estimated from the vector components of the sound intensity (
発生音の到来角度を算出するにあたっては、例えば0.1秒を時間幅Δtとし、該各時間幅Δtにおいて発生音を0.001秒間隔でサンプリングして、それぞれの到来角度を上述した推定方法で算出するようにすればよい。 In calculating the arrival angle of the generated sound, for example, 0.1 seconds is set as the time width Δt, the generated sound is sampled at intervals of 0.001 seconds in each time width Δt, and the respective arrival angles are estimated as described above. It may be calculated by
次に、上述した時間幅Δtにおける発生音の到来数を、到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて到来角度ごとに到来頻度計数部で計数する。 Next, the arrival frequency counting unit counts the number of arrivals of the generated sound in the time width Δt described above for each arrival angle using the arrival angle data obtained by the arrival angle calculation unit.
到来角度ごとに計数を行うにあたっては、2次元平面であれば、全周360゜を例えば0゜〜10゜、10゜〜20゜・・・というように10゜ずつに分割し、それらの角度幅ごとに発生音の到来数を計数し、3次元空間で把握するのであれば、例えば上述の2次元平面に直交する別の2次元平面について同様に発生音の到来数を計数すればよい。 When counting for each angle of arrival, if it is a two-dimensional plane, 360 ° of the entire circumference is divided into 10 °, for example, 0 ° to 10 °, 10 ° to 20 °, and so on. If the number of generated sound arrivals is counted for each width and grasped in a three-dimensional space, for example, the number of generated sound arrivals may be similarly counted for another two-dimensional plane orthogonal to the above-described two-dimensional plane.
次に、到来頻度計数部で得られた到来角度θごとの到来数をN(θ)、それらのθに関する総和をΣN(θ)としたとき、次式、
C(θ)=N(θ)/ΣN(θ) (2)
により、C(θ)を算出する。ここで、C(θ)は、
0≦C(θ)≦1
である。
Next, when the number of arrivals for each arrival angle θ obtained by the arrival frequency counting unit is N (θ) and the total sum related to θ is ΣN (θ),
C (θ) = N (θ) / ΣN (θ) (2)
To calculate C (θ). Where C (θ) is
0 ≦ C (θ) ≦ 1
It is.
C(θ)は、到来角度θごとの発生音の到来数N(θ)をそれらの総和ΣN(θ)で除したものであって、全方位からの発生音の到来頻度に対する到来角度θごとの到来頻度の比率であり、以下、C(θ)を影響率と呼ぶ。なお、θは、演算処理の便宜上、上述したように、0゜〜10゜、10゜〜20゜・・・というように一定幅を持つ値として取り扱うことが想定されるが、騒音源の位置が変化せず到来角度が一定であるような場合においては、実質的に幅を持たない値として取り扱われることも包摂される。 C (θ) is obtained by dividing the number of arrivals N (θ) of the generated sound for each arrival angle θ by the sum ΣN (θ), and for each arrival angle θ with respect to the arrival frequency of the generated sound from all directions. In the following, C (θ) is referred to as an influence rate. Note that θ is assumed to be handled as a value having a certain width such as 0 ° to 10 °, 10 ° to 20 °, etc. as described above for convenience of calculation processing. In the case where the angle of arrival does not change and the angle of arrival is constant, it is also included that it is treated as a value having substantially no width.
影響率C(θ)は、上述したように全方位からの発生音の到来頻度に対する到来角度θごとの到来頻度の比率として定義されたものであるので、C(θ)を用いて騒音レベルを割り振ることにより、所定角度範囲からの発生音に起因する騒音指標を評価することができる。 The influence rate C (θ) is defined as the ratio of the arrival frequency for each angle of arrival θ with respect to the arrival frequency of the sound generated from all directions as described above. Therefore, the noise level is calculated using C (θ). By allocating, it is possible to evaluate a noise index caused by sound generated from a predetermined angle range.
例えば、角度範囲θ1〜θ2におけるC(θ)の総和ΣC(θ)(θ=θ1〜θ2)をCTとすると、全方位から到来する発生音のエネルギーを便宜的にEと定めてこれにCTを乗じた場合、その乗算結果は、所定角度範囲θ1〜θ2から到来した発生音のエネルギーETと考えることができる。すなわち、
ET=E・CT (3)
ここで、発生音のエネルギーの基準値をE0とした場合、
ET/E0=E/E0・CT
となるので、両辺の常用対数をとって10を乗じると、
10・log(ET/E0)=10・log(E/E0)+10・logCT (4)
となる。
For example, if C T is the sum of C (θ) in the angle range θ 1 to θ 2 , C (θ) (θ = θ 1 to θ 2 ), the energy of the generated sound coming from all directions is expressed as E for convenience. When this is determined and multiplied by C T , the multiplication result can be considered as the energy E T of the generated sound coming from the predetermined angle range θ 1 to θ 2 . That is,
E T = E · C T (3)
Here, when the reference value of the energy of the generated sound is E 0 ,
E T / E 0 = E / E 0 · C T
So, taking the common logarithm of both sides and multiplying by 10,
10 · log (E T / E 0 ) = 10 · log (E / E 0 ) + 10 · log C T (4)
It becomes.
一方、騒音レベルは、音圧の二乗、あるいは音のエネルギーをデシベル表示したものであって、(4)式の右辺第1項はこの騒音レベルに相当するため、これを騒音レベルL、左辺をLTとおけば、
LT=L+10・logCT (1)
となる。
On the other hand, the noise level is the square of the sound pressure or the sound energy expressed in decibels. The first term on the right side of the equation (4) corresponds to this noise level. if you put the L T,
L T = L + 10 · logC T (1)
It becomes.
