Măsurați și mapați poluarea fonică cu telefonul mobil: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

80 dB (A)) "," sus ": 0.13263157894736843," stânga ": 0.506," înălțime ": 0.1957894736842105," lățime ": 0.276}]">

Nicolas Maisonneuve (Sony CSL Paris) Matthias Stevens (Vrije Universiteit Brussel / Sony CSL Paris) Luc Steels (Vrije Universiteit Brussel / Sony CSL Paris)

În acest „Instructabil” veți afla cum puteți utiliza telefonul mobil echipat cu GPS ca stație mobilă pentru a măsura expunerea personală la zgomot și a participa la cartografierea colectivă a zgomotului din cartierul sau orașul dvs. Hărțile pot fi vizualizate folosind Google Earth. Poluarea fonică este o problemă serioasă în multe orașe. Deși autoritățile din unele orașe mari au lansat campanii de monitorizare a problemei, hărțile pe care le creează nu sunt întotdeauna ușor accesibile și de obicei nu sunt suficient de detaliate pentru a înțelege variațiile (în timp și spațiu) ale zgomotului la care sunt expuși oamenii. Cu toate acestea, folosind noile noastre tehnologii, puteți contribui la îmbunătățirea monitorizării acestor probleme de mediu, contribuind la cartografierea zgomotului din cartierul sau orașul dvs. și participând astfel la un fel de „Wikimapia” de poluare fonică. NoiseTube este un proiect de cercetare al Sony Laboratorul de Informatică din Paris. Proiectul este axat pe dezvoltarea unei noi abordări participative pentru monitorizarea poluării fonice care implică publicul larg. Scopul nostru este să extindem utilizarea curentă a telefoanelor mobile transformându-le în senzori de zgomot, permițându-le fiecărui cetățean să își măsoare propria expunere în mediul său cotidian și să participe la cartografierea colectivă a zgomotului din orașul sau cartierul său. În general, acest proiect de cercetare investighează modul în care conceptul de detectare participativă poate fi aplicat problemelor de mediu și în special pentru a monitoriza poluarea fonică. Detecția participativă susține utilizarea dispozitivelor mobile pe scară largă (de exemplu, telefoane inteligente, PDA-uri) pentru a forma rețele de senzori distribuiți care permit utilizatorilor publici și profesioniști să adune, să analizeze și să împărtășească cunoștințele locale. veți putea măsura nivelul zgomotului în dB (A) (cu o precizie de câțiva decibeli în comparație cu dispozitivele profesionale), să comentați cum percepeți zgomotul (etichetare, nivel subiectiv de enervare) și să trimiteți toate informațiile (timestamp + măsurători geo-localizate + intrare umană) automat către serverul NoiseTube prin conexiunea la internet a telefonului. Ulterior, rezultatele (colective) pot fi vizualizate pe hărți, după cum se arată în exemplul din prima figură. în timpul zilei mele? Astfel de informații sunt în prezent greu de obținut pentru cetățeni. Datorită aplicației noastre, veți putea măsura expunerea dvs. în dB (A) în timp real, fără a fi nevoie de un sonometru scump. Credem că informațiile personalizate de mediu pot avea un impact mai mare asupra conștientizării și comportamentului publicului decât statisticile globale de mediu furnizate în prezent de agențiile guvernamentale. 2. Participați la monitorizarea / cartografierea poluării fonice a orașului dvs. Cu telefonul dvs. mobil, dvs. (și grupul dvs.) puteți colecta măsurători geolocalizate, le puteți adnota și le puteți trimite automat pentru a mapa poluarea fonică locală, oferind informații utile comunităților locale sau instituțiile publice să sprijine luarea deciziilor cu privire la problemele locale fără a aștepta ca oficialii (agenții de mediu, finanțare guvernamentală pentru campanii costisitoare de măsurare) să-și îndrepte atenția asupra cartierului dvs. 3. Ajutați oamenii de știință să înțeleagă mai bine zgomotul din experiența dvs. Spre deosebire de datele actuale privind poluarea fonică provenite de la senzori statici instalați în locații fixe, specifice, datele dvs. „centrate pe oameni” ar putea avea o mare valoare pentru oamenii de știință pentru a înțelege mai bine problema poluării fonice prin intermediul oamenilor expunere. Arhitectura NoiseTube Platforma NoiseTube constă dintr-o aplicație pe care participanții trebuie să o instaleze pe telefonul mobil pentru a o transforma într-un dispozitiv senzor de zgomot. Această aplicație mobilă colectează informații locale de la diferiți senzori și le trimite către serverul NoiseTube, unde datele de la toți participanții sunt centralizate și procesate. A doua figură prezintă o prezentare generală a acestei arhitecturi. Deoarece aplicația mobilă este cel mai important element pentru participanții noștri, acum o vom discuta în detaliu la pasul 1.

