Спосіб побудови карт шуму

Реферат: UA 84157 U UA 84157 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до області акустики, а конкретно - до способів моделювання процесів поширення звуку на території. Також корисна модель належить до картографії - до побудови так званих карт шуму, які являють собою графічне зображення картини розподілу шуму на території, на яких точки з однаковими значеннями рівня звуку (або рівнів звукового тиску в певних смугах частот) з'єднують між собою ізолініями. Також корисна модель належить до опису даних від тривимірного зображення об'єктів (у вигляді хвильових фронтів), утворених при поширенні звукової хвилі. Відомий спосіб побудови карт шуму, що включає визначення значень рівня звукового тиску в контрольних точках на досліджуваній території, і позначення на плані зон з однаковими рівнями [ДСТУ 2867-94. Шум. Методи оцінювання виробничого шумового навантаження]. Про безпосередню технологію позначення на плані зон з однаковими рівнями там додатково вказується, що: «…на сторонах квадратів координатної сітки за наявності непостійного шуму на постійних, робочих місцях між вузлами з позначеними еквівалентними рівнями шуму необхідно знайти та позначити лише цифрою місця розміщення допустимих еквівалентних рівнів шуму (наприклад, 80 дбА), а також рівнів шуму, вищих від допустимих послідовно на 5 дбА (наприклад, 85 дбА та ін.). Суміжні точки на сторонах квадратів координатної сітки з однаковими допустимими еквівалентними рівнями шуму (наприклад, "80"), необхідно послідовно з'єднати між собою прямими або плавно згинальними лініями, які всі разом складають верхню межу першої шумової зони (наприклад, до 80 дбА) та водночас становлять нижню межу другої шумової зони…». Недоліком даного способу є низька точність, оскільки вірогідно відомі тільки саме значення рівня звукового тиску безпосередньо в самих контрольних точках, число яких є невеликим, а у всіх інших розрахункових точках, розташованих між зазначеними контрольними точками, розрахункові рівні звукового тиску визначаються свавільно. Інтерполяція проміжних значень у всіх розрахункових точках, що лежать між контрольними точками, зводиться до прокладання прямої або плавно вигнутої лінії, що навряд чи ураховує закономірності поширення звуку. Також недоліком даного способу є те, що тип джерела шуму (наприклад, точкове, лінійне джерело шуму або яке-небудь інше) при побудові карт шуму зовсім не враховується, у той час як закономірності зниження шуму зі збільшенням відстані від джерел шуму різного типу, природно, зовсім різні між собою. Так, від лінійного джерела шуму зниження рівня звукового тиску пропорційно збільшенню відстані, а від точкового - пропорційно збільшенню квадрата відстані. Однак тип джерела шуму (точкове або лінійне) у відомому способі побудови карт шуму не враховується, і це додатковим чином знижує точність способу побудови карти шуму. Відомий спосіб побудови карти шуму, що включає визначення значень рівня звукового тиску в контрольних точках на досліджуваній території, ідентифікацію типу джерела шуму, наприклад, як точкове або лінійне джерело шуму, і обчислення невідомих значень рівня звукового тиску в розрахункових точках, розташованих між контрольними точками, з використанням відомих математичних залежностей, що описують поширення звуку для точкового або лінійного джерела шуму [Поспелов П.И. Борьба с шумом на автомобильных дорогах. М: Транспорт, 1981. – С. 19]. Відповідно до даної роботи, при заданому рівні звукового тиску L в ідом. , дБ на відстані від точкового джерела шуму rв ідом. , м шуканий рівень звукового тиску L нев ідом. , дБ на відстані rнев ідом. , м складає 45 50 55 (1) L нев ідом.  