ここで、(1)式の右辺第2項がゼロ又は負の値をとることから、LTは、騒音レベルLよりも小さな値であって、所定の角度範囲からの発生音に起因する騒音指標であると考えることができる。 Here, since taking (1) of the second term on the right side is zero or a negative value, L T is a value smaller than the noise level L, the noise caused by the sound generated from the predetermined angle range It can be considered an indicator.
従来技術における騒音レベルは、無指向性のマイクロホンを用いて発生音を全方位で計測することを前提とした騒音指標であって、到来角度の違いに応じて騒音を把握できるものではない。それに対し、本発明においては、全方位からの発生音の到来頻度に対する到来角度θごとの到来頻度の比率を算出し、これを影響率C(θ)と定義した上、該影響率又は所定の角度範囲θ1〜θ2におけるC(θ)の総和CTを用いて例えば(1)式の演算を行うことにより、全方位である騒音レベルLを角度範囲ごとの騒音指標LTに割り振ることが可能となる。 The noise level in the prior art is a noise index based on the premise that the generated sound is measured in all directions using an omnidirectional microphone, and the noise cannot be grasped according to the difference in the arrival angle. On the other hand, in the present invention, the ratio of the arrival frequency for each angle of arrival θ with respect to the arrival frequency of the sound generated from all directions is calculated, and this is defined as the influence rate C (θ). by performing in example (1) calculation of the equation using the sum C T of C (theta) in the angular range theta 1 through? 2, to allocate the noise level L is omnidirectional in noise indices L T for each angular range Is possible.
なお、所定の角度範囲からの発生音に起因する騒音指標は従来技術には存在しないため、以下、LTを角度別騒音レベルと呼び、全方位である騒音レベルLとは区別することにする。 Since the noise indices due to sound generated from the predetermined angle range is not present in the prior art, hereinafter referred to L T and each angle noise level, to be distinguished from the noise level L is omnidirectional .
具体的には例えば、全周360゜を36゜で10分割し、0゜〜36゜の角度範囲においてΔtの間に到来する発生音の到来数を50、それ以外の角度範囲における到来数をそれぞれ5.55とした場合、到来角度ごとの到来数の総和、すなわち全方位からの到来数は約100となるので、0゜〜36゜の角度範囲における角度別騒音レベルLTは、
LT=L+10・log(50/100)≒L−3
他の9つの角度範囲から到来する発生音が影響を及ぼす角度別騒音レベルLTはそれぞれ、
LT=L+10・log(5.55/100)≒L−12.6
となり、角度別騒音レベルLTは、騒音レベルLよりもそれぞれ約3dBあるいは約12.6dBだけ小さくなる。
Specifically, for example, 360 ° of the entire circumference is divided by 10 at 36 °, the number of arrivals of generated sound arriving during Δt in the angle range of 0 ° to 36 ° is 50, and the number of arrivals in other angle ranges is If a respective 5.55, incoming number for each arrival angle sum, that is, the incoming number is about 100 from all directions, 0 ° to 36 ° angle by the noise level in the angular range L T is
L T = L + 10 · log (50/100) ≈L−3
Each nine other generated sound coming from angle range affects each angle noise level L T,
L T = L + 10 · log (5.55 / 100) ≈L−12.6
Next, each angle noise level L T is reduced by about 3dB or about 12.6dB, respectively than the noise level L.
したがって、騒音監視エリア、例えば建設工事が行われる敷地が計測地点から見て0゜〜36゜の角度範囲に含まれるのであれば、騒音レベルLを用いて騒音監視を行うのではなく、該騒音レベルよりも3dB低い角度別騒音レベルLTを用いて騒音監視を行えば足りる。 Therefore, if the noise monitoring area, for example, the site where the construction work is performed is included in the angle range of 0 ° to 36 ° when viewed from the measurement point, the noise level L is not monitored but the noise is not monitored. sufficiently performed noise monitored using 3dB lower angle different noise levels L T than the level.
このように、本発明に係る騒音監視システムによれば、騒音計で計測された騒音レベルが、到来角度ごとの影響率に応じて所定角度範囲ごとに角度別騒音レベルとして割り振られるため、監視対象エリアからの発生音に起因する騒音だけが監視対象になるとともに、監視対象エリア以外からの発生音、例えば周辺道路を走行する自動車からの騒音が監視対象から除外されることとなり、かくして全方位の発生音が反映されてなる騒音レベルを用いていた従来に比べ、各段に合理的な騒音監視が可能となる。 As described above, according to the noise monitoring system of the present invention, the noise level measured by the sound level meter is allocated as the noise level for each predetermined angle range according to the influence rate for each angle of arrival. Only the noise caused by the sound generated from the area will be monitored, and the sound generated from other than the monitored area, for example, noise from cars traveling on the surrounding roads will be excluded from the monitoring target. Compared to the conventional case where the noise level reflecting the generated sound is used, it is possible to monitor the noise more rationally at each stage.
騒音レベルは、従来技術においては、周波数重み特性のうち、A特性でフィルタリングされた音圧レベルを意味するが、本願発明では、A特性に限らず、聴感補正のための他の周波数重み特性も包摂されるとともに、角度別騒音レベルをはじめ、後述する敷地内騒音レベルや敷地外騒音レベルも同様とする。 In the prior art, the noise level means a sound pressure level filtered by the A characteristic among the frequency weighting characteristics. However, in the present invention, not only the A characteristic but also other frequency weighting characteristics for audibility correction are included. In addition to being included, the same applies to the noise level for each angle, as well as the noise level inside the site and the noise level outside the site, which will be described later.
