KR101701594B1 - 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법이 개시된다. 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰; 상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 소음 레벨 분석부; 및 상기 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 상기 소음 레벨을 보정하는 소음 레벨 보정부를 포함할 수 있다.

Description

공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법{Method and System for Monitoring Floor Impact Sounds in Multi-Story Residential Buildings}
본 발명은 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 층간 소음을 측정하기 위한 소음 측정용 마이크로폰을 가정용 벽체 매입식 스마트 패드에 구비하여 실시간으로 소음을 수음하도록 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 층간 소음은 공동주택에서 주로 발생하는 소음 공해로 아이들 뛰는 소리, 발자국 소리, 화장실 물소리, 가구 끄는 소리, 피아노 소리, 오디오 소리, TV소리 등을 총칭하여 부르는 것이다.
층간 소음 문제는 국내 대표 거주형태인 공동주택에서 발생하며, 분쟁의 대부분은 바닥충격음, 그 중에서도 중량의 물체의 가진에 의한 고체전달 소음이 원인인 경우가 많다. 이러한, 층간 소음 문제는 정온한 실내 환경에 대한 거주자들의 요구 증가와 맞물려, 세대 간 분쟁 및 민원의 주요 원인이 되고 있으며, 인명상해 사건도 빈번하게 발생하고 있다.
이에, 정부는 신축 주택에 대한 층간 소음 차단성능 기준강화뿐만 아니라 층간 소음피해에 대한 처벌규정을 강화하는 등 층간 소음 문제 해결을 위한 노력을 기울이고 있으나 층간 소음 분쟁 발생 시 피해를 입증할 만한 명확한 근거를 마련하기 어렵다는 문제를 안고 있어, 이를 해결하기 위한 대책 마련이 필요하다.
특히, 고체 전달음이 주요 원인이 되는 층간 소음의 특성상 가해 세대와 피해 세대는 수직적으로 직접 맞닿아 있는 세대가 아닐 수 있다. 이런 경우 뚜렷한 해결점 없이 층간 소음 피해세대와 상부세대간에 불필요한 분쟁만 계속되는 상황이 발생하므로 층간 소음 피해 발생 시(민원 발생 시) 층간 소음 발생세대를 도출할 수 있는 방법이 요구된다. 또한, 층간 소음 발생세대를 도출하기 위해서는 각 세대의 층간 소음을 각각 측정하여 비교하는 것이 필요하다.
한국 등록특허 10-1268318호는 이러한 층간 진동 및 소음측정 경보장치에 관한 것으로, 상부 세대에 소음측정수단과 경보수단을 설치하고 상부 세대와 하부 세대 사이에 진동측정수단을 설치하여 선정된 주기마다 환경 데이터를 측정하고, 무선 통신을 통해 데이터를 수신하여 설정치 이상으로 층간 소음이 초과 하였을 때 경보를 울려 상부세대에게 경각심을 주는 장치에 관한 기술을 기재하고 있다.
그러나, 종래의 층간 진동 및 소음측정 경보장치는 일정주기마다 측정을 진행하고 경보를 하기 때문에 불연속적인 경보시스템이고, 하나의 진동측정수단으로 진동계측의 정확도가 떨어진다. 또한, 데이터베이스에 저장하지 않아 층간 소음으로 인한 분쟁 발생 시에 참고자료로 활용될 데이터가 없다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세대별로 벽체 매입식 스마트 패드에 소음 측정용 마이크로폰을 구비하여 충격소음 발생 유무 및 가해 세대를 판정할 수 있는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 측정된 결과들은 실시간으로 소음원의 음향 특성이 분석되어 소음원의 종류와 소음 발생 세대를 판정하여 서버에 기록되며, 일정 수준 이상의 층간 소음에 대해 경보 하여 알림으로써, 주거생활 중 층간 소음으로 인한 분쟁 방지 및 조정에 도움이 되는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명에서 제안하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰; 상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 소음 레벨 분석부; 및 상기 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 상기 소음 레벨을 보정하는 소음 레벨 보정부를 포함한다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 레벨 분석부는 실시간으로 상기 소음원의 음향 특성을 분석하는 디지털 신호 처리(digital signal processor; DSP) 칩을 포함하고, 상기 소음 레벨 분석부는 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 레벨 분석부는 하이 패스 필터(High Pass Filter) 및 로우 패스 필터(Low Pass Filter) 중 적어도 하나 이상을 적용하여, 측정 세대에서 발생한 생활소음의 영향을 제거하고 층간 소음의 발생 대역인 63 Hz ~ 1k Hz 대역을 분석할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명에서 제안하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템은 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰과, 상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 소음 레벨 분석부를 포함하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드; 및 상기 음향 데이터 기록부의 기록을 