Hałas w ruchu drogowym - pomiary i analiza

Transkrypt

ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU
ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE
WYDZIAŁ TRANSPORTU
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
LABORATORIUM
Inteligentnych systemów sterowania i diagnostyki
INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 4
Hałas w ruchu drogowym
- pomiary i analiza
© ZTT WT PW, DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO
Warszawa 2016
Ćw. nr 4 – Hałas w ruchu drogowym – pomiary i analiza
1.
2016-04-22
Cel i zakres ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest prezentacja metod i narzędzi służących do pomiarów natężenia
dźwięku (hałasu) generowanego przez ruch drogowy. Podczas ćwiczenia prezentowane są
następujące zagadnienia:
2.
-
sonometr,
-
rejestracja danych (poziomu dźwięku),
-
import i analiza danych,
-
format i protokół transmisji danych,
-
identyfikacja źródeł dźwięku,
-
możliwości wykorzystania,
-
przykłady oprogramowania.
Wykaz wykorzystanych przyrządów

komputer PC z systemem Windows 98/NT/2000/XP/7,

sonometr DT-8852 (rys. 2.1),

program do obsługi sonometru Sound Level Meter, część do bezpośredniej
współpracy z urządzeniem (rys. 2.2),

program
do
obsługi
sonometru
Sound
Level
Meter,
część
analizy
zarejestrowanych danych (rys. 2.3),