音圧計測手段は、複数組のマイクロホン対を、2組又は3組のマイクロホン対とするとともに、複数の軸線を、互いに直交する2又は3の軸線とした構成が主として想定されるが、2次元平面、例えば水平面で発生音の到来角度を近似的に把握すれば足りるのであれば、該水平面内で2方向に延びる2つの軸線に沿って2組のマイクロホン対をそれぞれ設置するようにしてもかまわない。また、音響インテンシティのベクトル成分から到来角度を推定するにあたり、複数の軸線が必ずしも直交している必要はなく、例えば正四面体の中心から4つの頂点に向けてそれぞれ延びる4本の軸線に沿って4組のマイクロホン対をそれぞれ設置することで、三次元空間における到来角度の把握が可能である。 The sound pressure measuring means is mainly assumed to have a configuration in which a plurality of microphone pairs are two or three microphone pairs and a plurality of axes are two or three axes orthogonal to each other. If it is sufficient to approximately grasp the angle of arrival of the generated sound on a plane, for example, a horizontal plane, two pairs of microphones may be installed along two axes extending in two directions in the horizontal plane. Absent. Further, in estimating the arrival angle from the vector component of the sound intensity, the plurality of axes do not necessarily have to be orthogonal, for example, along the four axes that respectively extend from the center of the regular tetrahedron toward the four vertices. By installing four pairs of microphones, it is possible to grasp the angle of arrival in a three-dimensional space.
マイクロホンは、カーディオイド、スーパーカーディオイド、ハイパーカーディオイドといった指向性を有するものとし、騒音計測手段は、検定を受けた騒音計で構成するものとする。 The microphone has a directivity such as a cardioid, a super cardioid, and a hyper cardioid, and the noise measuring means is composed of a certified sound level meter.
到来頻度計数部は、発生音の到来数が到来角度ごとに計数される限り、その構成は任意であって、例えば発生音が到来するたびに単純にその回数をカウントするようにしてもかまわないが、前記到来角度算出部を、前記発生音のエネルギーの大きさが該発生音ごとのエネルギー値として算出されるように構成するとともに、前記到来頻度計数部を、前記発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように構成したならば、影響率や角度別騒音レベルについても発生音のエネルギー値で重み付けされた形で算出されるため、騒音への影響がより支配的な発生音を主体として騒音監視を行うことが可能となる。 As long as the arrival frequency of the generated sound is counted for each arrival angle, the configuration of the arrival frequency counting unit is arbitrary. For example, each time the generated sound arrives, the frequency may be simply counted. Is configured so that the magnitude of the energy of the generated sound is calculated as an energy value for each of the generated sounds, and the arrival frequency counting unit is configured so that the number of arrivals of the generated sounds is If it is configured to be weighted by the energy value of the generated sound, the influence rate and noise level by angle are also calculated in a form weighted by the energy value of the generated sound, so the influence on the noise is more dominant. It becomes possible to perform noise monitoring mainly on the generated sound.
本発明に係る騒音監視システムは、監視対象となる発生音が監視対象外の発生音と合成された状態で騒音レベルとして計測されるがゆえに監視対象について適切な騒音対策を講じることができないすべての状況に適用することが可能であり、例えば騒音規制法が規制の対象としている金属加工機械、圧縮機、織機、印刷機といった製造機械が設置された生産施設や、さまざまな建設工事現場に適用することができる。 In the noise monitoring system according to the present invention, since the sound to be monitored is measured as the noise level in a state where the sound to be monitored is synthesized with the sound not to be monitored, it is not possible to take appropriate noise countermeasures for the monitoring target. It can be applied to the situation, for example, it is applied to production facilities where manufacturing machines such as metal processing machines, compressors, looms, and printing machines, which are subject to regulation by the Noise Regulation Law, are installed, and various construction sites be able to.
本発明に係る騒音監視システムを建設工事現場に適用するにあたり、音圧計測手段及び騒音計測手段を建設工事が行われる敷地内の任意箇所に設置するようにしてもかまわないし、角度別騒音レベルを算出する際の所定角度範囲を任意に設定してかまわないが、前記音圧計測手段及び前記騒音計測手段を建設工事が行われる敷地の境界近傍に設置するとともに、該敷地を見渡す角度範囲が前記所定角度範囲となるように前記騒音評価部を構成したならば、騒音レベルが、敷地内で発生する発生音に起因する角度別騒音レベル(以下、敷地内騒音レベル)と敷地外で発生する発生音に起因する角度別騒音レベル(以下、敷地外騒音レベル)の2つに割り振られることとなり、かくして騒音対策をより効率的に行うことが可能となる。 When the noise monitoring system according to the present invention is applied to a construction site, the sound pressure measuring means and the noise measuring means may be installed at arbitrary locations within the site where the construction work is performed. Although the predetermined angle range for calculation may be arbitrarily set, the sound pressure measuring means and the noise measuring means are installed in the vicinity of the boundary of the site where the construction work is performed, and the angle range overlooking the site is If the noise evaluation unit is configured so as to be within a predetermined angle range, the noise level is the noise level by angle (hereinafter referred to as site noise level) caused by the sound generated inside the site and the occurrence occurring outside the site. The noise level is assigned to two noise levels (hereinafter referred to as off-site noise levels) caused by sound, and thus noise countermeasures can be performed more efficiently.
具体的には、例えば敷地が長方形であってその隅部近傍に音圧計測手段を設置するのであれば所定角度範囲を90゜とし、同じく長手側又は短手側縁部近傍に設置するのであれば180゜と設定することができる。 Specifically, for example, if the site is rectangular and the sound pressure measuring means is installed near the corner, the predetermined angle range is 90 °, and it is also installed near the long side or short side edge. 180 degrees can be set.