전송 받아 저장하고, 상기 각 세대별 측정된 상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 서버를 포함한다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는 상기 각 세대별로 구비되는 벽체 매립식 스마트 패드에 상기 마이크로폰이 결합 설치될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는 상기 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 상기 소음 레벨을 보정하는 소음 레벨 보정부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서버는 분석된 상기 소음원의 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 소음원의 종류를 판단할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서버는 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서버는 심리음향 평가방법을 기반으로 설정된 5등급의 층간 소음 수준에서 4등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 상기 발생 세대에 층간 소음 수준을 알릴 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서버에 상기 각 세대의 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나가 접속되어 상기 측정 데이터를 확인할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서버는 일정 주기로 전체 시스템을 점검하여 측정된 결과의 신뢰도를 확보하고, 상기 서버의 서버 관리자는 층간 소음으로 인한 피해사실에 대한 입증 요청 시, 상기 서버에 저장된 피해 세대 및 발생 세대에서 모니터링된 상기 소음원의 음향 특성 결과를 공식 문서로 제공할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명에서 제안하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 방법은 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰을 이용하여 소음을 측정하는 단계; 상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 단계; 및 상기 측정 데이터의 기록을 서버에 송신하여 저장하고, 상기 서버에서 상기 각 세대별 측정된 상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 상기 소음 레벨을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 단계는 분석된 상기 측정 데이터의 정보를 소음원의 종류와 위치를 구별하여 타임 스탬프에 기록하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 레벨을 도출하는 단계는 실시간으로 상기 소음원의 음향 특성을 분석하는 디지털 신호 처리(digital signal processor; DSP) 칩을 이용하여, 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 단계는 분석된 상기 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 소음원의 종류를 판단하고, 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 세대별로 벽체 매입식 스마트 패드에 소음 측정용 마이크로폰을 구비하여 충격소음 발생 유무 및 가해 세대를 판정할 수 있는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 측정된 결과들은 실시간으로 소음원의 음향 특성이 분석되어 소음원의 종류와 소음 발생 세대를 판정하여 서버에 기록되며, 일정 수준 이상의 층간 소음에 대해 경보 하여 알림으로써, 주거생활 중 층간 소음으로 인한 분쟁 방지 및 조정에 도움이 되는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 층간 소음을 측정하기 위한 소음 측정용 마이크로폰을 가정용 벽체 매입식 스마트 패드에 구비하여 실시간으로 소음을 수음하도록 할 수 있다.
또한, 각 세대에서 발생하는 층간 소음을 실시간으로 측정하여 그 크기를 모니터링하고, 소음 레벨 및 층간 소음 발생위치를 상부층 거주자 또는 하부층 거주자에게 알릴 수 있는 시스템 및 방법을 제공하여, 상부층 거주자는 소음 발생 정도를 인식하여 소음 발생에 주의할 수 있고 하부층 거주자는 지속적인 층간 소음 피해를 받고 있을 경우 피해사실을 증명할 수 있는 정량적인 데이터를 제공 받을 수 있다.
즉, 본 발명은 1) 층간 소음의 원인 제공자(또는 세대)의 특정화 하고, 2) 층간 소음 분쟁 발생 시 피해사실의 정량적 데이터 구축하여, 3) 과도한 층간 소음 발생 시 발생 세대에 경보 하여 알림으로써 층간 소음 분쟁을 사전에 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템은 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)와 서버(200)를 포함할 수 있다.
소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 소음을 측정하기 위한 마이크로폰이 형성된 스마트 패드이다. 다시 말하면, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 층간 소음 발생 세대를 도출하기 위해서 각 세대의 층간 소음을 각각 측정하여 비교 가능하도록, 층간 소음을 측정하기 위한 소음 측정용 마이크로폰을 가정용 벽체 매입식 스마트 패드에 구비하여 실시간으로 소음을 수음하도록 할 수 있다.