L в ідом.  20 lgrнев ідом. rв ідом. , дБ. Для лінійного джерела шуму математична залежність, що описує поширення звуку, згідно з тим же джерелом, має вигляд L нев ідом.  L в ідом.  10 lgrнев ідом. rв ідом. , дБ. (2) Недоліком способу є складність в застосуванні до побудови карт шуму: за допомогою залежностей (1) та (2) можливо розрахувати невідоме значення рівня звуку в розрахунковій точці, але для побудови саме карти шуму потрібно виконати інтерполяцію значень рівнів між контрольними точками, що не передбачено. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю до пропонованого способу є спосіб побудови карт шуму, що включає визначення значень рівня звукового тиску в контрольних точках на досліджуваній території, ідентифікацію типу джерела шуму, наприклад, як точкове або лінійне джерело шуму, і наступну інтерполяцію значень рівня звукового тиску в інших розрахункових точках, розташованих між контрольними точками, здійснювану з використанням відомих математичних залежностей, котрі описують поширення звуку для джерела шуму того чи іншого типу, наприклад, точкового або лінійного [Самойлюк Е.П., Сафонова Л.Г. Методика построения карты шума и оценки акустического благоустройства микрорайона. Днепропетровск, ДИСИ, 1974. – 32 с.]. Спосіб реалізований у відомому пристрої - шумографі, 1 UA 84157 U 5 10 15 20 25 30 який призначений виконувати інтерполяцію значень рівня звукового тиску в інших розрахункових точках, розташованих між контрольними точками, здійснювану з використанням відомих математичних залежностей, які описують поширення звуку для джерела шуму того чи іншого типу, наприклад, точкового або лінійного, тобто залежностей (1) і (2), і додатково описаний також в [Самойлюк Е.П. Боротьба з шумом у містобудуванні. / Самойлюк Е.П. - К.: Будівельник, 1975. - С. 63-69]. Недоліком зазначеного способу є несумісність з комп'ютерними засобами обробки даних, внаслідок чого великий обсяг обчислень й інших трудомістких маніпуляцій (наприклад, всі без винятку дії з пристроєм для здійснення зазначеного способу - шумографом) виконуються винятково вручну. Спосіб складний в реалізації у відриві від пристрою для його здійснення (тобто без шумографа побудувати карту шуму досить важко). Крім того, ідентифікацію типу джерела шуму можливо робити всього лише у двох варіантах, а саме як точкове або лінійне джерело шуму, для яких відомі закономірності у вигляді математичних залежностей, що описують поширення звуку (саме для точкового або лінійного, згідно з формулами (1) та (2)). Однак реальне джерело, шум від якого підлягає картографуванню, часто має іншу форму наприклад, це лінійне джерело шуму, але не прямолінійне, а вигнуте (у випадку вигнутої ділянки дороги з потоком автотранспорту, що рухається, коли цей потік здійснює поворот); або перетинання двох лінійних джерел шуму під прямим кутом (хрестоподібне перехрестя); просторове джерело (транспортна розв'язка) і т.п. Оскільки у відомий спосіб закладені тільки-но залежності, що описують поширення звуку тільки для точкового або лінійного джерел шуму, інтерполяція значень рівня звукового тиску в розрахункових точках, які перебувають у безпосередній близькості від таких непередбачуваних джерел складної форми, утруднена. Все це призводить до зниження точності побудови карт шуму у випадку наявності джерел шуму складної конфігурації (тобто тих, які неможливо ідентифікувати як точкові або як лінійні). Задачею корисної моделі є розробка способу побудови карт шуму, у якому за рахунок певної послідовності операцій здійснюється сумісність з комп'ютерними засобами обробки даних, як програмними, так й апаратними, розширюється типологія джерел шуму за рахунок забезпечення можливості картографувати шум від джерел будь-якої складної форми, що підвищує точність побудови