ここで、前記敷地内の建設工事用機械の種類に応じた周波数特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする重機選別回路を前記フィルタ部に設けるようにしたならば、算出された敷地内騒音レベルがどの建設工事用機械に起因するのかを容易に特定することが可能となる。以下、特定の建設工事用機械に対応した敷地内騒音レベルを、特に重機別敷地内騒音レベルと呼ぶ。 Here, if the filter unit is provided with a heavy equipment selection circuit that filters the measurement values by the microphones with frequency characteristics according to the type of construction machine on the site, the calculated noise level in the site is calculated. It is possible to easily identify which construction machine is caused by. Hereinafter, the site noise level corresponding to a specific construction machine is referred to as the heavy machinery specific site noise level.
なお、重機別敷地内騒音レベルは、聴感補正のための周波数重み特性に加え、重機を選別するための周波数重み特性でフィルタリングされた新規な騒音指標であって、A特性で聴感補正された従来の騒音レベルとは異なるものである。 The noise level in each heavy equipment site is a new noise index filtered by the frequency weighting characteristic for selecting heavy equipment in addition to the frequency weighting characteristic for auditory correction, and is conventionally corrected by the A characteristic. The noise level is different.
重機選別回路は、複数の建設工事用機械に対応するように構成するとともに、どの建設工事用機械に対応したフィルタリングを行うのかを切換自在に構成しておき、さらには建設工事用機械に対応した周波数フィルタリングを行うかどうかについても切換自在に構成しておくのが望ましい。 The heavy equipment sorting circuit is configured to correspond to a plurality of construction machines, and is configured to be switchable to which construction machine is to be filtered, and further adapted to construction machines. It is desirable that the frequency filtering should be switchable.
上述した手順で算出された敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルをどのように騒音監視で用いるのかは任意であり、例えば終日にわたって算出された敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルに基づいて適切な騒音対策を検討した後、該騒音対策を翌日の施工作業に反映させるようにしてもかまわないが、前記敷地内騒音レベル又は前記重機別敷地内騒音レベルの大きさを予め定められた目標値と比較し該敷地内騒音レベル又は重機別敷地内騒音レベルが前記目標値を上回ったときに警報データを作成する警報作成部と、該警報作成部で作成された警報データを出力する警報出力部とを備えるようにしたならば、騒音対策をリアルタイムに講じることが可能となる。 It is arbitrary how the noise level in the site calculated by the above-mentioned procedure or the noise level in the site classified by heavy machinery is used for noise monitoring. After considering appropriate noise countermeasures based on this, the noise countermeasures may be reflected in the construction work on the next day. An alarm creation unit that creates alarm data when the noise level in the site or the noise level in each heavy machinery exceeds the target value, and the alarm data created by the alarm creation unit is output. If an alarm output unit is provided, noise countermeasures can be taken in real time.
ここで、警報出力部をどのような構成でどこに設置するかは任意であって、例えば工事事務所に設置したコンピュータに画面表示させるようにしておき、警報が出力されたときに工事事務所から建設工事用機械のオペレータに連絡を入れる方法も採用可能であるが、警報出力部を敷地内で稼働する建設工事用機械に設けるようにしたならば、騒音対策の即時性をさらに高めることが可能となる。この場合、警報出力部は、例えば運転席に設置された携帯情報端末を用いて構成することができる。 Here, the configuration and location of the alarm output unit is arbitrary. For example, the screen is displayed on a computer installed in the construction office. Although it is possible to contact the construction machine operator, it is possible to further improve the immediateness of noise countermeasures if the alarm output unit is installed on the construction machine that operates on the premises. It becomes. In this case, the alarm output unit can be configured using, for example, a portable information terminal installed in the driver's seat.
以下、本発明に係る騒音監視システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a noise monitoring system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る騒音監視システムを示した全体ブロック図及び敷地配置図である。同図でわかるように、本実施形態に係る騒音監視システム1は、建設工事が行われる敷地2で稼働する建設工事用機械3の騒音対策に適用されたものであって、敷地2の境界近傍であって該敷地と一般道路4との間に配置される子機11に設けられた音圧計測手段としてのc−cマイク12及び騒音計測手段としての騒音計13と、敷地2内に立設された工事事務所6に配置される親機21に設けられた演算処理部22と、敷地2内で稼働する建設工事用機械3に設置される孫機31に設けられた警報出力部32とを備える。