program, odtwarzacz plików wideo GOM Player (rys. 2.4),

program do analizy plików audio Audacity (rys. 2.5).
Rys. 2.1 Sonometr DT-8852
Laboratorium Inteligentnych systemów sterowania i diagnostyki
Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej
1
2016-04-22
Rys. 2.2 Program do obsługi sonometru Sound Level Meter – obsługa urządzenia
Rys. .2.3 Program do obsługi sonometru Sound Level Meter – analiza zapisanych danych
2
2016-04-22
Rys. .2.4 Odtwarzacz plików wideo GOM Player
Rys. .2.5 Program Audacity
3
3.
2016-04-22
Wprowadzenie
Patrz linki w p. 9 Literatura.
....
4.
Programy konfiguracyjne i narzędziowe
4.1
Program Sound Level Meter
Zadaniem tego programu jest obsługa sonometru DT-8852. Program skłąda się z dwóch
części. Jedna służy do bezpośredniej obsługi sonometru, w tym dokonywaniu pomiarów i
rejestracji wyników w czasie rzeczywistym, a druga do odczytu i prezentacji danych
pomiarowych, zapisanych w pamięci sonometru.
4.2
Program GOM Player
GOM Player umożliwia odtwarzanie wielu formatów plików; w tym XviD, DivX,
FLV1, AC3, OGG, MP4, H263, AVI bez konieczności instalacji dodatkowych kodeków oraz
filtrów na dysku twardym komputera. Ciekawą funkcją odtwarzacza jest możliwość oglądania
jeszcze nie w pełni ściągniętych lub w części uszkodzonych plików AVI. Z pewnością
użytkownicy programu docenią fakt wsparcia dla strumieni WMV, ASF, ASX oraz
możliwość odtwarzania filmów w wysokiej rozdzielczości (DVD) z dźwiękiem 5.1.
GOM Player oferuje również funkcję przechwytywania obrazu (Screen Capture) z
aktualnie odtwarzanych filmów. Korzystając z Burst Capture użytkownik może zrobić do 999
automatycznych screenów. GOM Player posiada opcję wczytywania napisów (SMI, SRT, RT,
SUB), dostosowywania ich pozycji, wielkości i koloru.
4.3
Program Audacity
Audacity jest darmowym edytorem plików dźwiękowych, stanowiącym bezpłatną
alternatywę dla takich programów jak Cool Edit Pro i WaveLab. Jego główne zadania to
nagrywanie i odtwarzanie dźwięków, importowanie i eksportowanie plików w formatach
MP3 (wymaga zewnętrznego enkodera, najlepiej LAME), WAV, AIFF, Ogg Vorbis i innych.
Audacity umożliwia edycję ścieżek dźwiękowych z wykorzystaniem wycinania,
kopiowania i wklejania (z możliwością dowolnego cofania wykonanych operacji),
miksowania ścieżek oraz dodawanie efektów (echo, usuwanie szumu, normalizacja itp.) a
także umożliwia korzystanie z wtyczek efektowych VST i LADSPA. Program posiada także
4
2016-04-22
wbudowany edytor obwiedni/amplitudy, regulowany moduł do wyświetlania spektrogramów
i analizy częstotliwościowej dla programów do analizy audio.
5.
Wykaz użytych skrótów i oznaczeń
Dla zwiększenia przejrzystości wprowadzono poniższe skróty oraz oznaczenia
graficzne, które zostały wykorzystane w tekście instrukcji:
- zapisz przebieg lub zrzut ekranu na dysku,
- pytanie, na które odpowiedź musi znaleźć się w sprawozdaniu,
6.
Uwagi praktyczne
Pod żadnym pozorem nie należy „upraszczać” ćwiczenia i próbować wykonywać jego
części w sposób łączny lub w zmienionej kolejności. Jest to najszybsza droga do pomyłki w
przeprowadzonych pomiarach i obserwacjach, co skutkuje odrzuceniem sprawozdania.
7.
Przebieg ćwiczenia
7.1
Zapoznaj się z budową stanowiska laboratoryjnego. Odszukaj i zidentyfikuj wszystkie
elementy jego wyposażenia oraz przyrządy pomiarowe.
7.2
Spytaj prowadzącego zajęcia, który katalog zawiera przykładowe dane sonometru oraz
pliki dźwiękowe i wideo. Skopiuj ten katalog i zmień jego nazwę na związaną z grupą
studencką i zespołem laboratoryjnym.
Obsługa sonometru
7.3
Włącz zasilanie sonometru. Przełącznikiem LEVEL ustaw najniższy zakres 30-80dB.
Wybierz tryb pracy FAST. Przełącznikiem A/C wybierz charakterystykę korekcji typu
A. W trybie A (na wyświetlaczu wyświetla się napis dBA) charakterystyka jest zbliżona
do charakterystyki odpowiedzi częstotliwościowej ludzkiego ucha. Ten tryb należy
stosować do pomiaru natężenia hałasu. W trybie C (na wyświetlaczu wyświetla się
napis dBC) charakterystyka jest prawie płaska. Ten tryb należy stosować do pomiaru
dźwięków generowanych przez urządzenia mechaniczne.
7.4
Sprawdź, jaki jest poziom dźwięku (tła) w warunkach ciszy w laboratorium. Jak
zachowują się wskazania przyrządu?
7.5
Zmierz poziom dźwięku dla kilku przykładowych sytuacji i źródeł – rozmowa,
klaśnięcie, normalnie grające radio. Możesz wykorzystać funkcję MAX/MIN. Ta
5
2016-04-22
funkcja pozwala użytkownikowi odczytać wartość najwyższą (MAX) lub najniższą
(MIN). {a) Przyciśnij przełącznik MAX/MIN. Na wyświetlaczu pojawi się napis MAX, a
miernik przejdzie w tryb wyświetlania wartości maksymalnej. b). Przyciśnij ponownie
przełącznik MAX/MIN. Na wyświetlaczu pojawi się napis MIN, a miernik przejdzie w
tryb wyświetlania wartości minimalnej. c). Kolejne przyciśnięcie przełącznika
MAX/MIN powoduje przejście miernika w normalny tryb.} Jaki jest poziom dźwięku
poszczególnych źródeł? Jakie problemy sprawia ich rejestracja przy pomocy miernika?
W jaki sposób najlepiej wykonać pomiar dla chwilowych źródeł dźwięku?
7.6
Wykorzystaj z katalogu Dzwieki testowe sygnały audio – od 100Hz do 10kHz, 44.1kHz
