Умные датчики и средства анализа полученных данных помогают муниципальным властям Европы бороться с шумовым загрязнением.

По оценкам Европейского агентства по охране окружающей среды (EEA), каждый пятый житель континента ежедневно подвергается воздействию шума, уровень которого превышает рекомендации ЕС.

 Во многих крупных городах доля таких людей вдвое больше. И весь этот шум сказывается на здоровье. По оценкам специалистов, стресс, вызванный хроническим воздействием шума, ежегодно приводит к 48 000 новых случаев заболеваний сердечно-сосудистой системы и к 12 000 смертей в Европе.

Поиск источников шума

В настоящее время для поиска источников вредного шума и его устранения местные власти, компании и жители все чаще используют современные технологии. Например, в 2022 г. в Париже начали внедрять систему шумовых радаров.

Оснащенные микрофонами устройства устанавливаются на фонарных столбах и регистрируют особо громкие автомобили, мотоциклы и скутеры. Затем камеры используют технологию автоматического распознавания номеров для идентификации машины-нарушителя, владелец которой может быть оштрафован.

На пути к более тихому городу

Уровень шума железнодорожного и водного транспорта превышает шумовое загрязнение автомобильного или воздушного транспорта.

Кристиан Бёрк занимает должность руководителя отделения рельсовой инфраструктуры компании Kölner Verkehrs-Betriebe (KVB), которая эксплуатирует трамвайную сеть, состоящую из 199 км путей и 236 станций по всему Кельну, четвертому по величине городу Германии.

За пять лет до вступления в эту должность Бёрк занимался внедрением современных цифровых технологий и средств управления в транспортную систему города.

«Для нас шум и вибрация на рельсах представляют большую проблему, — говорит Бёрк. — Во-первых, мы работаем в густонаселенной части города. Если наш транспорт будет слишком шумным, это может причинить беспокойство горожанам. Во-вторых, сильная вибрация, если ее вовремя не устранить, ведет к значительному сокращению срока службы рельсовых путей».

Для нас шум и вибрация на рельсах представляют большую проблему

В целом трамваи с электроприводом двигаются очень тихо. Шум в основном возникает из-за контакта колес транспортного средства с неровностями рельсовых путей. Обычно такие неровности выявлялись вручную.

В KVB использовали отчеты водителей и инженеров по обслуживанию, которые периодически осматривали рельсы в поиске возможных проблем.

Чтобы найти лучшее решение, Бёрк обратился к специалистам по легкорельсовому транспорту в SKF. Компании хорошо знакомы друг с другом: SKF долгое время поставляет компоненты и оборудование для трамвайной сети Кельна.

«Я слышал о системе контроля рельсовых путей, которую компания SKF установила в Швеции, — вспоминает Бёрк, — и был уверен, что подобный подход может помочь нам улучшить работу в Кельне».

Через несколько месяцев разработки компания KVB установила систему контроля, основанную на решении SKF, которая уже работает в Гетеборге с 2019 г.

Система использует установленные на шести трамваях подшипники с датчиками SKF, которые передают информацию в центр регистрации данных. Когда транспортные средства движутся по своим обычным маршрутам, акселерометры в подшипниках измеряют действующую на колеса вибрацию, а дополнительные микрофоны регистрируют шум колес.

Это позволяет локализовать шумные участки рельсовых путей. Данные записываются с помощью регистратора SKF Multilog IMx-Rail и по защищенной беспроводной сети передаются в облачное хранилище SKF.

Когда колеса пересекают неровности рельсовых путей, акселерометры регистрируют их наличие, а также вибрацию. Затем с помощью комбинации данных с датчика GPS-положения и системы измерения пройденного трамваем расстояния специалисты по обслуживанию KVB могут определить точное местоположение потенциальной проблемы даже в туннелях, где отсутствует GPS-сигнал.

Интерактивная информационная панель с представлением пиков ускорения в виде точек на карте и поддержкой различных отчетов помогает специалистам по обслуживанию и руководству эффективнее выполнять свою работу.

Возможные причины неровностей и вибрации — дефекты рельсовых путей, в том числе плохие сварные швы, трещины и износ поверхностей качения. Для устранения таких проблем ремонтные бригады используют различные методы: повтор сварных швов, шлифование неровностей и замену дефектных участков пути.

Скрипящее колесо

Установленные в подшипники датчики вибрации не могут регистрировать все источники нежелательного шума.

Другая проблема трамваев — скрип, возникающий при проскальзывании одного или нескольких колес на поворотах.

Во-вторых, на основе собственного опыта в Гетеборге и испытаний, проведенных в Кельне, нам известно, что акселерометры в подшипниках оптимизированы для измерения звука, распространяющегося в твердых телах, и не очень хорошо регистрируют шум, передаваемый по воздуху, а скрип относится именно к такому виду».

Система контроля рельсовых путей в Кельне введена в эксплуатацию примерно год назад, и уже предварительных результатов оказалось достаточно для того, чтобы Бёрк с коллегами начали планировать дальнейшее расширение системы в KVB.

Результат — более тихая и надежная транспортная система в Кельне и более спокойная жизнь инженеров по обслуживанию компании KVB и жителей города.

Шум, связанный с другими видами транспорта, распространен не так широко, однако он также влияет на здоровье людей.

Органы регулирования уже десятки лет пытаются контролировать шумовое загрязнение. Например, начиная с 2002 г., Директива об оценке и регулировании шума окружающей среды требует от стран ЕС обеспечить контроль и регулирование уровня шума в городах и рядом с главными автодорогами, железнодорожными путями и аэропортами.

Источник информации-Evolution-деловой и технический журнал фирмы SKF.