FIG. 1 is an overall block diagram and a site layout diagram showing a noise monitoring system according to the present embodiment. As can be seen from the figure, the
c−cマイク12は図2に示すように、指向性を有する6つのマイクロホン12a〜12fで構成してあるとともに、それらのうち、マイクロホン12a,12b、マイクロホン12c,12d及びマイクロホン12e,12fをそれぞれ最大感度方向が互いに逆方向を向くように、すなわち0゜と180゜を向くように配置して3組のマイクロホン対とし、該各マイクロホン対を互いに直交する3つの軸線、すなわちx,y,z軸に沿ってかつそれらの原点を挟むようにそれぞれ配置してあり、子機11の周囲で発生した音(以下、発生音)の音圧を各マイクロホン12a〜12fで計測するようになっている。マイクロホン12a〜12fは、それぞれカーディオイド指向特性を持つマイクロホンで構成することができる。
As shown in FIG. 2, the
騒音計13は、発生音の音圧を騒音レベルとして計測するものであり、検定に合格済の市販騒音計から適宜選択すればよい。なお、騒音計13には、環境騒音の測定で広く採用されているA特性を周波数重み特性としたフィルタ回路が内蔵されているものとする。
The
c−cマイク12及び騒音計13は、c−cマイク12で計測された音圧値を増幅するアンプ14,それをデジタルデータに変換するA/Dコンバータ15、騒音計13で計測された騒音レベルをデジタルデータに変換するA/Dコンバータ16及びA/Dコンバータ15,16の出力側に接続された送信部17とともに筐体(図示せず)の内部に設置してある。かかる筐体は、可搬性を有しかつ耐候性に配慮された構成とするのが望ましい。
The
一方、親機21は、子機11の送信部17から無線送信されてきた送信データを受信する受信部23とパソコン24と送信部27とで構成してあり、上述の演算処理部22は、パソコン24のCPU、内蔵ハードディスク、メモリーといったハードウェアと該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成してある。
On the other hand, the
パソコン24には、演算処理部22での演算処理に必要なデータを読み出し、あるいは演算処理された結果を記憶するための外付けのハードディスク25と、演算処理結果を表示するためのモニター26とを設けてある。
The
警報出力部32は、建設工事用機械3の運転席に取り付けられた携帯情報端末で構成してある。
The
演算処理部22は図3に示すように、受信部23を介して受信されたc−cマイク12による計測値をフィルタリングするフィルタ部41を備え、該フィルタ部には、騒音計13に内蔵された周波数重み特性と同じA特性でフィルタリングを行う聴感補正回路42を設けてある。
As shown in FIG. 3, the
演算処理部22はさらに、フィルタ部41からの出力データを用いて発生音の到来角度を算出する到来角度算出部44と、該到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて時間幅Δtにおける発生音の到来数を到来角度ごとに計数する到来頻度計数部45と、該到来頻度計数部で得られた到来角度ごとの到来数N(θ)と受信部23を介して送信されていた騒音計13による騒音レベルLとを用いて騒音を評価する騒音評価部46とを備える。
The
ここで、騒音評価部46は、到来角度ごとの到来数N(θ)を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率C(θ)を算出するとともに、該到来角度ごとの影響率C(θ)を用いて騒音レベルLを角度別騒音レベルに割り振るようになっており、本実施形態においては、敷地2内の任意位置から子機11のc−cマイク12に向かう方向に対応した角度範囲(子機11のc−cマイク12から敷地2を見渡す角度範囲)、すなわち図1(b)で右方向を0゜、反時計廻りを正方向とした座標系であれば、0゜〜180゜と180゜〜360゜をそれぞれ角度範囲として角度別騒音レベルがそれぞれ算出されるように構成してある。以下、0゜〜180゜を角度範囲とした角度別騒音レベルを敷地内騒音レベルLI、180゜〜360゜を角度範囲とした角度別騒音レベルを敷地外騒音レベルLOと呼ぶ。
Here, the
演算処理部22はさらに、敷地内騒音レベルLIの大きさを予め定められた目標値と比較し、該敷地内騒音レベルが目標値を上回ったときに警報データが作成されるよう構成してなる警報作成部47を備え、上述した警報出力部32は、該警報作成部で作成された警報データを出力するように構成してある。
本実施形態に係る騒音監視システム1を用いて敷地2内で稼働する建設工事用機械3に起因する騒音を監視するには、まず、騒音計13で発生音の音圧を騒音レベルとして計測する。
In order to monitor the noise caused by the construction machine 3 operating in the site 2 using the
発生音は図4(a)に示すように、敷地2内の建設工事用機械3に起因するものと一般道路4を走行する車両5に起因するものに大別されるが、騒音計13では、それらが合成された状態で全方位である騒音レベルとして計測される。 As shown in FIG. 4 (a), the generated sound is broadly divided into those caused by the construction machine 3 in the site 2 and those caused by the vehicle 5 traveling on the general road 4. , They are measured as noise levels in all directions in the synthesized state.
一方、騒音計13で騒音レベルの計測を行いながら、同時にc−cマイク12で発生音の音圧を計測する。なお、子機11は図4(a)に示すように、c−cマイク12のx軸が同図右方向を向くように設置してあるものとする。
On the other hand, while measuring the noise level with the
次に、各マイクロホン12a〜12fで計測された音圧値をFFT(図示せず)で周波数領域に変換してからフィルタ部41の聴感補正回路42でフィルタリングし、逆FFT(図示せず)で時間領域に戻した後、発生音の到来角度を到来角度算出部44で算出する。
Next, the sound pressure value measured by each of the
到来角度算出部44においては図4(b)に示すように、マイクロホン12a,12bからなるマイクロホン対で計測された音圧p1,p2からそれらの加算値と差分値とを算出し、次式、
(p1+p2)・(p1−p2) (3)
のようにそれらを乗じるか、又は、二乗音圧の差分値、
(p1 2−p2 2) (4)
をとり、次いで、次式、
(p1+p2)・(p1−p2)/ρc (5)
又は、
(p1 2−p2 2)/ρc (6)
で示すように、音響インピーダンスρc(ρ;空気密度、c;音速)で除することにより、該マイクロホン対の配置軸線、すなわちx軸に沿った音響インテンシティ成分Ixを算出する。
As shown in FIG. 4 (b), the arrival
(p 1 + p 2 ) ・ (p 1 −p 2 ) (3)
Or multiply them by the squared sound pressure difference value,
(p 1 2 -p 2 2 ) (4)
And then:
(p 1 + p 2 ) · (p 1 −p 2 ) / ρc (5)
Or
(p 1 2 −p 2 2 ) / ρc (6)
As shown by, by dividing by acoustic impedance ρc (ρ; air density, c; sound velocity), an acoustic intensity component I x along the arrangement axis of the microphone pair, that is, the x axis is calculated.