Pasul 1: Echipamente și software

Caracteristicile aplicației mobile - Măsurarea și vizualizarea nivelului de zgomot la care sunteți expus în timp real - Etichetarea pentru a comenta măsurătorile (de exemplu, sursa zgomotului, evaluarea supărării percepute, …). Aceste informații sunt folosite pentru a adăuga un strat semantic la hărțile de zgomot care sunt create. - Trimiterea automată a datelor (geolocalizate și marcate în timp) în contul dvs. de pe serverul nostru pentru a vă actualiza „profilul de expunere” personal și harta de zgomot colectivă. Cerințe - Un telefon cu un chipset GPS încorporat sau un receptor GPS extern care poate fi conectat la telefon prin Bluetooth. - Un telefon care acceptă platforma Java J2ME (profil CLDC / MIDP cu extensiile: JSR-179 (API de localizare) și JSR-135 (Mobile Media API)). - Abonament la un plan de date pentru acces la Internet (prin GPRS / EDGE / 3G).

• Pentru moment, aplicația a fost testată amănunțit doar pe Nokia N95 8GB și Nokia 6220C. Alte mărci / modele pot funcționa sau nu. În câteva săptămâni intenționăm să lansăm o versiune pentru Apple iPhone. Vă puteți abona prin NoiseTube.net pentru a fi informat cu privire la această și la alte versiuni viitoare.
• Pentru a realiza măsurători credibile de decibeli, se recomandă utilizarea numai a modelelor de telefon acceptate (calibrate).

Abordări alternative Telefon + microfon extern În loc să utilizați microfonul încorporat, puteți conecta un microfon extern. În figura 1 vedeți un microfon extern personalizat pentru Nokia N95. Dacă utilizați un microfon extern, vă sfătuim să plasați microfonul nu prea aproape de față, pentru a evita doar măsurarea propriei voci; atașarea microfonului aproape de încheietura mâinii este o opțiune bună. Înregistrator de sunet digital + aplicație mobilă + aplicație desktop În prima versiune a Noisetube, măsurarea volumului nu a fost realizată în timp real de aplicația mobilă. În schimb, un înregistrator de sunet digital (de exemplu: seria M-Audio MicroTrack x) a fost folosit pentru a înregistra sunetul ambiental. Aplicația mobilă (v1.0) urmărea localizarea utilizatorului (prin GPS) și facilitarea comentariilor (etichetare, evaluare, …). O aplicație desktop a fost apoi utilizată pentru a extrage măsurile de intensitate a sunetului înregistrat, pentru a combina aceste date cu pista de localizare și comentariile utilizatorilor și pentru a trimite aceste informații către server. Figura 2 prezintă o prezentare generală a arhitecturii NoiseTube v1.0.

