STATISTICAL ASSESSMENT OF ENVIRONMENTAL NOISE GENERATED BY ROAD TRAFFIC / STATISTINIS APLINKOS TRIUKŠMO, SKLINDANČIO NUO KELIŲ TRANSPORTO, ĮVERTINIMAS / СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА, ПРОИЗВОДИМОГО АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Abstract

The necessity to check requirements for sound insulation of new building façades against outdoor noise and for estimating noise pollution of the residential area comprise the assessment of environmental noise taking in situ measurements that are mainly carried out under the standardized method presented in the EU directives and Lithuanian legislation. For these estimations, annual composite daily equivalent sound pressure level Ldеn becomes obligatory. When the value of this descriptor is determined from measurements, it is relevant to reasonably reduce a time interval of the performed measurement. The possibilities of determining the noise level Ld ,12h of the day (12h) undertaking annual Lden assessment making short-term (15÷60 min.) measurements is dealt in this work. In this way, the sensitivity of the set of statistical descriptors to variations in sound pressure levels was investigated. The paper proposes that the obtained instantaneous A-weighted sound pressure levels with F (fast) time weighting histogram of distribution density may be used for characterizing noise pollution in the sites. When traffic noise emitted from arterial town roads with stationary traffic takes a dominating position, the form of these histograms is close to normal distribution density with corresponding statistical parameters: average, standard deviation, asymmetry coefficient and percentiles. The experimental measurements have established that an asymmetry coefficient and an introduced descriptor– the rank of percentile Neq% are the most sensitive to noise variations. The last one is more preferable due to its exclusive relationships with an equivalent level– the corresponding value of this rank of percentile PNeq that coincides with the equivalent level of the measured time interval. It has been found that the introduced descriptor Neq is very sensitive for indicating the dissimilarity of environmental noise (the presence of a casual impulse or high energy noise events). In-situ measurements of the vicinity of roads with intensive traffic in Vilnius City, where stationary urban traffic noise is dominating, indicate that the values of Neq rank obtained during short-term (15÷60 min) intervals in the period from7:00 to 19:00 are stable and vary from 69% to 74%. When non-stability occurs, a significant increase in the values of this descriptor may be applied as criteria for indicating noise events other than traffic noise and may be used for determining the interval limits of short-term stationary measurement. Santrauka Projektuojant naujus gyvenamuosius pastatus, vertinant gyvenamųjų vietų taršą Lietuvoje ir Europos Sąjungos valstybėse, privaloma vertinti aplinkos triukšmą. Tam taikomas privalomas metinis mišrusis paros ekvivalentinis garso slėgio lygis Ldvn . Kai šio rodiklio vertė matuojama, svarbu pagrįstai mažinti matavimo trukmę. Nagrinėjamos 12 dienos valandų ekvivalentinio garso slėgio lygio Ld ,12h , įeinančio į rodiklį Ldvn , nustatymo trukmės sumažinimo galimybės. Šiam tikslui nagrinėjamas gaunamų rezultatų įvairių statistinių rodiklių jautrumas garso slėgio lygio pokyčiams. Parodyta, kad gaunamos momentinių A svertinių garso slėgio lygių su F laiko svertimi tankio pasiskirstymo histogramos gali būti taikomos triukšmo aplinkai apibūdinti. Kai aplinkos triukšme dominuoja nuo arterinių miesto kelių sklindantis intensyvus transporto triukšmas, šių histogramų forma artėja prie normaliojo skirstinio tankio su atitinkamais statistiniais rodikliais: vidurkiu, standartiniu nuokrypiu, asimetrijos koeficientu, procentiliais. Pagal eksperimentinius matavimus nustatyta, kad didesnį jautrumą garso slėgio pokyčiams turi asimetrijos koeficientas ir įvestas rodiklis—procentilio eilė Neq% . Ši procentilio eilės vertė nustatoma, kai ją atitinkanti procentilio vertė PNeq sutampa su matavimo laiko intervalo ekvivalentiniu lygiu. Nustatyta, kad rodiklio Neq vertė stipriai didėja esant sudedamųjų aplinkos triukšmo dalių, neatitinkančių kelių transporto triukšmo, pavyzdžiui, didelės energijos garso pliūpsnių. Nustatyta teorinė ir grafinė Neq priklausomybė nuo išmatuotų momentinių triukšmo lygių pasiskirstymo pločio, laikant, kad jie pasiskirstę pagal normaliojo skirstinio dėsnį. Natūriniai matavimai šalia kelių su intensyviu srautu Vilniaus mieste, kai dominuoja pastovus kelių transporto triukšmas, parodė, kad trumpalaikė (15÷60 min) rodiklio Neq vertė nuo 7:00 iki 19:00 yra stabili ir svyravo 69÷74%. Todėl žymus šio rodiklio padidėjimas gali būti naudojamas kaip rodiklis kitiems triukšmams, nebūdingiems nagrinėjamai aplinkai, nustatyti ir taikomas trumpalaikio matavimo intervalo riboms įvertinti. Резюме При проектировании строительства жилых домов, а также для изучения загрязненности жилых районов в Литве, как и в странах Европейского Союза, обязательной является оценка шума окружающей среды. Оценка производится на основе установленного в директивах Европейского Союза и законах Литвы среднегодичного комбинированного суточного оценочного уровня звукового давления Ldеn .В случаях, когда значения этого показателя определяются из измерений, актуальной задачей становится обоснованное уменьшение продолжительности измерений. В настоящей работе рассматриваются возможности уменьшения времени измерений при определении входящего в Ldеnдневного (12-часового) эквивалентного уровня звукового давления Ld ,12 h . В этих целях исследовалась чувствительность статистических параметров получаемых результатов к изменениям измеряемого уровня звукового давления. Показано, что получаемые гистограммы распределений плотности корректированных по А уровней звукового давления с F коррекцией во времени могут служить базой для характеристики шума окружающей среды. В случае, когда в шуме окружающей среды доминирует транспортный шум, распространяемый от магистральных городских дорог с интенсивным постоянным транспортным потоком, форма таких гистограмм приближается к плотности нормального распределения с соответствующими статистическими параметрами: средним, стандартным отклонением, коэффициентом асимметрии, процентилями. Проведенные экспериментальные измерения показали, что наибольшая чувствительность к изменениям уровня звукового давления имеет коэффициент асимметрии и вводимый новый параметр – ранг процентиля Neq% . Численное значение этого ранга определяется через соответствующее ему значение процентиля PNeq , которое в выбранном интервале измерения совпадает с величиной эквивалентного уровня шума. Установлено, что значения параметра Neq значительно растут в случаях, когда шум окружающей среды содержит составляющие, не соответствующие транспортному шуму, напр., звуковые события большой энергии. В предположении нормального закона распределения измеряемых уровней шума получена теоретическая и построена графическая зависимости Neq от ширины нормального распределения. Натурные измерения, проведенные в дневное время от 7:00 до 19:00 час. вблизи дорог с интенсивным транспортным потоком в г. Вильнюсе, когда доминирует постоянный шум дорожного движения, показали, что установленные в коротких (15÷60 мин.) интервалах времени значения параметра Neqявляются достаточно стабильными и изменяются от 69 до 74 %. Случаи значительного увеличения значений этого показателя могут быть использованы в качестве индикатора для оценки звуковых событий, не соответствующих транспортному шуму, а также для достоверности оценки дневного уровня Ld ,12 h по измерениям в коротких интервалах времени.