同様に、マイクロホン12c,12dからなるマイクロホン対で計測された音圧を用いてy軸に沿った音響インテンシティ成分Iyを算出するとともに、マイクロホン12e,12fからなるマイクロホン対で計測された音圧を用いてz軸に沿った音響インテンシティ成分Izを算出する。
Similarly, the sound intensity component I y along the y-axis is calculated using the sound pressure measured by the microphone pair composed of the
次いで、音響インテンシティの各成分Ix,Iy,Izを用いて、到来角度θを同図(c)及び(d)に示すようにx−y平面での角度成分θxy及びx−z平面での角度成分θxzとして算出する。なお、y−z平面での角度成分θyzを用いてもかまわない。 Next, using the components I x , I y , and I z of the sound intensity, the arrival angle θ is converted into the angle components θ xy and x− on the xy plane as shown in FIGS. Calculated as the angle component θ xz in the z plane. Note that the angle component θ yz in the yz plane may be used.
発生音の到来角度θを算出するにあたっては、例えば0.1秒を時間幅Δtとし、該各時間幅Δtにおいて発生音を0.001秒間隔でサンプリングして、それぞれの到来角度θを上述した手順で算出する。 In calculating the arrival angle θ of the generated sound, for example, 0.1 seconds is set as the time width Δt, and the generated sound is sampled at intervals of 0.001 seconds in each time width Δt, and the respective arrival angles θ are described above. Calculate by procedure.
次に、上述した時間幅Δtにおける発生音の到来数を、到来角度算出部44で得られた到来角度データを用いて到来角度ごとに到来頻度計数部45で計数する。
Next, the arrival
到来角度ごとに計数を行うにあたっては、図5に示したように、全周360゜(同図では便宜上、左側の角度範囲を−180゜〜0゜とした)を例えば0゜〜10゜、10゜〜20゜・・・というように10゜ずつに分割し(横軸)、それらの角度範囲ごとに発生音の到来数N(θ)を計数する(縦軸)。 When counting for each angle of arrival, as shown in FIG. 5, the entire circumference is 360 ° (in the figure, for convenience, the left angle range is −180 ° to 0 °), for example, 0 ° to 10 °, It is divided into 10 ° increments of 10 ° to 20 ° (horizontal axis), and the number of generated sounds N (θ) is counted for each angular range (vertical axis).
なお、到来角度ごとの計数は、説明の便宜上、2次元平面で音場が把握されるものとして説明するが、3次元空間で到来角度ごとの計数を行う場合は、到来角度を立体角と考えて同様に処理すればよい。 Note that the counting for each angle of arrival will be described assuming that the sound field is grasped on a two-dimensional plane for convenience of explanation, but when counting for each angle of arrival in a three-dimensional space, the angle of arrival is considered as a solid angle. Can be processed in the same way.
次に、到来頻度計数部45で得られた到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を算出する。すなわち、到来角度ごとの到来数をN(θ)とすると、到来角度ごとの影響率C(θ)は、
C(θ)=N(θ)/ΣN(θ) (2)
ΣN(θ);到来角度θに関するN(θ)の総和
と表すことができる。
Next, the influence rate for each arrival angle is calculated by dividing the number of arrivals for each arrival angle obtained by the arrival
C (θ) = N (θ) / ΣN (θ) (2)
ΣN (θ): Sum of N (θ) with respect to angle of arrival θ
It can be expressed as.
次に、算出された影響率C(θ)を0゜〜180゜の角度範囲で総和してCIとする。ここで、CIは、図5においては、全体の面積に対する右側の面積の割合に相当する。 Next, the calculated influence rate C (θ) is summed in an angle range of 0 ° to 180 ° to obtain C I. Here, C I corresponds to the ratio of the area on the right side to the entire area in FIG.
次に、CIを次式、
LT=L+10・logCT (1)
のCTに代入し、0゜〜180゜を角度範囲とした角度別騒音レベル、すなわち敷地内騒音レベルLIを算出する。
Next, C I is expressed by the following equation:
L T = L + 10 · logC T (1)
Substituted into the C T, 0 ° to 180゜Wo angle range and angular-specific noise level, namely to calculate the on-site noise level L I.
具体例として、CIが0.7であったとすると、敷地内騒音レベルLIは(1)式から、
LI=L+10・log(0.7)
=L−1.6
となり、騒音レベルLよりも1.6dB低くなる。
As a specific example, if C I is 0.7, the in-site noise level L I can be calculated from equation (1):
L I = L + 10 · log (0.7)
= L-1.6
Becomes 1.6 dB lower than the noise level L.
したがって、敷地2で稼働する建設工事用機械3の騒音を監視するにあたっては、騒音レベルLではなく、該騒音レベルよりも1.6dB低い敷地内騒音レベルLIを用いればよい。 Therefore, when monitoring the noise of the construction machine 3 operating on the site 2, the site noise level L I lower by 1.6 dB than the noise level may be used instead of the noise level L.
ここで、騒音監視の際、敷地内騒音レベルLIを予め定められた目標値と比較し、該敷地内騒音レベルが目標値よりも低ければ、敷地2内における建設工事用機械3の運転をそのまま継続する。 Here, at the time of noise monitoring, the site noise level L I is compared with a predetermined target value, and if the site noise level is lower than the target value, the operation of the construction machine 3 on the site 2 is performed. Continue as it is.
一方、敷地内騒音レベルLIが目標値よりも高ければ、警報作成部47で警報データを作成し、該警報データを孫機31側で受信して警報出力部32に出力する。
On the other hand, if the in-site noise level L I is higher than the target value, the
警報出力部32は、孫機31を構成する携帯情報端末の画面に警報ボタンが点滅表示されるように若しくは警報色で表示されるように構成し、又は該携帯情報端末のスピーカーから警報アラームが鳴るように構成することが可能であり、警報作成部47で作成される警報データは、これら警報出力部32の構成に応じて適宜作成すればよい。
The
なお、必要であれば、180゜〜360゜の角度範囲で影響率C(θ)を総和してCOとし、上述したと同様の手順でCOを(1)式のCTに代入して、180゜〜360゜を角度範囲とした角度別騒音レベル、すなわち敷地外騒音レベルLOを算出するようにしてもかまわない。 Incidentally, if necessary, and C O by summing the fraction affected C (theta) at 180 ° to 360 ° angular range, and assigns the C T of C O a (1) in the same manner as described above Thus, the noise level by angle with the angle range of 180 ° to 360 °, that is, the off-site noise level L O may be calculated.
