The Challenge:
在墨西哥城(感覺好像平時用墨西哥城的多點)中心歷史區(qū)域的不同部分監(jiān)視和記錄噪聲等級,,使政府能夠設(shè)計和頒布法規(guī),,控制或預(yù)防這些噪聲。
The Solution:
開發(fā)包含十個節(jié)點的(感覺不大通,用“自主式”)分布式無線監(jiān)視系統(tǒng),,布置在墨西哥城的不同位置,,每隔30秒對噪聲等級進(jìn)行測量,每隔五分鐘將數(shù)據(jù)傳回主監(jiān)視站,。
"在硬件評估過程中,,我們決定使用NI產(chǎn)品,因為它相比成本更低的噪音測試儀具備了更好的測量質(zhì)量,、堅固性和可靠性,。"
位于控制中心的中央服務(wù)接口
墨西哥城市中心全天24小時都有持續(xù)的交通流量。在早晨和夜晚高峰時期的繁忙交通造成了難以解決的噪聲問題,。目前的標(biāo)準(zhǔn)建議噪聲應(yīng)該控制在白天68 db(A)以下,,夜晚65 db(A)以下。但是,,在大部分地區(qū)的噪聲等級測量結(jié)果在77 db(A)至82 db(A)之間,,已經(jīng)達(dá)到令人煩躁的程度,并且接近因為過度接觸噪聲而導(dǎo)致聽力喪失的程度,。因此,,墨西哥城政府決定使用高性價比的分布式系統(tǒng),利用稱為墨西哥市噪聲監(jiān)視系統(tǒng)(SIMAR-CH)的Wi-Fi無線程序,,監(jiān)視并測量在中心歷史區(qū)域不同部分的噪聲等級,。
我們將許多監(jiān)視節(jié)點放置在Zócalo Capitalino(即城市廣場)附近,其四周環(huán)繞著帶有宗教特色建筑設(shè)計和新西班牙中央政權(quán)的建筑物,。國家宮殿是在總都任期內(nèi)作為公共管理活動場所而建造的,,它位于東面。北面是城市教堂,,它以五個教堂正廳的結(jié)構(gòu)將巴羅克風(fēng)格和新經(jīng)典風(fēng)格結(jié)合在一起,。墨西哥市政府辦公室及其附屬建筑位于南面。
使用NI硬件和軟件開發(fā)無線監(jiān)視系統(tǒng)
我們選擇建立在有線體系結(jié)構(gòu)上的無線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),,因為它降低了成本,,提供了設(shè)置監(jiān)視系統(tǒng)時的靈活性。每個監(jiān)視節(jié)點基于運行Windows XP并帶有無線適配器的無顯示器(這點拿不準(zhǔn))工業(yè)PC和NI USB-9234動態(tài)信號分析儀(DSA),。在硬件評估過程中,我們決定使用NI產(chǎn)品,,因為它相比成本更低的噪音測試儀能夠提供更好的測量質(zhì)量,、堅固性和可靠性。
每個節(jié)點包含半英寸長的預(yù)極化IEC 61672級別1的麥克風(fēng),,安裝在位于道路地面上方4米處包含擋風(fēng)板,、防雨器、鳥刺的箱子內(nèi)。盡管每個節(jié)點都連接到城市電力系統(tǒng),,我們使用不間斷電源防止停電時丟失數(shù)據(jù),。節(jié)點每隔30秒對噪聲等級進(jìn)行測量,每隔五分鐘將數(shù)據(jù)傳送到主監(jiān)視站中,。
我們使用NI LabVIEW作為遠(yuǎn)程節(jié)點,,控制中心應(yīng)用程序和NI聲音與振動測量套件與聲音等級測量、加權(quán)濾波器,、倍頻分析的國際標(biāo)準(zhǔn)兼容(根據(jù)IEC 61260——電子聲學(xué),、倍頻頻帶與分?jǐn)?shù)倍頻頻帶濾波器以及IEC 61672——電子聲學(xué)、噪音測試儀),,使測量更為精確和具有可重復(fù)性,。
LabVIEW的簡單易用性可以方便開發(fā)用于中央服務(wù)器操作員的定制用戶界面,這也是一個重要考慮,。我們僅用了18個月的業(yè)余時間就完成了整個解決方案,,如果使用了任何其他編程語言或工具,我們估計需要連續(xù)全職工作長達(dá)四年,。服務(wù)器自動檢測,、配置并管理遠(yuǎn)程節(jié)點。此外,,三維系統(tǒng)噪聲地圖顯示是最令城市官員印象深刻的特色,。
我們原來計劃使用在2008年安裝的公共無線網(wǎng)降低成本。但是,,因為在公共網(wǎng)絡(luò)上傳送視頻數(shù)據(jù)容量導(dǎo)致的ID沖突問題,,我們必須將一些節(jié)點轉(zhuǎn)換到由無線載體提供的較慢的3G(國際移動電信-2000,IMT-2000)網(wǎng)絡(luò)上,。3G網(wǎng)絡(luò)允許同時使用語音和數(shù)據(jù)服務(wù),,但是數(shù)據(jù)速率大大降低了,上行至數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)速率大約為5.8 Mbps,,而無線網(wǎng)絡(luò)(801.11n)為54至100 Mbps,。通過保留噪聲監(jiān)視系統(tǒng)的某些通道,我們必須能夠在擴(kuò)展系統(tǒng)的時候去除這些較慢的3G連接,。
除了例如在不同平均周期和時間下的等效聲音等級(Leq)等用于道路交通噪聲的傳統(tǒng)度量之外,,系統(tǒng)能夠記錄分?jǐn)?shù)倍頻分析和測量突出的頻點。如果超出了任何閾值,,系統(tǒng)將會把聲音文件發(fā)送到中央服務(wù)器進(jìn)行研究,。我們還提供了實時聲音片斷,可以方便在不同地區(qū)之間進(jìn)行選擇切換,,這對于找出噪聲源很有幫助,,從而將找出潛在噪聲問題的困難度降到了最低,。
成功的NI產(chǎn)品實現(xiàn)推動健康“噪聲”環(huán)境
使用NI硬件和軟件,我們成功地為墨西哥城開發(fā)了無線環(huán)境噪聲監(jiān)視系統(tǒng),。墨西哥政府計劃使用采集到的數(shù)據(jù)找出噪聲問題最嚴(yán)重的時間和地點,,創(chuàng)建噪聲地圖,討論和頒布法規(guī)對噪聲進(jìn)行控制和預(yù)防,,促進(jìn)健康“噪聲”環(huán)境,,讓這個城市的噪聲等級達(dá)到世界上其他大城市的相當(dāng)水平。