Моделі та методи автоматизованого проектування шумозахисних екранів

Abstract

Розв'язана наукова задача автоматизації процесу оцінювання шумового забруднення та проектування шумозахисних екранів на основі розроблених методів, моделей та засобів. Розроблено метод автоматизованого проектування шумозахисних екранів, який ґрунтується на оцінці звукової енергії від кожної смуги руху і категорій транспортних засобів. Розроблено математичну модель визначення висоти положення домінуючого джерела шуму у потоці транспортних засобів, яка враховує середні швидкості та склад транспортних потоків. Розроблено метод автоматизованого визначення числа Френеля для великої кількості екрануючих об'єктів, який полягає у виключенні з розрахунків екранів, ефективність яких не відіграє значного впливу на загальну ефективність. Вдосконалено математичні моделі визначення вартості поправки для типу дорожнього покриття, що дало змогу покращити універсальність моделей та підвищити точність вихідних результатів. Розроблено та реалізовано систему автоматизованого проектування шумозахисних екранів "ШумоЗахист". В диссертационной работе решена научная задача - автоматизации процесса оценки шумового загрязнения и проектирования шумозащитных экранов на основе разработанных методов, моделей и средств. Проведен анализ методов прогнозирования дорожного шума и определения эффективности шумозащитных экранов на основании чего показано, что для повышения их точности нужно усовершенствовать математические модели определения поправки для разных типов дорожного покрытия и определения высоты положения доминирующего источника шума. Разработан метод автоматизированного проектирования шумозащитных экранов, который основывается на оценке звуковой энергии от каждой полосы движения и категорий транспортных средств, что дало возможность повысить уровень автоматизации при проектировании шумозащитных экранов. Разработана математическая модель определения высоты положения доминирующего источника шума в потоке транспортных средств, которая учитывает средние скорости и состав транспортных потоков, что дало возможность расширить область адекватности и универсальность математической модели. Разработан метод автоматизированного определения числа Френеля для большого количества экранирующих объектов, на основе правил Хорна первого рода, который заключается в исключении из расчетов экранов, эффективность которых не имеет значительного влияния на общую эффективность, что дало возможность рассчитать затухание звуковой энергии при наличии больше чем одного экранирующего объекта. Усовершенствованы математические модели определения поправки для типа дорожного покрытия брусчатка и "черное шоссе", которые базируются на экспериментальных данных и отличаются от известных тем, что учитывают среднюю скорость транспортных средств и расстояние от точки наблюдения к источнику шума, который дал возможность улучшить универсальность моделей и повысить точность исходных результатов. Разработана и реализована структурная схема, математическое, информационное и программное обеспечение для системы автоматизированного проектирования шумозащитных экранов "ШумоЗахист". Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы при разработке системы автоматизированного проектирования шумозащитных экранов. Предложены методы и модели отличаются универсальностью и высокой точностью по сравнению с известными. Это дает возможность, применяя разработанные модели и методы, повысить эффективность автоматизированного проектирования шумозащитных экранов и избегать при этом дорогих и долговременных физических экспериментальных исследований и испытаний. The scientific problem of the noise pollution evaluation process and noise barriers design automation based on developed methods, models and tools is solved. The computer-aided method of noise barriers design is developed based on sound energy evaluation from each road lane and vehicle categories. The mathematical model for determining the position height of dominant noise source in the traffic flow taking into account an average speed and composition of traffic flows is developed. The method for automated determination of Fresnel number for a large number screening facilities is developed, which excluded from the calculations of barriers which effectiveness does not have a significant impact on overall efficiency. Mathematical model for determining the amendment value for the pavement type, which helps to improve universality of models and the accuracy of output results is developed. The "ShumoZahyst" computer-aided system for barriers design is developed and implemented.