以上説明したように、本実施形態に係る騒音監視システム1によれば、騒音計13で計測された騒音レベルが、到来角度ごとの影響率C(θ)に応じて所定角度範囲ごとに角度別騒音レベルL(θ)として割り振られるため、騒音監視の対象は、すべての発生音が反映された騒音レベルではなく、角度別騒音レベル、すなわち監視対象からの発生音だけが反映された角度別騒音レベルとなる。
As described above, according to the
そのため、監視対象とは無関係な発生音の影響が排除されることとなり、かくしてより合理的な騒音監視を行うことが可能となる。 For this reason, the influence of the generated sound irrelevant to the monitoring target is eliminated, and thus more rational noise monitoring can be performed.
特に、本実施形態によれば、全周360゜を敷地2を見渡す角度範囲(0゜〜180゜)とそれ以外の角度範囲に分けた上、前者の角度範囲での影響率C(θ)を総和してCIとし、これを用いて敷地内騒音レベルLIを算出するようにしたので、敷地2内における発生音と敷地外である一般道路4における発生音とが計測地点である子機11から見た角度範囲で区別されることとなり、かくして騒音対策を適切かつ効率的に行うことが可能となる。 In particular, according to this embodiment, the entire circumference of 360 ° is divided into an angular range (0 ° to 180 °) overlooking the site 2 and other angular ranges, and the influence rate C (θ) in the former angular range. a C I to summing, because to calculate the on-site noise level L I using this, the child and the generated sound is measurement point in the general road 4 is a generated sound and off-site in the site 2 Therefore, the noise range can be appropriately and efficiently taken into consideration.
また、本実施形態に係る騒音監視システム1によれば、敷地内騒音レベルLIが目標値を上回った場合に警報作成部47で警報データを作成するとともに、該警報データを孫機31側で受信して警報出力部32に出力するようにしたので、敷地2内の建設工事用機械3に対する騒音対策をリアルタイムに講じることが可能となる。
In addition, according to the
本実施形態では特に言及しなかったが、聴感補正回路42に加えて、建設工事用機械3の種類に応じた発生音の周波数特性でフィルタリングを行う重機選別回路をフィルタ部41に設けるようにしてもよい。
Although not specifically mentioned in the present embodiment, in addition to the
重機選別回路は、ブルドーザ、トラクターショベル、バックホウといったさまざまな建設工事用機械の稼働による発生音を種類ごとに周波数分析して各重機に固有の発生音の周波数特性を調査した上、各重機からの発生音を選択的に通すことができるようにかつ互いに切換自在となるように構成する。各重機に固有の周波数特性は、一般乗用車や列車における走行音の周波数特性とも区別されているのが望ましい。 The heavy equipment sorting circuit investigates the frequency characteristics of the sound generated by each heavy machine by analyzing the frequency of the sound generated by the operation of various construction machines such as bulldozers, tractor excavators, and backhoes. The generated sound can be selectively passed and can be switched to each other. It is desirable that the frequency characteristic unique to each heavy machine is also distinguished from the frequency characteristic of running sound in a general passenger car or train.
かかる構成によれば、c−cマイク12で得られた計測値から特定の建設工事用機械に起因する計測値だけを取り出すことが可能となり、特定の建設工事用機械を対象とした騒音監視が可能となる。
According to such a configuration, it is possible to extract only the measurement value caused by a specific construction machine from the measurement value obtained by the
なお、上記変形例においては、特定の建設工事用機械を対象としたフィルタリングを行っている間に重機別敷地内騒音レベルが目標値を超えたとき、該建設工事用機械に設置された孫機31で警報データが受信されるように構成しておくのが望ましい。 In the above modification, when the noise level in the heavy equipment-specific site exceeds the target value while filtering for a specific construction machine, the grandchild machine installed in the construction machine It is desirable that the alarm data is received at 31.
具体的構成としては例えば、フィルタリングの対象となる重機情報をフィルタリングの切換動作と連動させる形で騒音評価部46でハードディスク25に記憶ておき、重機別敷地内騒音レベルが目標値を超えたと騒音評価部46で判定されたとき、ハードディスク25に記憶された重機情報を読み出して該重機情報を警報データに含めるように警報作成部47を構成するとともに、該警報データが、対象となる建設工事用機械の携帯情報端末に出力されるように警報出力部32を構成しておくことが考えられる。
As a specific configuration, for example, information on heavy equipment to be filtered is stored in the
また、本実施形態では、到来角度算出部44で得られた到来角度データを用いて発生音の到来数を到来角度ごとに到来頻度計数部45で計数する際、発生音が到来するたびに単純にその回数をカウントするようにしたが、これに代えて、発生音のエネルギーの大きさが該発生音のエネルギー値として算出されるように到来角度算出部を構成するとともに、発生音の到来数が該発生音のエネルギー値で重み付けされるように到来頻度計数部を構成してもよい。
Further, in the present embodiment, when the number of arrivals of the generated sound is counted by the arrival
すなわち、到来角度算出部においては、マイクロホン12a,12bからなるマイクロホン対で計測された音圧p1,p2から次式、
EP=(p1+p2)2
を演算することにより、発生音のエネルギーEPを算出する。
That is, in the arrival angle calculation unit, the following equation is obtained from the sound pressures p 1 and p 2 measured by the microphone pair including the
E P = (p 1 + p 2 ) 2
Is calculated to calculate the energy E P of the generated sound.
到来角度算出部で算出されたエネルギーEPは、必要に応じてハードディスクなどの記憶装置に適宜記憶させておけばよい。なお、マイクロホン12a,12bからなるマイクロホン対に代えて、マイクロホン12c,12dからなるマイクロホン対、あるいはマイクロホン12e,12fからなるマイクロホン対で計測された音圧を用いて発生音のエネルギーEPを算出するようにしてもかまわない。
The energy E P calculated by the arrival angle calculation unit may be appropriately stored in a storage device such as a hard disk as necessary. Instead of the microphone pair consisting of the
次に、上述した実施形態と同様、到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて発生音の到来数を到来角度ごとに到来頻度計数部で計数するが、単に「1」を累加していくのではなく、エネルギー値で重み付けされた回数を累加する。 Next, as in the above-described embodiment, the arrival frequency counting unit counts the number of arrivals of the generated sound for each arrival angle using the arrival angle data obtained by the arrival angle calculation unit, but simply increments “1”. Instead of accumulating, the number of times weighted by the energy value is accumulated.
すなわち、到来角度θに到来する発生音のうち、k番目(1≦k≦M)に到来する発生音のエネルギー値をEP(k)とすると、該到来角度における発生音の到来数N´(θ)を、次式、
N´(θ)=Σ(1・EP(k))(k=1,2,・・・M)
で算出する。
That is, if the energy value of the generated sound arriving at the kth (1 ≦ k ≦ M) among the generated sounds arriving at the arrival angle θ is E P (k), the number N ′ of generated sounds arriving at the arrival angle. (θ) is expressed by the following equation:
N ′ (θ) = Σ (1 · E P (k)) (k = 1, 2,... M)
Calculate with
かかる変形例によれば、発生音の到来数を計数する際に該発生音のエネルギーの大きさで到来数が重み付けされるため、影響率や角度別騒音レベルも発生音のエネルギーの大きさで重み付けされる、すなわち騒音への影響がより支配的となる発生音を用いて、影響率や角度別騒音レベルが算出されることとなり、かくして合理的な騒音監視が可能となる。 According to such a modification, when the number of arrivals of the generated sound is counted, the number of arrivals is weighted by the magnitude of the generated sound energy, and therefore the influence rate and the noise level by angle are also determined by the magnitude of the generated sound energy. By using the generated sound that is weighted, that is, the influence on the noise becomes more dominant, the influence rate and the noise level for each angle are calculated, thus making it possible to perform a reasonable noise monitoring.
また、上述した重み付けにより、発生音がさまざまな角度から到来する場合であっても、各発生音の到来角度を適切に把握ことが可能となる。 In addition, the weighting described above makes it possible to appropriately grasp the arrival angles of the generated sounds even when the generated sounds arrive from various angles.
1 騒音監視システム
2 敷地
3 建設工事用機械
11 子機
12 c−cマイク(音圧計測手段)
12a〜12f マイクロホン
13 騒音計(騒音計測手段)
21 親機
31 孫機
32 警報出力部
41 フィルタ部
42 聴感補正回路
44 到来角度算出部
45 到来頻度計数部
46 騒音評価部
47 警報作成部
DESCRIPTION OF
12a to
21
Claims (8)
前記各マイクロホンの近傍に配置され発生音の音圧を騒音レベルとして計測する騒音計測手段と、
該騒音計測手段に内蔵されている周波数重み特性と実質同一の周波数重み特性で前記各マイクロホンによる計測値をフィルタリングする聴感補正回路が設けられたフィルタ部と、
該フィルタ部からの出力データを用いて前記発生音の到来角度を算出するように構成した到来角度算出部と、
該到来角度算出部で得られた到来角度データを用いて所定時間幅における前記発生音の到来数を到来角度ごとに計数する到来頻度計数部と、
該到来頻度計数部で得られた到来角度ごとの到来数を全方位の総和で除して到来角度ごとの影響率を算出するとともに、該影響率及び前記騒音レベルを用いて所定角度範囲内の発生音に起因する騒音指標を角度別騒音レベルとして評価する騒音評価部とを備えたことを特徴とする騒音監視システム。 It is composed of a plurality of microphone pairs formed by arranging microphones having directivity so that the maximum sensitivity directions are opposite to each other, and each microphone pair is arranged along a plurality of axes that are not parallel to each other and sandwich their origins. Sound pressure measuring means respectively disposed in
A noise measuring means arranged in the vicinity of each microphone for measuring the sound pressure of the generated sound as a noise level;
A filter unit provided with an auditory correction circuit that filters the measurement value of each microphone with a frequency weighting characteristic substantially the same as the frequency weighting characteristic built in the noise measuring means;
An arrival angle calculation unit configured to calculate an arrival angle of the generated sound using output data from the filter unit;
An arrival frequency counting unit that counts the number of arrivals of the generated sound in a predetermined time width for each arrival angle using the arrival angle data obtained by the arrival angle calculation unit;
Dividing the number of arrivals for each arrival angle obtained by the arrival frequency counting unit by the sum of all directions to calculate the influence rate for each arrival angle, and using the influence rate and the noise level, A noise monitoring system comprising: a noise evaluation unit that evaluates a noise index caused by the generated sound as a noise level by angle.
LT=L+10・logCT (1)
から算出されるように前記騒音評価部を構成した請求項1記載の騒音監視システム。 When the noise level is L and the sum of the influence rates over the predetermined angle range is C T , the noise level for each angle is L T ,
L T = L + 10 · logC T (1)
The noise monitoring system according to claim 1, wherein the noise evaluation unit is configured to be calculated from:
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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