Pasul 2: Utilizarea aplicației mobile NoiseTube

Noțiuni introductive După ce ați creat un cont pe site-ul web NoiseTube, ați găsit echipamentul necesar și ați instalat software-ul nostru, puteți începe să utilizați aplicația NoiseTube.1) Mai întâi va trebui să vă autentificați cu detaliile contului dvs. Odată ce v-ați conectat cu succes o dată, data viitoare când o porniți, aplicația va ocoli acest pas. 2) Acum puteți începe să măsurați și să contribuiți la proiectul NoiseTube. Mai jos discutăm diferitele părți, fiecare dintre ele corespunzând unei caracteristici principale a aplicației. 1) Măsurarea intensității zgomotului ambiental Măsurarea va începe automat. Puteți vedea valoarea curentă a volumului - măsurați în dB (A) - în partea stângă sus. Pentru a adăuga semnificație acestei valori, aceasta este asociată cu o culoare care reprezintă riscul potențial pentru sănătate al nivelului actual de expunere:

• <60 dB (A): verde (fără risc)
• > = 60 și <70: Galben (enervant)
• > = 70 și <80: portocaliu (atenție)
• > 80: Roșu (riscant).

De asemenea, este trasată o curbă istorică pentru a vedea evoluția intensității măsurate. Pentru a înțelege mai bine ce se măsoară efectiv, consultați secțiunea „Despre măsurarea volumului” de mai jos. 2) Comentariul etichetării adaugă un strat de semnificație măsurătorilor fizice pentru a informa comunitatea și pentru a vizualiza natura zgomotului pe hărți după aceea. La fel ca etichetarea filmelor pe YouTube sau paginile web pe Delicious, puteți eticheta măsurătorile de zgomot adăugând orice cuvinte gratuite separate printr-o virgulă (de exemplu, sursa zgomotului sau contextul, o evaluare etc.). Zgomotul este un fenomen complex datorat la modul foarte subiectiv pe care îl percep oamenii. Pentru a studia acești factori subiectivi, vom adăuga mai multe componente subiective aplicației mobile pentru a o folosi ca „contor de supărare (socială)” (a doua figură arată o previzualizare a aspectului) și vom construi hărți subiective ale poluării fonice. 3) Măsurători de geo-localizare Utilizatorul poate comuta între un mod de localizare automată (folosind GPS) sau unul manual, făcând clic pe pictograma de localizare (vezi figura 1). La pornirea aplicației se va activa modul automat și va încerca să localizeze utilizatorul folosind GPS. Dacă nu reușește (de exemplu, din cauza unei situații interioare), va trece la modul manual, unde utilizatorul trebuie să introducă locația sa (de exemplu, o adresă, linia stației de metrou). De asemenea, este posibil să vă selectați locația curentă dintr-o listă de locații predefinite. Aceste locații pot fi „favorite” personale (de exemplu: acasă sau la birou) sau locuri publice (de exemplu: străzi, stații de metrou). a sunetului înregistrat la un anumit interval de timp. La fiecare ciclu aplicația înregistrează sunetul de mediu (la 22500 Hz, 16 biți) într-un interval de timp, apoi procesează semnalul pentru a extrage valoarea Leq. Sunt posibile două intervale: 1) Răspuns lent (1 secundă, modul implicit), aceasta permite măsurarea variației de sunet lent, utilă pentru zgomot constant sau de fond; 2) Răspuns rapid / Leq scurt (125 ms), pentru sunete variabile în timp (de exemplu, evenimente scurte). Modul de răspuns rapid este în prezent experimental, așa că, deocamdată, vă sfătuim să utilizați modul de răspuns lent. Despre calibrarea sunetului și credibilitatea informațiilor Pentru a calibra aplicația noastră pentru a obține informații credibile pe un Nokia N95 8GB, am folosit un sonometru. Am generat un zgomot roz ca sursă de zgomot și am comparat decibeli măsurați de un sonometru și cei măsurați de aplicația noastră de pe telefonul N95 la diferite niveluri de sunet (la fiecare 5 dB, de la 35 dB la 100 dB). Figura 3 prezintă un grafic al valorilor pe care le-am înregistrat. Am obținut o curbă cu o precizie în jur de +/- 10 dB (A). După folosirea inversă a acestei funcții ca corector am obținut rezultate bune (precizie de +/- 3 db). Planificăm să facem aceeași calibrare cu viitoarea versiune pentru iPhone. După ce ați înțeles cum să folosiți aplicația NoiseTube, vă invităm să o testați pe stradă în cartierul dvs.!