карт шуму. Поставлена задача вирішується тим, що згідно із запропонованим способом побудови карт шуму, який включає визначення значень рівня звукового тиску в контрольних точках на досліджуваній території L в ідом. , дБ, ідентифікацію типу джерела шуму, і наступну інтерполяцію значень рівня звукового тиску в розрахункових точках досліджуваної території, розташованих між контрольними точками L нев ідом. , дБ, згідно з корисною моделлю, для кожного типу джерела 35 40 шуму визначають форму відповідного йому хвильового фронту, а зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення площ хвильових фронтів, що проходять через контрольні Sв ідом. й через розрахункові точки Sнев ідом. на досліджуваній території: L нев ідом.  L в ідом.  10 lgSв ідом. Sнев ідом. , дБ. Також поставлена задача вирішується тим, що для лінійного джерела шуму зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення відстаней від джерела шуму до контрольної точки rв ідом. , м, і від джерела шуму до розрахункової точки rнев ідом. , м: 45 L нев ідом.  L в ідом.  10 lgrв ідом. rнев ідом. , дБ. Також поставлена задача вирішується тим, що для точкового джерела шуму зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення відстаней від джерела шуму до контрольної точки rв ідом. , м, і від джерела шуму до розрахункової точки rнев ідом. , м: 50 L нев ідом.  L в ідом.  20 lgrв ідом. rнев ідом. , дБ. Також поставлена задача вирішується тим, що для плоского джерела шуму у формі прямокутника зі сторонами А, м, В, м зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення відстаней від джерела шуму до контрольної точки rв ідом. , м, і від джерела шуму до розрахункової точки rнев ідом. , м: L нев ідом.  L в ідом.  AB  rвід ом. 2rвід ом.  A  B      AB  r  невід ом. 2rневід ом.  A  B     10 lg , 2 дБ. UA 84157 U 5 10 15 20 25 30 Обчислення відношення площ хвильових фронтів, що проходять через контрольні й через розрахункові точки на досліджуваній території, забезпечує подальше виконання інтерполяції. Побудова проекцій хвильових фронтів, які проходять через контрольні й через розрахункові точки на досліджуваній території, утворює ізолінії, котрі з'єднують точки з однаковими рівнями звукового тиску, і, таким чином, забезпечує графічну побудову карти шуму. Обчислення конкретного відношення площ хвильових фронтів Sв ідом. Sнев ідом. , що зв'язують відомі рівні звукового тиску L в ідом. . У контрольних точках і невідомі рівні звукового тиску L нев ідом. в інших розрахункових точках дозволяє знайти взаємозв'язок між L в ідом. і L нев ідом. , і в остаточному підсумку забезпечує інтерполяцію. Корисна модель ілюструється на кресленнях (фіг. 1-7), де показані: Фіг. 1 - хвильовий фронт від лінійного джерела довжиною h у півпросторі, обмеженому поверхнею землі, на відстані rв ідом. від нього. Контрольна точка з рівнем звукового тиску L в ідом. , дБ перебуває на його поверхні. Фіг. 2 - хвильовий фронт від точкового джерела в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, на відстані L в ідом. від нього. Контрольна точка з рівнем звукового тиску L в ідом. , дБ перебуває на його поверхні. Фіг. 3 - хвильовий фронт від лінійного джерела довжиною h у півпросторі, обмеженому поверхнею землі, на відстані L в ідом. від нього (те ж, що й на фіг. 1), а також хвильовий фронт від того лінійного джерела на відстані rнев ідом. від нього: (тобто два хвильових фронти на одному кресленні). Розрахункова точка із шуканим рівнем звукового тиску L нев ідом. , дБ перебуває на його поверхні другого (зовнішнього) хвильового фронту. Фіг. 4 - хвильовий фронт від точкового джерела в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, на відстані rв ідом. від нього (те ж, що й на фіг. 2), а також хвильовий фронт від того точкового джерела на відстані rнев ідом. від нього: (тобто два хвильових фронти на одному кресленні). Розрахункова точка із шуканим рівнем звукового тиску L нев ідом. , дБ перебуває на поверхні його другого (зовнішнього) хвильового фронту. Фіг. 5 - плоске джерело шуму у формі прямокутника з розмірами сторін А, м; В, м, що лежить на поверхні землі. Фіг. 6 - хвильовий фронт від плоского джерела шуму у формі прямокутника з розмірами сторін А, м; В, м у півпросторі, обмеженому поверхнею землі, на відстані rв ідом. від нього. Розрахункова точка з шуканим рівнем звукового тиску L нев ідом. , дБ перебуває на поверхні його хвильового фронту. Фіг. 7 - хвильовий фронт від плоского джерела шуму у формі прямокутника з розмірами сторін А, м; В, м у півпросторі, обмеженому поверхнею землі, на відстані rв ідом. від нього (те ж, 35 40 45 50 що й на фіг. 6), а також хвильовий фронт від того плоского джерела на відстані rнев ідом. від нього: (тобто два хвильових фронти на одному кресленні). Розрахункова точка із шуканим рівнем звукового тиску L нев ідом. , дБ перебуває на поверхні другого зовнішнього) хвильового фронту. Спосіб реалізується таким чином. Здійснюють натурні виміри рівнів звукового тиску в ряді контрольних точок, розташованих на досліджуваній території. Згідно з діючими нормативами, які регламентують правила проведення акустичних вимірів, ці контрольні точки категорично забороняється розміщати безпосередньо усередині джерела шуму, чи ньому самому. Відповідно до нормованої методики проведення таких досліджень, вони розташовуються на уявлюваній поверхні, що оточує джерело шуму, віднесеній від нього на відстань rв ідом. . Ця уявлювана поверхня з'єднує точки, що перебувають в однакових фазах, і утворює так званий хвильовий фронт. Так, наприклад, відповідно до ГОСТ 20444-85 "Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики", п. 4.1. "при проведении измерения шумовой характеристики транспортного потока, …, измерительный микрофон должен располагаться на тротуаре или обочине на расстоянии (7,5±0,2) м от оси ближней к точке измерения полосы или пути движения транспортных средств на высоте (1,5±0,1) м от уровня покрытия проезжей части или головки рельса". Таким чином, для виміру шуму транспортних потоків у містах України діючими нормативними документами стандартизоване значення rв ідом.  7,5 м . 3 UA 84157 U 5 10 15 Хвильовий фронт, що поширюється від лінійного джерела шуму великої довжини у вільному просторі, являє собою циліндр із радіусом основи rв ідом.  7,5 м і висотою h , що відповідає довжині джерела; а хвильовий фронт, що поширюється від лінійного джерела шуму великої довжини, (яким є, наприклад, реальний транспортний потік), у півпросторі, обмеженому поверхнею землі (приймемо, що вниз, усередину землі, звук не поширюється, а розглядається тільки його розповсюдження в повітрі) - фрагмент, або половину такого циліндра (фіг. 1). Якщо, наприклад, досліджується шум від точкового джерела в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, хвильовий фронт буде представляти півсферу з радіусом rв ідом. (фіг. 2). Для будь-яких більше складних за конфігурацією джерел шуму на підставі принципу Гюйгенса будують хвильовий фронт, належний даному джерелу шуму. Якщо, наприклад, досліджують шум від плоского джерела у формі прямокутника з розмірами сторін А, м; В, м, представленого на фіг. 5, необхідно побудувати належний йому хвильовий фронт, представлений на фіг. 6. Обчислюють значення площ хвильових фронтів Sв ідом. , що проходять через дані контрольні точки, віднесені від джерела шуму на відстань rв ідом. . Площа хвильового фронту лінійного джерела шуму великої довжини в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, представленого на фіг. 1, може бути, наприклад, обчислена як половина площі бічної поверхні циліндра з радіусом основи rв ідом.  7,5 м і висотою h , що дорівнює довжині лінійного джерела. У такому випадку 20 25 30 (3) S в ідом.  rв ідом.  h, м 2 , де h - довжина лінійного джерела шуму, м. Площа хвильового фронту точкового джерела шуму в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, представленого на фіг. 2, може бути, наприклад, обчислена як площа бічної поверхні півсфери з радіусом rв ідом. . У такому випадку (4) Sвідом.  2rвідом.2 , м2 . У випадках будь-яких інших форм джерел шуму, (і, як наслідок, будь-яких інших форм хвильових фронтів від них) площі цих хвильових фронтів повинні бути розраховані за відповідними формулами. Так, наприклад, для плоского джерела у формі прямокутника з розмірами сторін А, м; В, м; представленого на фіг. 5, будують належний йому хвильовий фронт, представлений на фіг. 6, і обчислюють його площу поверхні. Площа поверхні хвильового фронту, представленого на фіг. 6, наприклад, може бути обчислена як Sвідом.  AB  2rвідом.2  rвідом. A  rвідом.B, м2 . 2 Абсолютне значення інтенсивності звуку Iв ідом. , вираженої у Вт/м , в контрольній точці, розташованій на поверхні хвильового фронту, відповідно до законів фізики, визначається за формулою Iв ідом.  P / S в ідом. , Вт / м 2 , 35 (5) де Р - акустична потужність джерела, виражена у Вт. Відносний логарифмічний рівень звукового тиску L в ідом. , у даних контрольних точках, виражений у дБ, пов'язаний з абсолютним значенням інтенсивності звуку в цих же точках Iв ідом. , 2 вираженим у Вт/м , залежністю L в ідом. 40  Iвід ом.     12   10 lg  10  , (6) дБ , де 10 12 Вт / м 2 - значення інтенсивності звуку на порозі чутності. Ця ж формула (6) з урахуванням співвідношення (5) може бути записана як  P  12 S від ом. 10  10 lg     , (7) L в ідом. дБ . 2 Обчислюють значення площ хвильових фронтів Sнев ідом. , м , що проходять через будь-які інші розрахункові точки, віднесені від джерела шуму на відстань rнев ідом. , м. Тут можна застосувати наступне спрощення, оскільки мова йде про один й той самий хвильовий фронт, що поширюється від того самого джерела звуку, дві площі поверхні якого 4 UA 84157 U 2 5 Sв ідом. і Sнев ідом. , м обчислюються на різних відстанях від джерела звуку - відповідно відстанях rв ідом. . і rнев ідом. , м. Таким чином, Sв ідом. і Sнев ідом. у випадку того самого джерела можуть бути обчислені з використанням однієї й тієї ж закономірності. Так, наприклад, площа хвильового фронту лінійного джерела шуму великої довжини в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, представленого на фіг. 3, може бути, наприклад, обчислена як половина площі бічної поверхні циліндра з радіусом основи rнев ідом.  7,5 м і висотою h , що дорівнює довжині лінійного джерела, тобто S нев ідом.  rнев ідом.  h, м 2 , 10 (8) де h - довжина лінійного джерела шуму, м. Звертаємо увагу, що фіг. 3 містить у собі фіг. 1, тобто на фіг. 3 показані дві поверхні того ж 2 самого хвильового фронту, площі яких Sв ідом. і Sнев ідом. , м можуть бути обчислені на різних відстанях від джерела звуку rв ідом. і rнев ідом. , м відповідно. Площа хвильового фронту точкового джерела шуму в півпросторі, обмеженому поверхнею землі, представленого на фіг. 4, може бути, наприклад, обчислена як площа бічної поверхні півсфери з радіусом rнев ідом. , м. У такому випадку 15 20 25 (9) Sневідом.  