próbkowania 16bitowego. Sprawdź w jednakowej odległości, najlepiej 1m, poziom
generowanego dźwięku. Każdy pomiar wykonaj również w odległości 2 i 3 metrów.
Jaki jest poziom zmierzonego dźwięku dla każdego sygnału? Jak wpływa i z czego
wynika zmiana częstotliwości na wynik? Jak wpływa na wynik zmiana odległości?
7.7
Wykorzystaj fakt, że okna laboratorium SB012 znajdują się tuż przy ulicy
Krzywickiego. Przez okno wykonaj pomiar dźwięku. Wykorzystaj funkcję REC dla
zarejestrowania dźwięków. {W tym celu przyciśnij przełącznik REC, aby włączyć tryb
archiwizacji pomiarów. Miernik zapamiętuje do 32000 rekordów pomiarowych,
zawierających wynik pomiaru, datę oraz czas wykonania. Wszystkie dane mogą zostać
odczytane po połączeniu miernika z komputerem PC. Oprogramowanie to umożliwia
odczyt danych z wewnętrznej pamięci miernika, transmisję do PC oraz archiwizację
danych w komputerze. W celu wyjścia z trybu zapisu danych przyciśnij jeszcze raz
przełącznik REC. W przypadku przepełnienia pamięci miernika na wyświetlaczu
pojawia się komunikat FULL. Aby skasować pamięć, przy wyłączonym mierniku
przyciśnij i przytrzymaj przycisk REC i jednocześnie przyciśnij i przytrzymaj włącznik
zasilania, aż na wyświetlaczu pojawi się napis „CLR”.} Jaki jest poziom „ciszy”? Jaki
jest poziom dźwięku generowanego przez typowe pojazdy? Czy zależy on od typu
pojazdu, prędkości? Czy możliwa jest ręczna rejestracja wyników pomiarów przy
choćby średnim natężeniu ruchu?
Analiza plików dźwiękowych i wideo
7.8
Uruchom program Audacity. Wczytaj z katalogu z przykładowymi danymi plik mp3,
który jest ścieżką dźwiękową pliku wideo o tej samej nazwie, a zawierającego
kilkuminutowy zapis ruchu drogowego – droga krajowa nr 7, w kierunku Gdańska,
wylot z Łomianek, ograniczenie prędkości 70km/h.
6
7.9
2016-04-22
Powiększ maksymalnie okno programu i rozciągnij przebieg/pliku dźwiękowy oraz
powiększ odpowiednio do potrzeb sam wykres natężenia dźwięku. Znajdź (można
wykorzystać Narzędzie obwiedni) na wykresie 3 miejsca o największym natężeniu
dźwięku. Zrób zrzut ekranu, zapisując te fragmenty.
7.10 Otwórz w programie GOM Player plik avi o tej samej nazwie, co plik dźwiękowy mp3
analizowany w programie Audacity. Znajdź fragmenty, znalezione wcześniej w
programie Audacity. Zrób zrzut klatki obrazu do schowka – klasyczna kombinacja
klawiszy Ctrl+C.
Zapisz tę klatkę. Jakie jest źródło tych dźwięków? Od czego może
zależeć ich natężenie? Co może na nie wpływać?
Analiza zapisanych danych
7.11 Uruchom program Sound Level Meter. Otwórz (File -> Open) plik z danymi txt o tej
samej nazwie, co plik dźwiękowy mp3 analizowany w programie Audacity. Plik ten
zawiera dane rejestrowane w tym samym czasie, co obraz w pliku wideo. Powinno
otworzyć się okno DATALOGGER. Kliknij dwukrotnie na liście plików na wybrany
wcześniej plik – program powinien wczytać i wyświetlić dane. Powiększ wykres w taki
sposób, aby jedna kratka odpowiadała równo 1-2 sekundom.
7.12 Znajdź wyszukane wcześniej w programie Audacity fragmenty o największym
natężeniu dźwięku. Zrób zrzut ekranu.
Jaki jest poziom zarejestrowanych
dźwięków? Jaka jest zależność między wykresem w programie Audacity a graficzną
reprezentacją danych? Z jaką częstotliwością były zapisywane dane?
7.13 Wyeksportuj dane do programu Excel. Wykonaj wykres natężenia dźwięku w funkcji
czasu. Zapisz plik.
7.14 W oknie DATALOGGER zaimportuj dane z drugiego pliku txt. Znajdź trzy fragmenty
o największym natężeniu dźwięku. Wykonaj punkty 7.8 do 7.13, ale W ODWROTNEJ
KOLEJNOŚCI niż poprzednio, czyli od danych, przez plik wideo do pliku audio.
Wykonaj eksport danych, zrzuty ekranu oraz odpowiedz na pytania.
7
8.
2016-04-22
Wykonanie sprawozdania
Nie należy umieszczać w sprawozdaniu podstaw teoretycznych, ani opisów stanowiska
laboratoryjnego. Sprawozdanie musi zawierać wszystkie wyniki pomiarów i obserwacji
prezentowane wg kolejności ich wykonania. Każdy z nich musi być opatrzony numerem
punktu instrukcji wg, którego został zarejestrowany. W sprawozdaniu muszą się znaleźć
odpowiedzi na wszystkie postawione w instrukcji pytania oraz odpowiedni komentarz do
uzyskanych wyników badań symulacyjnych.
Zarówno opisy, jak i odpowiedzi, mają być zwięzłe, ale przedstawione pełnymi
zdaniami. Wnioski powinny zawierać podsumowanie przeprowadzonych badań. Szczególny
nacisk
należy
położyć
na
zaprezentowanie
różnic
oraz
podobieństw
pomiędzy
poszczególnymi wynikami i obserwacjami, np. różnice i podobieństwa w formatach
transmisji, czy zależności czasowe przy zmianach szybkości transmisji.
9.
Literatura
Instrukcja obsługi sonometru http://www.stratos.pl/specyfikacje/19809.pdf ,
http://www.cim.pw.edu.pl/zoios_oceny/sensoryka/sonometr.pdf ,
http://www.imc.pcz.czest.pl/imtits/pliki_MiSP/C-07.pdf ,
http://www.gddkia.gov.pl/userfiles/articles/u/uwagi-koncowe-izalaczniki_2578//documents/wytyczne.pdf ,
http://www.its.waw.pl/doc_media/wezel_1770/Biuletyn%206-2010.pdf ,
http://www.ietu.katowice.pl/wpr/Dokumenty/Materialy_szkoleniowe/Szkol2/06-pawlas.pdf .
8

Hałas w ruchu drogowym - pomiary i analiza

Transkrypt

Podobne dokumenty

Zastępca Dyrektora Opery Wrocławskiej

CP invoxia Swissvoice POL