Тестирование системы THOR AVAS в заглушенной камере НИИСФ
Высокий уровень городского шума – актуальная проблема для любого мегаполиса.
Не последний вклад в городской шум делают автомобили. Начиная с 10-х годов на дорогах городов появляется все больше и больше электромобилей, которые ездят значительно тише. Автомобили и мотоциклы приходят в движение за счет довольно шумной работы двигателя внутреннего сгорания. Электротранспорт же работает на электродвигателях с питанием от бесшумных источников энергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т. п.). В результате электромобиль создает шум только за счет соприкосновения шин с асфальтом и за счет турбулентных потоков воздуха на корпусе автомобиля. Все это делает передвижение электротранспорта менее шумным, а на низких скоростях – практически бесшумным. Поэтому электромобили классифицируются правилами ООН №138 как бесшумные автотранспортные средства.
При несомненной пользе данного обстоятельства для акустической экологии города, существует и тихая угроза для человека – пешеход может просто не услышать приближения электромобиля к нему.
Именно по этой причине законодательство многих странах мира обязывает оборудовать электромобили специальными звуковыми устройствами – AVAS системами, которые увеличивают акустическую заметность электротранспорта.
В последние годы на дорогах и, что немаловажно, тротуарах городов стали массово появляться еще и самые разнообразные микромобильные транспортные средства – самокаты, гироскутеры, моноколеса, сигвеи и все то, что, несмотря на безобидный вид, может незаметно подкрасться (со скоростью до 30 км/ч) к ничего не подозревающему пешеходу. Вопрос обеспечения безопасности движения микротранспортных средств вызывает большие дискуссии, но еще законодательно не решен ни в одной стране мира.
Thor AVAS совместно с НИИ Строительной Физики (НИИСФ) проводят большое научное исследование безопасности движения электротранспорта.
В нашей работе мы изучаем насколько разные транспортные средства акустически заметны (слышны) для пешехода и за счет чего можно увеличить их заметность, не принося при этом ущерба акустической экологии окружающей среды.
Лабораторная часть работы проходит в уникальном акустическом измерительном комплексе – большой акустической заглушенной камере в НИИСФ. Это специальное помещение, в котором полностью отсутствует эхо, потому что стены и потолок покрыты слоем специальной звукопоглощающей конструкции толщиной более 1 метра. К слову, это самая большая заглушенная камера в Европе и одна из самых больших камер во всем мире – площадь пола превышает 120 квадратных метров. А еще в этой камере очень тихо – так тихо, что с непривычки закладывает уши, ведь уровень звука фонового шума в камере составляет всего 18 дБА.
В камере по кругу расставлено много громкоговорителей. Вместе они составляют излучающую часть нашей лабораторной установки. Шесть из них имитируют шум окружения, воспроизводя, например, звуки городского двора или городского парка, в стереофоническом формате 5.1, как в кинотеатре. Другая трехполосная акустическая система имитирует шум шин приближающегося электромобиля.
Мы имитируем приближение автомобиля в диапазоне скоростей от 10 до 50 км/ч. Имитация происходит за счет увеличения громкости звука шин по определенному закону, так, как увеличивается громкость у подъезжающего к нам автомобиля – при сокращении расстояния между автомобилем и пешеходом уровень звукового давления увеличивается на 6 дБ.
Наконец последний громкоговоритель – AVAS система, принцип работы которой и является предметом наших исследования. Воспроизводя через AVAS систему разные звуки можно заметно скорректировать условия безопасности движения в лучшую сторону.
Суть эксперимента заключается в том, чтобы определить за какое время пешеход услышит приближающийся к нему автомобиль. Участникам эксперимента раздаются регистрационные пульты и эксперимент начинается. Сначала участники эксперимента слышат только звуки шума окружения, парка или двора, потому что имитируемый автомобиль еще «далеко» и «доедет» до них только через минуту. В тот момент, когда участники эксперимента услышат приближающийся автомобиль, они нажимают на регистрационную кнопку своих пультов. По этому нажатию мы определяем за какое время пешеход услышал автомобиль, т. е. сколько времени есть у пешехода, чтобы среагировать на его приближение и принять решение о дальнейших действиях. Например, электромобиль без AVAS системы может быть слышен всего за 3-5 секунд в зависимости от своей скорости. За такое маленькое время пешеход не успеет среагировать на приближение транспортного средства и на него может произойти наезд.
При движении электромобиля с включенной AVAS системой можно значительно увеличить время акустической фиксации пешеходом приближающегося автомобиля. Самый простой способ – включить систему на большую громкость. Можно воспроизводить через AVAS систему какой-нибудь очень громкий и неприятный звук (или наоборот, включить громко музыку) и о приближении автомобиля будут заблаговременно знать жильцы нескольких ближайших кварталов, что, конечно, уже не будет иметь никакого отношения к безопасности движения. Правильный звук AVAS должен обеспечивать безопасное движение электромобиля и звучать с такой громкостью, которая не будет превышать установленных для него правил и санитарных норм для селитебной территории. Но и звуки одной и той же громкости могут обладать разной заметностью. Изменяя тембр звука, его частотный диапазон, вводя модуляции громкости и дискретные составляющие на определенных частотах можно в значительной степени увеличивать его заметность без увеличения громкости.
Наше исследование призвано найти оптимальные пути управления заметностью электромобиля с помощью AVAS системы. Создать такие звуки для AVAS системы, которые с одной стороны не будут неприятными, избыточно громкими, привлекающие к себе лишнее внимание, а с другой стороны, обеспечивающие оптимальную и не зависящую от скорости заметность. Пожелаем нам удачи!