2rневідом.2 , м2 , Звертаємо увагу, що фіг. 4 містить у собі фіг. 2, тобто на фіг. 4 показані дві поверхні того ж 2 самого хвильового фронту, площі яких Sв ідом. і Sнев ідом. , м можуть бути обчислені на різних відстанях від джерела звуку rв ідом. і rнев ідом. , м відповідно. У випадках будь-яких інших форм джерел шуму, (і, як наслідок, будь-яких інших форм хвильових фронтів від них) площі цих хвильових фронтів повинні бути розраховані за відповідними формулами. Так, наприклад, для плоского джерела у формі прямокутника з розмірами сторін А, м; В, м; представленого на фіг. 5, будують належний йому хвильовий фронт, представлений на фіг. 7, і обчислюють його площу поверхні. Звертаємо увагу, що фіг. 7 містить у собі фіг. 6, тобто на фіг. 7 показані дві поверхні того ж 2 самого хвильового фронту, площі яких Sв ідом. і Sнев ідом. , м можуть бути обчислені на різних відстанях від джерела звуку rв ідом. і rнев ідом. , м відповідно. Площа поверхні хвильового фронту, представленого на фіг. 7, наприклад, може бути обчислена як: 30 35 Sневідом.  AB  2rневідом.2  rневідом. A  rневідом.B, м2 . Аналогічно попереднім теоретичним положенням, абсолютне значення інтенсивності звуку в цих розрахункових точках, розташованих на поверхні хвильового фронту Iнев ідом. , виражене у 2 Вт/м , відповідно до законів фізики, визначається за формулою (10) Iнев ідом.  P / S нев ідом. , Вт / м 2 , де Р - потужність джерела, виражена у Вт. Відносний логарифмічний рівень звукового тиску L нев ідом. , у даних контрольних точках, виражений у дБ, пов'язаний з абсолютним значенням інтенсивності звуку в цих же точках 2 Iнев ідом. , вираженим у Вт/м , залежністю: L нев ідом.  Iневід ом.    12    10 lg  10  , (11) дБ , де 10 12 Вт / м 2 - значення інтенсивності звуку на порозі чутності. Ця ж формула (7) з урахуванням співвідношення (6) може бути записана як:  P  12 S  невід ом. 10  10 lg 40    , (12) L нев ідом. дБ . Іншими словами, вираження (5) формально аналогічно (10), вираження (6) формально аналогічно (11), вираження (7) формально аналогічно (12), і відрізняються вони тільки індексами відом. і невідом., що вказують на приналежність до відповідної точки: (індекс відом. - до контрольної точки, де рівень звукового тиску вже відомий на основі проведених раніше натурних вимірів; невідом. - до розрахункової точки, де рівень звукового тиску невідомий і його потрібно визначити з 5 UA 84157 U метою наступного картографування шумового режиму). Дійсно, оскільки відстані від джерела шуму до контрольної точки rв ідом. , м і від джерела шуму до розрахункової точки rнев ідом. , м 5 10 неоднакові між собою: rв ідом.  rнев ідом. , відповідно, неоднакові й площі хвильових фронтів Sв ідом. і Sнев ідом. , що проходять через зазначену контрольну й розрахункову точку: Sв ідом.  Sнев ідом. . Тому фіг. 3, 4, 7 містять подвійні поверхні хвильових фронтів: одна з яких побудована на відстані rв ідом. , м, а друга - на відстані rнев ідом. , м від джерела шуму. Якщо розрахункова точка лежить далі від джерела, чим контрольна (у напрямку поширення звукової хвилі): (13) rв ідом.  rнев ідом. , м , відповідно площа хвильового фронту, що проходить через неї Sнев ідом. буде більше, ніж площа фронту Sв ідом. , що проходить через контрольну точку: 15 20 (14) S в ідом.  S нев ідом. , м 2 . Це положення наочно візуалізовано на фіг. 3, 4, 7. Що ж стосується акустичної потужності джерела P , Вт, яка входить у формули (5) і (10), то вона в обох випадках буде однакова згідно з законом збереження енергії: потужність того самого джерела однакова незалежно від положення будь-яких контрольних і розрахункових точок, у яких вимірюють інтенсивність на поверхні хвильового фронту. А от при дотриманні 2 нерівностей (13) і (14) інтенсивність у розрахунковій точці Iнев ідом. , Вт/м буде менше, ніж 2 інтенсивність у контрольній точці Iв ідом. , Вт/м . Iв ідом.  Iнев ідом. , Вт / м 2 . Це і є загальновідоме явище спаду інтенсивності звукового випромінювання в міру видалення від джерела. Розрахувати конкретний взаємозв'язок інтенсивності в контрольній точці Iв ідом. , і 25 інтенсивності в розрахунковій точці Iнев ідом. можливо, виразивши (5) і (10) через звукову потужність, і потім дорівнявши їх між собою:  P  Iв ідом.  S в ідом. , Вт  P  Iнев ідом.  S нев ідом. , Вт  P  Iв ідом.  Sв ідом.  Iнев ідом.  Sнев ідом. , Вт 30 S в ідом. , Вт / м 2 . S нев ідом. Аналогічно для пари рівнянь (7) і (12) Iнев ідом.  Iв ідом.     P   12   S 10  , дБ L в ідом.  10 lg  від ом.     P    S 10 12    невід ом.  , дБ L нев ідом.  10 lg  де 10 12 Вт/м - значення інтенсивності звуку на порозі чутності, однакове в обох випадках. 12 L , дБ  в ідом.  10 lg Р  10 lg S в ідом.  10  L нев ідом.  10 lg Р  10 lg S нев ідом.  10 12 , дБ  2       12 10 lg Р  L , дБ в ідом.  10 lg S в ідом.  10   10 lg Р  L нев ідом.  10 lg S нев ідом.  10 12 , дБ  35   10 lgS     12 L нев ідом.  L в ідом.  10 lg S нев ідом.  10 12 , дБ в ідом.  10 звідки одержуємо остаточне вираження 6 UA 84157 U  Sвід ом.    S   невід ом.  ,  10 lg 5 (15) L нев ідом.  L в ідом. дБ . Використовуючи зазначене кінцеве співвідношення, винесене в формулу корисної моделі, обчислюють значення рівня звукового тиску в будь-якій розрахунковій точці. Таким чином, безпосередньо для обчислювальних дій необхідно знати три параметри: 1) значення рівня звукового тиску в контрольних точках на досліджуваній території L в ідом. , ДБ; 2 2) площу хвильового фронту Sв ідом. , м (що проходить через дану контрольну точку, віднесену від джерела шуму на відстань rв ідом. , м); 2 3) площу хвильового фронту Sнев ідом. , м (що проходить через дану розрахункову точку, 10 віднесену від джерела шуму на відстань rнев ідом. , м). У випадку точкового джерела шуму вираження (15) спрощується за рахунок підстановки в нього значень площ хвильового фронту (у цьому випадку фронту від точкового джерела), обчислених раніше по формулах (4) і (9): L нев ідом.  L в ідом.  Sвід ом.    S   невід ом.   10 lg  rвід ом.    2  r  невід ом.   10 lg  L в ідом.  2rвід ом.2    2   2r невід ом.    10 lg  2  L в ідом.      L в ідом.  10 lg rв ідом. 2  10 lg rнев ідом. 2  (16)  rвід ом.    r   невід ом.  ,  20 lg 15 20  L в ідом.  20 lgrв ідом.   20 lgrнев ідом.   L в ідом. дБ Це вираження (16), отримане нами за допомогою математичних операцій з площами хвильових фронтів, еквівалентно відомому вираженню (1), отриманому експериментальним шляхом, такому, що являє собою одну з математичних залежностей, котрі описують поширення звуку для точкового джерела шуму (спад інтенсивності випромінювання пропорційно збільшенню квадрата відстані, що становить 6 дБ при подвоєнні відстані). Це обставина повністю підтверджує справедливість покладеної в основу корисної моделі теорії, відповідно до якої інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення площ хвильових фронтів, що проходять через контрольні й через розрахункові точки на досліджуваній території, при цьому це відношення обчислюють за формулою (15). У випадку лінійного джерела шуму вираження (15) спрощується за рахунок підстановки в нього значень площ хвильового фронту, у цьому випадку від точкового джерела, обчислених раніше за формулами (3) і (8): L нев ідом.  L в ідом. L в ідом.  Sвід ом.    S   10 lg  невід ом.   rвід ом.    r   невід ом.   10 lg  L в ідом.  rвід ом. h     r h   10 lg  невід ом.   L в ідом.  10 lgrв ідом.   10 lgrнев ідом.   .  rвід ом.    r   10 lg  невід ом.  , 25 30 35  (17)  L в ідом. дБ Це вираження (17), отримане нами за допомогою математичних операцій із площами хвильових фронтів, еквівалентно відомому вираженню (2), отриманому експериментальним шляхом, і такому, що являє собою одну з математичних залежностей, що описують поширення звуку для лінійного джерела шуму (спад інтенсивності випромінювання пропорційно збільшенню відстані, що становить 3 дБ при подвоєнні відстані). Це обставина повністю підтверджує справедливість корисної моделі, відповідно до якого інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення площ хвильових фронтів, що проходять через контрольні й через розрахункові точки на досліджуваній території, при цьому це відношення обчислюють за формулою (15). Таким чином, можливість реалізації пропонованого способу підтверджена повним збігом результатів обчислення в його окремих випадках (для точкового й для лінійного джерел шуму) із загальновідомими математичними залежностями (1) і (2). 7 UA 84157 U Для джерел шуму більш складної конфігурації, ніж точкове й лінійне джерело шуму, наприклад, для плоского джерела шуму у формі прямокутника (фіг. 5) також визначають форми хвильового фронту на відстанях rв ідом. і rнев ідом. від нього, після чого обчислюють площі їхньої 5 поверхні. Так, для плоского джерела шуму у формі прямокутника (фіг. 5) рівень звукового тиску в розрахунковій точці може бути підрахований за формулою: L нев ідом.  L в ідом.  Sвід ом.    S   10 lg  невід ом.    AB  2rвід ом.  rвід ом.A  rвід ом.B    2  AB  2r  невід ом.  rневід ом. A  rневід ом.B    10 lg 2  L в ідом. (18)  AB  rвід ом. 2rвід ом.  A  B     AB  r  невід ом. 2rневід ом.  A  B    10 lg  , дБ 10 . L нев ідом.  L в ідом. Застосування корисної моделі, як було показано вище, суттєво розширює типологію джерел шуму (за рахунок забезпечення можливості картографувати шум від джерел будь-якої складної форми) та дозволяє забезпечити сумісність з комп'ютерними засобами обробки даних, (як програмними, так й апаратними), а також за рахунок цього - й підвищення точності побудови карт шуму. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 1. Спосіб побудови карт шуму, що включає визначення значень рівня звукового тиску в контрольних точках на досліджуваній території L в ідом. , дБ, ідентифікацію типу джерела шуму і наступну інтерполяцію значень рівня звукового тиску в розрахункових точках досліджуваної території, розташованих між контрольними точками L нев ідом. , дБ, який відрізняється тим, що 20 для кожного типу джерела шуму визначають форму відповідного йому хвильового фронту, а зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють із використанням відношення площ хвильових фронтів, що проходять через контрольні Sв ідом. і через розрахункові точки Sнев ідом. на досліджуваній території: L невідом.  L відом. 25  Sвід ом.    S   10 lg невід ом.  , дБ . 2. Спосіб побудови карт шуму за п. 1, який відрізняється тим, що для лінійного джерела шуму зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення відстаней від джерела шуму до контрольної точки rвідом. , м, і від джерела шуму до розрахункової точки rневідом. , м: L невідом.  L відом. 30  rвід ом.    r   10 lg невід ом.  , дБ . 3. Спосіб побудови карт шуму за п. 1, який відрізняється тим, що для точкового джерела шуму зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення відстаней від джерела шуму до контрольної точки rвідом. , м, і від джерела шуму до розрахункової точки rневідом. , м: L невідом.  L відом.  35  rвід ом.    r   невід ом.  , 20 lg дБ . 4. Спосіб побудови карт шуму за п. 1, який відрізняється тим, що для плоского джерела шуму у формі прямокутника зі сторонами А, м, В, м зазначену інтерполяцію значень рівня звукового тиску здійснюють з використанням відношення відстаней від джерела шуму до контрольної точки rвідом. , м, і від джерела шуму до розрахункової точки rневідом. , м: L невідом.  Lвідом.  AB  rвід ом. 2rвід ом.  A  B      AB  r  невід ом. 2rневід ом.  A  B    10 lg , дБ . 8 UA 84157 U 9 UA 84157 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10