또한, 마이크로폰을 통해 측정된 결과는 센서와 가진점의 위치 따라 크게 달라질 수 있다. 따라서, 층간 소음 표준 측정방법인 KS 2810-1,2를 이용한 측정결과와 가정용 벽체 매입식 스마트 패드에 구비한 마이크로폰과의 측정결과 비교를 통해 소음측정의 영향 인자를 고려한 소음레벨 도출 보정식을 제공하고, 측정 데이터를 실시간으로 소음원 음향 특성에 따라 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석하는 DSP 칩을 제공하며, 분석된 결과는 서버에 기록하여 분쟁 발생 시 정량적인 데이터로써 제공할 수 있다.
서버(200)는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)로부터 측정 및 분석된 데이터의 기록을 전송 받아 저장하고, 각 세대별 측정된 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 또한, 서버(200)는 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
이때, 서버(200)는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)와 통신하여 측정 데이터의 결과를 송수신하고, 일정 수준 이상의 층간 소음 발생 시 경보 알람을 디스플레이(400) 할 수 있다.
그리고, 소음원의 종류별 음향 특성에 따라 머신 러닝과 판별분석과 같은 데이터 마이닝 기법을 이용하여 소음원의 종류를 판단하고, 층간 소음 발생 세대를 도출하여 일정수준 이상의 층간 소음 발생 시 발생 세대에 경보 하여 추가적인 층간 소음을 예방할 수 있다.
여기서, 경보울림 기준과 알림은 심리음향 평가방법 기반의 층간 소음 수준등급으로 5등급을 제안하고, 그 중 4등급 이상의 ‘성가심’과 ‘매우 성가심’의 층간 소음에 대하여 경보를 울리고, 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 감성 기반의 층간 소음 수준을 5단계로 제시할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 마이크로폰(110), 소음 레벨 분석부(120), 및 소음 레벨 보정부(130)를 포함할 수 있다.
마이크로폰(110)은 소음 측정을 위한 마이크로폰 센서로, 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비될 수 있다. 이러한, 마이크로폰(110)은 벽체 매립식 스마트 패드와 결합되어 설치될 수 있다.
소음 레벨 분석부(120)는 마이크로폰(110)을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출할 수 있다.
이러한, 소음 레벨 분석부(120)는 실시간으로 소음원의 음향 특성을 분석하는 디지털 신호 처리(Digital Signal Processor; DSP) 칩을 포함할 수 있어, 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분을 분석할 수 있다.
여기서, 소음 레벨 분석부(120)는 하이 패스 필터(High Pass Filter) 및 로우 패스 필터(Low Pass Filter) 중 적어도 하나 이상을 적용하여, 측정 세대에서 발생한 생활소음의 영향을 제거하고 층간 소음의 발생 대역인 63 Hz ~ 1k Hz 대역을 분석할 수 있다.
소음 레벨 보정부(130)는 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 소음 레벨을 보정 할 수 있다.
이와 같이, 마이크로폰(110), 소음 레벨 분석부(120), 및 소음 레벨 보정부(130)를 포함하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 통신부(300)를 통해 서버(200)에 측정 데이터 등을 저장할 수 있다. 즉, 서버(200)는 측정 데이터를 통신부(300)를 통해 데이터 베이스(DB, 210)에 저장할 수 있고, 소음원의 종류와 발생 위치 등을 구별하여 시간과 함께 기록할 수 있다.
여기서, 통신부(300)는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)와 서버(200)를 연결하는 유, 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 서버(200)는 데이터 베이스(210), 소음원 위치 파악부(220), 판단부(230), 그리고 경보 시스템 동작부(240)를 포함할 수 있다.
데이터 베이스(210)는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)에서 측정 데이터의 소음원 음향 특성을 분석한 결과를 전송 받아 저장할 수 있다.
소음원 위치 파악부(220)는 소음원 추적 알고리즘을 포함하며, 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
판단부(230)는 분석된 소음원의 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 소음원의 종류를 판단할 수 있다.
또한, 판단부(230)는 심리음향 평가방법을 기반으로 설정된 5등급의 층간 소음 수준에서 4등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 발생 세대에 층간 소음 수준을 알릴 수 있다.
경보 시스템 동작부(240)는 소음원 종류와 발생 세대를 판정하여 경보 함으로써, 추가적인 피해를 예방하고 실제로 분쟁 발생 시 정량적인 측정결과를 제공함으로써 세대간 분쟁의 조기해결에 기여할 수 있다. 즉, 경보 시스템 동작부(240)는 각 세대별 측정된 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하여, 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
한편, 서버(200)에 각 세대의 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나가 접속되어 측정 데이터를 확인할 수 있다.