Pasul 3: Vizualizarea rezultatelor

În prezent sunt disponibile două vizualizări. Monitorizarea în timp real a expunerii oamenilor Monitorizarea în timp real este propusă pentru a vizualiza expunerea colectivă la zgomot a participanților care utilizează Google Earth. O puteți vedea accesând https://noisetube.net/public/realtime.kml. Un utilizator este reprezentat de un cilindru a cărui înălțime și culoare sunt proporționale cu intensitatea (Leq măsurată în dB (A)) a expunerii la sunet a utilizatorului. în contul dvs. și selectând „Harta mea” (sau direct prin: (https://noisetube.net/users/{username}/map.kml]). Pentru a vedea harta colectivă a expunerii sunetului, accesați harta publică. Fiecare cerc semnifică o măsură de intensitate (culoarea fiind proporțională cu nivelul de intensitate). Deasupra acestui strat fizic există un strat semantic care descrie semnificația măsurilor (adică sursele de zgomot).

Pasul 4: Cercetări viitoare și concluzii

Fidel spiritului „beta” al Web 2.0, am decis să ne deschidem platforma pentru toată lumea, în ciuda stadiului incipient de dezvoltare. În viitorul apropiat, versiunile actualizate ale instrumentelor noastre vor oferi funcții îmbunătățite și noi. Cercetarea și dezvoltarea noastră vor continua de-a lungul mai multor piste: Calibrare Fără o calibrare adecvată, dispozitivele senzorului produc date care pot să nu fie reprezentative sau chiar pot fi înșelătoare. Deci, cum putem calibra sute de diferite tipuri de telefoane mobile sau alte înregistratoare de sunet fără a folosi de fiecare dată un sonometru scump? Propunem să investigăm astfel de întrebări de cercetare pe diferite piste, unde telefoanele calibrate sau locațiile stabile acustice pot fi utilizate ca puncte de referință pentru (re) calibra automat un telefon (de exemplu, calibrarea între 2 telefoane, conectate prin Bluetooth, unde unul este referința și celălalt este telefonul pentru calibrare). Localizare în interior Sistemul GPS nu acceptă practic localizarea în interior. Deoarece majoritatea oamenilor își petrec multă viață de zi cu zi în interior, acesta este un neajuns important pe care l-am rezolvat parțial prin localizarea manuală (a se vedea pasul 2). Cu toate acestea, există tehnologii care pot acționa ca alternative pentru GPS în scenariile interioare. Una dintre abordările mai promițătoare (și studiate pe scară largă) este poziționarea bazată pe GSM. Astfel de tehnologii ar putea fi deosebit de utile pentru a investiga zgomotul din metrou (cum ar fi rețeaua de metrou din Paris), despre care se știe că sunt medii foarte zgomotoase. Am făcut deja unele experimentări cu markeri temporali și o reconstrucție a locațiilor prin interpolare (a se vedea figura). Cu toate acestea, prin utilizarea poziționării bazate pe GSM (identificarea antenelor în diferite stații, pentru a detecta automat locația utilizatorului), ne așteptăm să putem produce măsurători mai precis localizate în acest mediu special în viitor. Aspect social: construirea comunității Proiectarea datelor de poluare fonică pe hărți este caracteristica comună. Însă înregistrarea expunerii la sunet din activitatea oamenilor ne permite, de asemenea, să adunăm un fel de date care sunt mai mult centrate pe oameni și nu doar date centrate pe loc, care sunt colectate de sunetometre statice tradiționale puse pe străzi. Din această observație vom analiza mai multe caracteristici legate de socialitate. De exemplu, crearea profilurilor personale de zgomot care conțin expunerea dvs. la zgomot în dimensiuni temporale și geografice și o listă a propriilor surse de zgomot etichetate, oferind o modalitate de a compara oamenii și de a găsi profiluri similare pentru a sprijini acțiunea colectivă. au prezentat o nouă modalitate de monitorizare și hartă a poluării fonice datorită participării oamenilor. Platforma NoiseTube vă permite să contribuiți la o campanie distribuită de măsurare a zgomotului utilizând telefonul dvs. mobil. Această platformă este încă în curs de dezvoltare intensă, iar viitorul apropiat va aduce îmbunătățiri suplimentare. Cu toate acestea, am dori să vă invităm să vă alăturați comunității NoiseTube și să încercați software-ul nostru. Dacă aveți întrebări, sugestii sau alte comentarii, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați sau să reacționați prin comentariile de pe acest instructabil. Mai mult, dorim să subliniem că suntem dispuși să colaborăm atât cu organizații publice, cât și cu organizații de cercetare. Lecturi suplimentare Pentru a afla mai multe și a fi informați despre proiectul NoiseTube, vă rugăm să vizitați site-ul nostru la www.noisetube.net. Dacă doriți să citiți mai multe despre contextul științific al acestei lucrări, vă rugăm să consultați aceste lucrări:

