Monitoring hałasu kolejowego

Cel ćwiczenia

Określenie równoważnego poziomu dźwięku A hałasu kolejowego w środowisku
zewnętrznym w obecności tła akustycznego, z wykorzystaniem metody pośredniej, tj.
pomiarów poziomu ekspozycji hałasu.

Akty prawne związane z zagadnieniem

[1] PN-ISO 1996-1:

Akustyka. Opis i pomiary hałasu środowiskowego. Podstawowe
wielkości i procedury.

[2] Dz.U. RP 03.35.308: Rozporządzenie MŚ z dnia 23 stycznia 2003 r. w sprawie wymagań

w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów w środowisku
substancji lub energii przez zarządzającego drogą, linią kolejową,
linią tramwajową, lotniskiem, portem.

[3] Dz.U. RP 03.18.164: Rozporządzenie MŚ z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie rodzajów

wyników pomiarów prowadzonych w związku z eksploatacją dróg,
linii kolejowych, linii tramwajowych, lotnisk oraz portów, które
powinny być przekazywane właściwym organom ochrony
środowiska, oraz terminów i sposobów ich realizacji.

[4] Dz. U. Nr 178, poz. 1841:

Rozporządzenie MŚ z dnia 29 lipca 2004 r. w sprawie
dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku.

(dostępne na stronie www Ministerstwa Środowiska)

Wymagany zakres wiedzy
Rozdziały: 1.1

÷

1.2; 1.4

÷

1.9.

Cele szczegółowe ćwiczenia

• umiejętność wykonania pomiaru poziomu ekspozycji hałasu podczas pojedynczych

przejazdów pociągów, L

AE

,

• uwzględnienie wpływu tła akustycznego na wynik pomiaru
• wyznaczanie równoważnego poziomu dźwięku A hałasu kolejowego dla normowych

przedziałów czasu, w porze dziennej i nocnej,

• wyznaczenie poziomu mocy akustycznej źródła liniowego,
• wyznaczanie parametrów oddziaływania fali akustycznej z powierzchnią ziemi.

Założenia

• Warunki akustyczne w środowisku są określone przez dopuszczalną wartość

równoważnego poziomu dźwięku A [4].

• pomiary mogą być wykonane tylko w takim miejscu, w którym chwilowe wartości

poziomu dźwięku hałasu kolejowego są wyższe (lub co najmniej takie same) od poziomu
hałasu tła akustycznego (im większa różnica tym większa dokładność oceny),

• monitoring hałasu, poza swoją podstawową funkcją, tj. określeniem poziomu hałasu (na

linii najbliższej zabudowy) emitowanego do środowiska przez przedmiotowe źródło,
powinien służyć również do:
– kalibracji,
– weryfikacji

modeli obliczeniowych wykorzystywanych do sporządzania map akustycznych.

W celu realizacji tych dwóch zadań, poza pomiarami we wskazanym punkcie imisji (linia

najbliższej zabudowy), pomiary muszą być wykonane w dodatkowym punkcie, a najlepiej
w dwóch:
– zlokalizowanym jak najbliżej źródła hałasu, tj. torowiska,
– zlokalizowanym w większej odległości torowiska

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ogólny zakres prac pomiarowych

• Zakres pomiarów jest określony w [2].
• Położenie punktu pomiarowego oraz ustawienia miernika wynikają z [1] i [2].
• Forma prezentacji wyników została opisana w [3].
• Poziom hałasu dla normowych przedziałów czasu zostanie określony na podstawie

wyznaczonych z pomiarów średnich poziomów ekspozycji hałasu wszystkich typów
pociągów, zarejestrowanych na danym odcinku pomiarowym oraz natężenia ruchu
pociągów, określonego na podstawie rozkładu jazdy.

• Pomiary należy wykonywać dla obserwatora na wysokości określonej w [2]; w trzech

odległościach od linii kolejowej: 25 m, 50 m i 100 m.

• Dla pojedynczego pomiaru należy zarejestrować: poziom ekspozycji hałasu, L

AE

, (pomiar

bezpośredni) oraz przebieg zmian poziomu dźwięku w czasie, L

pA

(t), z czasem zapisu do

bufora 1.0 sek.

• Zarejestrować równoważny poziom dźwięku tła akustycznego (czas pomiaru powinien

być porównywalny z czasem trwania pojedynczego zdarzenia akustycznego – przejazdu
pojedynczego pociągu),

• Należy wyznaczyć prędkość przejazdu na podstawie pomiaru czasu przejazdu odcinka o

znanej długości oraz długość pociągu – na podstawie czasu przejazdu początku i końca
pociągu przez określony punkt.

• Ponadto, należy zarejestrować kierunek ruchu i typ pociągu (pożądane zdjęcie)
• Zarejestrować warunki meteorologiczne (temperatura, wilgotność, prędkość i kierunek

wiatru)

• Opisać rodzaj torowiska (pożądane zdjęcie)

Zadania obliczeniowe

1. Od przebiegów czasowych, L

pA

(t), zarejestrowanych podczas przejazdu pojedynczych

pociągów należy odjąć wpływ tła akustycznego, wyrażony poprzez równoważny poziom
dźwięku.

Uwaga: należy wykorzystać wzór na logarytmiczną różnicę poziomów.

Powyższe obliczenia należy wykonać dla wszystkich punktów pomiarowych. Każdy

pomiar należy analizować oddzielnie.

Jeśli wykazane zostanie, że wpływ tła jest pomijalny, wtedy dalsze analizy można

wykonać na bezpośrednio zmierzonych wartościach L

AE

.

2. Dla każdego typu pociągu (bez podziału na kierunki ruchu) należy obliczyć średni poziom

ekspozycji hałasu.

3. Na podstawie wartości L

AE

uzyskanych w bliższym punkcie pomiarowym (punkt nr 1,

D= 25 m) obliczyć efektywny poziom mocy akustycznej (przypadający na jednostkę
długości źródła),

[dBA/m], każdego zarejestrowanego wydarzenia akustycznego.

Należy przy tym skorzystać ze wzoru

WA

L′

(

)

2

1

,

log

10

8

3

log

10

ϕ

ϕ

J

D

t

V

L

L

o

o

AE

WA

⋅

−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

⋅

−

=

′

l

l

,

gdzie: J (...)

jest całką po torze ruchu na odcinku wyznaczonym przez kąty początkowy,
ϕ

1

, i końcowy,

ϕ

2

, przy założeniu, że pochłanianie przez powietrze oraz

pochłaniający wpływ oddziaływania z powierzchnią ziemi mogą być
zaniedbane (mała odległość od źródła); (Wartość funkcji J(...) zostanie
dostarczona przez prowadzącego ćwiczenie),

L

AE

– poziom ekspozycji hałasu,

D –

odległość horyzontalna obserwatora od toru ruchu [m],

V –

prędkość pociągu [m/s],

l –

długość pociągu [m], l

o

=

1 m.

4. Obliczyć wartości średnie,

WA

L′ , oraz odchylenia standardowe,

WA

L′

σ

,

• dla każdego typu pociągu z osobna,
• wartość średnią dla wszystkich typów pociągów, w obydwóch kierunkach ruchu łącznie.

5. Wartości

przedstawić na wykresie (dla każdego typu pociągu na osobnym wykresie),

w funkcji prędkości pociągów, wyrażonej w km

/

godz..

WA

L′

6. Na podstawie wartości L

AE

uzyskanych w dalszym punkcie pomiarowym (punkt nr 2,

D = 50 m) wyznaczyć średni poziom ekspozycji hałasu dla każdego typu pociągu.

7. Na podstawie rozkładu jazdy pociągów (informacje można zdobyć u dróżnika) określić

natężenie ruchu pociąów w normowych przedziałach czasu [4]. Dla każdego typu pociągu
udział danego typu w całkowitym potoku ruchu określić wg proporcji zaobserwowanej
podczas sesji pomiarowej.

8. Korzystając z p. 6 i p. 7 obliczyć równoważny poziom dźwięku dla normowych

przedziałów czasu w porze dziennej i nocnej, na linii najbliższej zabudowy.

9. Na podstawie rozporządzenia MŚ [4] wyznaczyć wartości dopuszczalne poziomów

dźwięku w porze dziennej i nocnej,

(

)

N

D

AeqT

L

*

, odpowiednie dla miejsca pomiarów ze

względu na zagospodarowanie terenu.

Określić warunki akustyczne w miejscu pomiarów (D = 50 m), porównując poziomy

dopuszczalne z wartościami L

AeqT

obliczonymi w p. 8.

10. Korzystając z poziomów mocy obliczonych w p. 3 oraz ze wzoru

(

)

2

1

10

8

3

10

ϕ

ϕ

,

log

log

ag

o

o

WA

AE

J

D

t

V

L

L

⋅

+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

⋅

+

′

=

′

l

l

,

gdzie J

ag

(...) oznacza funkcję opisującą wpływ oddziaływania przez powierzchnię ziemi i

pochłaniania przez powietrze, dla każdego przejazdu obliczyć poziom ekspozycji hałasu w
odległości D= 100 m (punkt pomiarowy nr 3).

Porównać zmierzone i obliczone wartości L

AE

w punkcie pomiarowym nr 3.

Protokół do ćwiczenia

• protokół powinien być sporządzony według obowiązującego schematu, z uwzględnieniem

wszystkich wymogów merytorycznych i formalnych,

• protokół powinien składać się z dwóch części:
– raport

pomiarowy,

– analiza wyników pomiarów (obejmuje: Zadania obliczeniowe),

Raport pomiarowy powinien być zgodny z p. VII, Zał. 2 rozporządzenia MŚ [2].

Wszystkie wyniki pomiarów należy dołączyć do raportu w postaci pliku *.xls.