여기서, 서버(200)는 관리사무소 등에 마련된 중앙 서버인 것으로, 서버(200)는 일정 주기로 전체 시스템을 점검하여 측정된 결과의 신뢰도를 확보할 수 있다. 일 예로, 소음레벨 모니터링 결과가 저장되는 중앙 서버는 CCTV 등의 결과와 함께 공정하게 관리되어야 하며, 일정 주기로(3~5년) 전체 시스템을 점검하여 측정된 결과의 신뢰도를 확보할 수 있다.
그리고, 서버(200)의 서버 관리자는 층간 소음으로 인한 피해사실에 대한 입증 요청 시, 서버(200)에 데이터 마이닝을 위해 기저장된 데이터를 이용하여 피해 세대 및/또는 발생 세대에서 모니터링된 소음원의 음향 특성 결과를 공식 문서로 제공할 수 있다. 즉, 과도한 층간 소음으로 인해 세대간 분쟁 발생시 피해 세대는 서버에 기록된 결과를 공식 요청하여 피해 사실을 입증할 수 있으며, 서버 관리자를 통해 제공된 공식 문서는 층간 소음 분쟁조정에 활용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템은 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)와 서버(200)를 포함할 수 있다. 여기서, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 마이크로폰(110), 소음 레벨 분석부(120), 및 소음 레벨 보정부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 서버(200)는 도 1 및 도 3에서 설명한 바와 같이, 데이터 베이스(210), 소음원 위치 파악부(220), 판단부(230), 그리고 경보 시스템 동작부(240)를 포함할 수 있다.
그리고, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)와 서버(200)는 통신부(300)에 의해 연결되며, 통신부(300)는 유, 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰과, 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 소음 레벨 분석부와, 측정 데이터를 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 소음 레벨을 보정하는 소음 레벨 보정부(130)를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 마이크로폰(110)은 소음 측정을 위한 마이크로폰 센서로, 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비될 수 있다.
즉, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드(100)는 각 세대별로 구비되는 벽체 매립식 스마트 패드에 마이크로폰이 결합 설치될 수 있다.
그리고, 소음 레벨 분석부(120)는 마이크로폰(110)을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출할 수 있다.
이러한, 소음 레벨 분석부(120)는 실시간 소음원 음향 특성 분석을 위한 디지털 신호 처리(digital signal processor; DSP) 칩이 제공되어 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석이 이루어질 수 있다.
여기서, 소음 레벨 분석부(120)는 소음의 경우 측정세대에서 발생한 기타 생활소음의 영향을 제거하고 층간 소음의 주요 발생대역인 63Hz ~ 1k Hz 대역만 평가하기 위해 하이 패스 필터(High Pass Filter) 및 로우 패스 필터(Low Pass Filter)를 적용할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
소음 레벨 보정부(130)는 측정 데이터를 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 소음 레벨을 보정할 수 있다. 즉, 소음 측정결과는 설치환경에 따라 표준 바닥충격음 측정방법과의 보정치를 적용하여 도출할 수 있다.
서버(200)는 소음 레벨 보정부(130)로부터 보정된 측정 데이터 정보를 전송 받아 저장하고, 각 세대별 측정된 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 또한, 서버(200)는 측정 데이터를 소음원의 종류와 위치를 구별하여 시간과 함께 기록할 수 있으며, 통신부(300)를 통해 서버(200)의 데이터 베이스(210)에 저장할 수 있다.
서버(200)는 분석된 소음원의 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 소음원의 종류를 판단할 수 있다.
또한, 서버(200)는 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
그리고, 서버(200)는 심리음향 평가방법을 기반으로 설정된 5등급의 층간 소음 수준에서 4등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 발생 세대에 층간 소음 수준을 알릴 수 있다.
한편, 서버(200)에 각 세대의 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나가 접속되어 측정 데이터를 확인할 수 있다.
그리고, 서버(200)는 일정 주기로 전체 시스템을 점검하여 측정된 결과의 신뢰도를 확보하고, 서버(200)의 서버 관리자는 층간 소음으로 인한 피해사실에 대한 입증 요청 시, 서버(200)에 저장된 피해 세대 및 발생 세대에서 모니터링된 소음원의 음향 특성 결과를 공식 문서로 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참고하면, 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 방법은 도 1 내지 도 4에서 설명한 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템을 이용하여 구체적으로 설명할 수 있다.
단계(510)에서, 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰을 이용하여 소음을 측정을 할 수 있다.
단계(520)에서, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출할 수 있다.
여기서, 소음 레벨을 도출을 위해, 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는 실시간으로 소음원의 음향 특성을 분석하는 디지털 신호 처리(digital signal processor; DSP) 칩을 이용하여, 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석할 수 있다.
그리고, 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 소음 레벨을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(540)에서, 측정 데이터의 기록을 서버에 송신하여 저장하고, 서버에서 각 세대별 측정된 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
그리고, 서버는 측정 데이터를 소음원의 종류와 위치를 구별하여 시간과 함께 기록할 수 있다.
소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하기 위해, 서버는 분석된 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 소음원의 종류를 판단하고, 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
또한, 서버는 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 할 수 있다.
그리고, 서버는 심리음향 평가방법을 기반으로 설정된 5등급의 층간 소음 수준에서 4등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 발생 세대에 층간 소음 수준을 알릴 수 있다.
한편, 측정된 결과들은 관리사무소 등에 마련된 서버에 실시간으로 기록되며 각 세대들은 측정된 결과들을 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 등을 활용하여 접속하여 확인할 수 있다.
그리고, 소음레벨 모니터링 결과가 저장되는 서버는 CCTV 등의 결과와 함께 공정하게 관리되어야 하며 일정 주기로(3~5년) 전체 시스템을 점검하여 측정된 결과의 신뢰도를 확보할 수 있다.
따라서, 과도한 층간 소음으로 인해 세대간 분쟁 발생시 피해세대는 서버에 기록된 결과를 공식 요청하여 피해 사실을 입증할 수 있다. 즉, 관리 사무소(혹은 서버 관리자)은 피해사실에 대한 입증 요청 시 서버 시스템을 활용하여 피해 세대 및/또는 가해 세대에서 모니터링 된 소음원 음향특성 결과를 공식 문서로 제공할 수 있다. 이때, 제공된 문서는 층간 소음 분쟁조정에 활용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 세대별로 가정용 벽체 매입식 스마트 패드에 소음 측정용 마이크로폰을 구비하여 충격소음 발생 유무 및 발생 세대를 판정할 수 있다. 또한, 측정된 결과들은 실시간으로 소음원 음향 특성이 분석되어 소음원의 종류와 발생 세대를 판정하여 서버에 기록되며, 일정 수준 이상의 층간 소음에 대해 경보하고, 생활감 표현을 이용하여 발생 시키는 층간 소음 수준에 대해 알릴 수 있다.
이에 따라, 주거생활 중 층간 소음으로 인한 분쟁 방지 및 조정에 큰 도움을 줄 수 있으며, 일상생활 중 소음 만족도 및 주거 행복도 증가에 크게 기여할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상품화를 통해 새로운 시장을 형성할 가능성이 높을 뿐만 아니라, 미래의 주택은 실내 환경전반을 모니터링하고 이를 능동적으로 관리할 수 있다. 본 특허에서 제안하는 시스템은 단순히 충격진동의 모니터링 및 층간 소음 현안문제의 해결에 머물지 않고 향후 바닥구조에 가해지는 충격에너지를 능동적으로 제어하거나 활용(energy-harvesting)할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰;
    상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 소음 레벨 분석부; 및
    상기 측정 데이터는 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 보정치를 적용하여 상기 소음 레벨을 보정하는 소음 레벨 보정부
    를 포함하고,
    서버와 통신하여 분석된 상기 소음원의 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 소음원의 종류를 판단하고, 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 하되, 심리음향 평가방법을 기반으로 기 설정된 등급의 층간 소음 수준에서 소정 등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보 하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 소음 발생 세대에 층간 소음 수준을 알리는 것
    을 특징으로 하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소음 레벨 분석부는
    실시간으로 상기 소음원의 음향 특성을 분석하는 디지털 신호 처리(digital signal processor; DSP) 칩을 포함하고,
    상기 소음 레벨 분석부는
    평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석을 하는 것
    을 특징으로 하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소음 레벨 분석부는
    하이 패스 필터(High Pass Filter) 및 로우 패스 필터(Low Pass Filter) 중 적어도 하나 이상을 적용하여, 측정 세대에서 발생한 생활소음의 영향을 제거하고 층간 소음의 발생 대역인 63 Hz ~ 1k Hz 대역을 분석하는 것
    을 특징으로 하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드.
  4. 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰과, 상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 소음 레벨 분석부를 포함하는 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드; 및
    상기 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드로부터 분석한 상기 측정 데이터의 정보를 전송 받아 상기 소음원의 종류, 위치, 시간 중 적어도 하나 이상에 따라 저장하고, 상기 각 세대별 측정된 상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 서버
    를 포함하고,
    상기 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는,
    상기 측정 데이터에 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 비교를 통해 소음측정의 영향 인자를 고려한 보정치를 적용하는 소음 레벨 보정부를 더 포함하며,
    상기 서버는,
    분석된 상기 소음원의 음향 특성 결과를 기반으로 기저장된 데이터를 이용하여 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 소음원의 종류를 판단하고, 심리음향 평가방법을 기반으로 기 설정된 등급의 층간 소음 수준에서 소정 등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보 하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 소음 발생 세대에 층간 소음 수준을 알리는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소음 측정용 마이크로폰이 형성된 스마트 패드는
    상기 각 세대별로 구비되는 벽체 매립식 스마트 패드에 상기 마이크로폰이 결합 설치된 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 서버는
    기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 하는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 서버는
    심리음향 평가방법을 기반으로 설정된 5등급의 층간 소음 수준에서 4등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보 하는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 서버에 상기 각 세대의 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나가 접속되어 상기 측정 데이터를 확인하는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 서버는
    일정 주기로 전체 시스템을 점검하여 측정된 결과의 신뢰도를 확보하고, 상기 서버의 서버 관리자는 층간 소음으로 인한 피해사실에 대한 입증 요청 시, 상기 서버에 저장된 피해 세대 및 발생 세대에서 모니터링된 상기 소음원의 음향 특성 결과를 공식 문서로 제공하는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 시스템.
  12. 공동주택 내 층간 소음을 측정하기 위해 각 세대별 구비되는 소음 측정용 마이크로폰을 이용하여 소음을 측정하는 단계;
    상기 마이크로폰을 통해 획득한 측정 데이터를 소음원의 음향 특성에 따라 소음 레벨을 도출하는 단계;
    상기 측정 데이터에 설치 환경에 따라 표준 바닥 충격음 측정 결과와의 비교를 통해 소음측정의 영향 인자를 고려한 보정치를 적용하는 단계; 및
    상기 보정치를 적용하여 상기 소음 레벨이 보정된 상기 측정 데이터의 기록을 서버에 송신하여 저장하고, 상기 서버에서 상기 각 세대별 측정된 상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 단계
    를 포함하고,
    상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 단계는
    분석된 상기 소음원의 상기 음향 특성 결과를 기반으로 데이터 마이닝 기법인 머신 러닝과 판별분석을 통해 중량 충격음, 경량 충격음, 공기 전달음 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 소음원의 종류를 판단하고, 기 설정된 수준 이상의 층간 소음 발생 시, 소음원 추적 알고리즘을 통해 소음 발생 세대를 추적하여 경보 하되, 심리음향 평가방법을 기반으로 기 설정된 등급의 층간 소음 수준에서 소정 등급 이상의 소음에 대하여 판정된 발생 세대에 인터폰, 스마트 기기, 인트라넷 중 적어도 하나 이상을 통해 경보 하고, 등급별 층간 소음 관련 생활감 표현을 이용하여 소음 발생 세대에 층간 소음 수준을 알리는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 방법.
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  14. 제12항에 있어서,
    상기 소음 레벨을 실시간으로 모니터링 하는 단계는
    분석된 상기 측정 데이터의 정보를 소음원의 종류와 위치를 구별하여 타임 스탬프에 기록하여 저장하는 단계를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 공동주택 층간 소음 실시간 모니터링 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 소음 레벨을 도출하는 단계는
    실시간으로 상기 소음원의 음향 특성을 분석하는 디지털 신호 처리(digital signal processor; DSP) 칩을 이용하여, 평균 음압 레벨(LAeq), 최대 음압 레벨(LAmax), 시간율 음압 레벨(Ln)로 단일수치화 하며, 1/1 또는 1/3 옥타브 밴드로 주파수 성분 분석을 하는 것
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