• Nicolas Maisonneuve, Matthias Stevens, Maria Niessen, Peter Hanappe și Luc Steels. NoiseTube: Măsurarea și cartarea poluării fonice cu telefoanele mobile. Trimis la al 4-lea Simpozion internațional privind tehnologiile informației în ingineria mediului (ITEE 2009), Salonic, Grecia. 28-29 mai 2009. În curs de examinare. PDF
• Nicolas Maisonneuve, Matthias Stevens, Maria Niessen, Peter Hanappe și Luc Steels. Monitorizarea poluării fonice a cetățenilor. Trimis la cea de-a 10-a Conferință internațională anuală privind cercetarea digitală a guvernului (dg.o2009), Puebla, Mexic, 17-20 mai 2009. În curs de examinare. PDF

Referințe

• J. Burke, D. Estrin, M. Hansen, A. Parker, N. Ramanathan, S. Reddy și M. B. Srivastava. „Sensing participativ”. În „Atelierul web ACM Sensys World Sensor”. ACM Press, 2006.
• Cuff D., Hansen M. și Kang J. Urban Sensing: out of the woods. Comunicări ale ACM, 51 (3), pp. 24-33, martie 2008, ACM Press.
• J. Hellbruck, H. Fastl și B. Keller. Sensul sunetului influențează judecățile de intensitate?. În Proceedings of the 18th Congress International on Acoustics (ICA 2004). Pagini 1097-1100.
• D. Menzel, H. Fastl, R. Graf și J. Hellbruck. Influența culorii vehiculului asupra judecăților de intensitate. În Jurnalul Societății Acustice din America, mai 2008, 123 (5), paginile 2477-2479.
• Paulos, E. și colab. Știința cetățenilor: facilitarea urbanismului participativ. În Hand-book of Research on Urban Informatics: The Practice and Promise of the Real-Time City, Marcus Foth (Ed.), Pp. 414-436, Idea Group, 2008.
• L. Yu și J. Kang. Efectele factorilor sociali, demografici și comportamentali asupra evaluării nivelului sonor în spațiile urbane deschise. În Journal of the Acoustical Society of America, februarie 2008, 123 (2), paginile 772-783.

Mulțumiri Această activitate a fost parțial susținută de UE prin contractul IST-34721 (TAGora). Proiectul TAGora este finanțat de programul Future and Emerging Technologies (IST-FET) al Comisiei Europene. Matthias Stevens este asistent de cercetare al Fondului pentru cercetare științifică din Flandra (Aspirant van het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen).