Meet en maak geraasbesoedeling met u selfoon kaart: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

80 dB (A)) "," bo ": 0.13263157894736843," links ": 0.506," hoogte ": 0.1957894736842105," breedte ": 0.276}]">

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

In hierdie 'Instrueerbare' leer u hoe u u selfoon met GPS as 'n mobiele stasie kan gebruik om u persoonlike blootstelling aan geraas te meet en deel te neem aan die kollektiewe geraaskartering van u woonbuurt of stad. Die kaarte kan met behulp van Google Earth gevisualiseer word. Ruisbesoedeling is in baie stede 'n ernstige probleem. Alhoewel owerhede in sommige groot stede veldtogte van stapel gestuur het om die probleem te monitor, is die kaarte wat hulle skep, nie altyd maklik toeganklik nie en is dit gewoonlik nie gedetailleerd genoeg om die variasies (in tyd en ruimte) in die geraas waaraan mense blootgestel word, te begryp nie. Deur ons nuwe tegnologieë te gebruik, kan u egter die monitering van sulke omgewingskwessies verbeter deur by te dra tot die geraaskartering van u woonbuurt of stad en sodoende deel te neem aan 'n soort "Wikimapia" van geraasbesoedeling. NoiseTube is 'n navorsingsprojek van die Sony Rekenaarwetenskaplike laboratorium in Parys. Die projek fokus op die ontwikkeling van 'n nuwe deelnemende benadering vir die monitering van geraasbesoedeling wat die algemene publiek betrek. Ons doel is om die huidige gebruik van selfone uit te brei deur dit in geraassensors te verander, sodat elke burger sy eie blootstelling in sy daaglikse omgewing kan meet en kan deelneem aan die kollektiewe geraaskartering van sy stad of woonbuurt. Meer algemeen ondersoek hierdie navorsingsprojek hoe die konsep van deelnemende waarneming toegepas kan word op omgewingskwessies en veral om geraasbesoedeling te monitor. Deelnemende waarneming bepleit die gebruik van mobiele toestelle wat wyd gebruik word (bv. Slimfone, PDA's) om verspreide sensornetwerke te vorm wat openbare en professionele gebruikers in staat stel om plaaslike kennis te versamel, te ontleed en te deel. Deur 'n gratis toepassing op u selfoon met GPS te installeer, u sal die geraasvlak in dB (A) kan meet (met 'n presisie van enkele desibel in vergelyking met professionele toestelle), kommentaar lewer op hoe u die geraas waarneem (merk, subjektiewe ergernis) en alle inligting stuur (tydstempel + geo-gelokaliseerde metings + menslike insette) outomaties na die NoiseTube-bediener via die internetverbinding van u telefoon. Daarna kan die (kollektiewe) resultate op kaarte gevisualiseer word, soos getoon deur die voorbeeld in die 1ste figuur. gedurende my dag? Sulke inligting is tans moeilik om vir burgers te bekom. Danksy ons toepassing kan u u blootstelling in dB (A) intyds meet sonder dat 'n duur klankvlakmeter nodig is. Ons dink dat persoonlike omgewingsinligting 'n groter impak op openbare bewustheid en gedrag kan hê as die wêreldwye omgewingstatistieke wat tans deur regeringsinstansies verskaf word. 2. Neem deel aan die monitering/kartering van die geraasbesoedeling van u stad Met u selfoon kan u (en u groep) geo-gelokaliseerde metings versamel, dit aanteken en outomaties stuur om die plaaslike geraasbesoedeling in kaart te bring en nuttige inligting aan plaaslike gemeenskappe te verskaf of openbare instellings om besluitneming oor plaaslike aangeleenthede te ondersteun sonder om te wag dat amptenare (omgewingsagentskappe, staatsfinansiering vir duur meetveldtogte) hul aandag op u omgewing vestig. 3. Help wetenskaplikes om geraas uit u ervaring beter te verstaan Anders as die huidige geraasbesoedelingsdata van statiese sensors wat op vaste, spesifieke plekke geïnstalleer is, kan u 'mensgesentreerde' data vir wetenskaplikes baie waardevol wees om die probleem van geraasbesoedeling deur die mense beter te verstaan blootstelling. NoiseTube -argitektuur Die NoiseTube -platform bestaan uit 'n toepassing wat die deelnemers op hul selfoon moet installeer om dit in 'n geraas sensor -toestel te omskep. Hierdie mobiele toepassing versamel plaaslike inligting van verskillende sensors en stuur dit na die NoiseTube -bediener, waar die data van alle deelnemers gesentraliseer en verwerk word. Die 2de figuur toon 'n oorsig van hierdie argitektuur, omdat die mobiele toepassing die belangrikste element vir ons deelnemers is, sal ons dit nou in stap 1 uitvoerig bespreek.

Stap 1: Toerusting en sagteware

Die funksies van die mobiele toepassing - Meting en visualisering van u geraasvlak waaraan u intyds blootgestel word - Merk om kommentaar te lewer op die metings (bv. Hierdie inligting word gebruik om 'n semantiese laag by te voeg tot die geraaskaarte wat geskep word. - Stuur outomaties die (geo-gelokaliseerde en tydstempel) data na u rekening op ons bediener om u persoonlike 'blootstellingsprofiel' en die kollektiewe geraaskaart op te dateer. Vereistes-'n Telefoon met 'n ingeboude GPS-skyfiestel of 'n eksterne GPS-ontvanger wat via Bluetooth aan die telefoon gekoppel kan word. -'n Telefoon wat die Java J2ME-platform ondersteun (CLDC/MIDP-profiel met die uitbreidings: JSR-179 (Location API) en JSR-135 (Mobile Media API)). - 'n Dataplan -intekening vir internettoegang (deur GPRS/EDGE/3G).

• Op die oomblik is die toepassing slegs deeglik getoets op die Nokia N95 8GB en die Nokia 6220C. Ander handelsmerke/modelle werk al dan nie. Oor 'n paar weke beplan ons om 'n weergawe vir die Apple iPhone vry te stel. U kan via NoiseTube.net inteken om op hoogte te bly van hierdie en ander toekomstige uitgawes.
• Om geloofwaardige desibelmetings te bereik, word aanbeveel dat slegs ondersteunde (gekalibreerde) telefoonmodelle gebruik word.

Alternatiewe benaderings Telefoon + eksterne mikrofoon In plaas van om die ingeboude mikrofoon te gebruik, kan u 'n eksterne mikrofoon aansluit. Op figuur 1 sien u 'n pasgemaakte eksterne mikrofoon vir die Nokia N95. As u 'n eksterne mikrofoon gebruik, raai ons u aan om die mikrofoon nie te naby aan u gesig te plaas nie, sodat u nie u eie stem kan meet nie; Dit is 'n goeie opsie om die mikrofoon naby u pols te heg. Digitale klankopnemer + mobiele toepassing + lessenaarprogram In die eerste weergawe van Noisetube is die hardheidmeting nie in reële tyd deur die mobiele toepassing uitgevoer nie. In plaas daarvan is 'n digitale klankopnemer (byvoorbeeld: M-Audio MicroTrack x-reeks) gebruik om die omringende klank op te neem. Die mobiele toepassing (v1.0) was daarop gemik om die gebruiker te lokaliseer (via GPS) en om kommentaar te lewer (tagging, gradering, …). 'N Desktop -toepassing is daarna gebruik om die mate van hardheid uit die opgeneemde klank te onttrek, die data te kombineer met die liggingspoor en gebruikerskommentaar en hierdie inligting na die bediener te stuur. Figuur 2 toon 'n oorsig van die argitektuur van NoiseTube v1.0.

Stap 2: Gebruik die NoiseTube -mobiele toepassing

Sodra u 'n rekening op die NoiseTube -webwerf geskep het, die nodige toerusting gevind het en ons sagteware geïnstalleer het, kan u die NoiseTube -toepassing begin gebruik. Sodra u een keer suksesvol aangemeld het, sal die toepassing die volgende keer dat u dit begin, hierdie stap omseil. 2) U kan nou begin meet en bydra tot die NoiseTube -projek. Hieronder bespreek ons die verskillende dele, wat elk ooreenstem met die belangrikste kenmerk van die aansoek. 1) Meting van die sterkte van omringende geraas Die meting sal outomaties begin. U kan die huidige luidheidswaarde - gemeet in dB (A) - links bo. Om betekenis aan hierdie waarde toe te voeg, word dit geassosieer met 'n kleur wat die potensiële gesondheidsrisiko van die huidige blootstellingsvlak verteenwoordig:

• <60 dB (A): Groen (geen risiko)
• > = 60 en <70: geel (irriterend)
• > = 70 en <80: Oranje (wees versigtig)
• > 80: Rooi (riskant).

'N Geskiedeniskurwe word ook geteken om die evolusie van die gemete hardheid te sien. Vir 'n beter begrip van wat eintlik gemeet word, verwys na die gedeelte 'Oor luidheidsmeting' hieronder. 2) Kommentaar Merk gee 'n laag betekenis aan die fisiese metings om die gemeenskap in te lig en die aard van die geraas op kaarte daarna te visualiseer. Soos om films op YouTube of webblaaie op Delicious te merk, kan u die geraasmetings merk deur enige gratis woorde by te voeg wat deur 'n komma geskei word (bv. Die bron van die geraas of die konteks, 'n gradering, ens.). Ruis is 'n komplekse verskynsel op die hoogs subjektiewe manier waarop mense dit sien. Om hierdie subjektiewe faktore te bestudeer, sal ons meer subjektiewe komponente by die mobiele toepassing voeg om dit as 'n "(sosiale) ergeringsmeter" te gebruik (die 2de figuur toon 'n voorsmakie van hoe dit kan lyk) en subjektiewe kaarte van geraasbesoedeling bou. 3) Geo-lokaliserende metings Die gebruiker kan oorskakel na 'n outomatiese (met behulp van GPS) of 'n handmatige lokaliseringsmodus deur op die lokaliseringsikoon te klik (sien figuur 1). Met die aanvang van die toepassing sal die outomatiese modus geaktiveer word en probeer om die gebruiker te lokaliseer GPS gebruik. As dit nie slaag nie (bv. As gevolg van 'n binnenshuise situasie), skakel dit oor na die handmatige modus, waar die gebruiker sy plek moet invoer (byvoorbeeld 'n adres, die metro -lyn). Dit is ook moontlik om u huidige ligging te kies uit 'n lys van vooraf gedefinieerde plekke. Hierdie liggings kan persoonlike "gunstelinge" (bv. Huis of kantoor) of openbare plekke (bv. Strate, metro -stasies) wees. van die klank wat op 'n gegewe tydsinterval opgeneem is. By elke siklus neem die toepassing die omgewingsgeluid (by 22500 Hz, 16bits) gedurende 'n tydsopname op, en verwerk dan die sein om die Leq -waarde te onttrek. Twee tussenposes is moontlik: 1) Stadige reaksie (1 sekonde, die standaardmodus), hiermee kan u die stadige klankvariasie meet, nuttig vir konstante of agtergrondgeraas; 2) Vinnige reaksie/kort Leq (125ms), vir klanke wat wissel van tyd (bv. Kort gebeurtenisse). Die modus vir vinnige reaksie is tans nog steeds eksperimenteel, daarom beveel ons aan om die modus vir stadige reaksie te gebruik. Oor klankkalibrasie en geloofwaardigheid van inligting Om ons toepassing te kalibreer om geloofwaardige inligting oor 'n Nokia N95 8GB te kry, het ons 'n klankvlakmeter gebruik. Ons het 'n pienk geluid as bron van geraas gegenereer en die desibels wat met 'n klankvlakmeter gemeet is, vergelyk met die met ons toepassing op die N95 -telefoon op verskillende hardheidsvlakke (elke 5 dB, van 35 dB tot 100dB). Figuur 3 toon 'n grafiek van die waardes wat ons geregistreer het. Ons kry 'n kromme met 'n presisie van ongeveer +/- 10 dB (A). Nadat ons die inverse van hierdie funksie as 'n korrektor gebruik het, het ons goeie resultate behaal (presisie van +/- 3 db). Ons beplan om dieselfde kalibrasie te doen met die toekomstige iPhone -weergawe. Nadat u verstaan het hoe u die NoiseTube -toepassing moet gebruik, nooi ons u uit om dit op straat in u omgewing te toets!

Stap 3: Visualiseer die resultate

Twee visualisasies is tans toeganklik. Real-time monitering van mense se blootstelling Real-time monitering word voorgestel om die kollektiewe geraasblootstelling van deelnemers met behulp van Google Earth te visualiseer. U kan dit sien deur na https://noisetube.net/public/realtime.kml te gaan. 'N Gebruiker word voorgestel deur 'n silinder waarvan die hoogte en kleur in verhouding staan met die luidheid (Leq gemeet in dB (A)) van die gebruiker se klankblootstelling. Kaart van geraasbesoedeling in jou stad U kan ook die huidige kaart van u persoonlike blootstelling sien deur te gaan na u rekening en kies 'My kaart' (of direk via: (https://noisetube.net/users/{gebruikersnaam}/map.kml]). Gaan na die publieke kaart om die gesamentlike kaart vir blootstelling aan klanke te sien. Elke sirkel beteken 'n hardheidsmaat (die kleur is in verhouding tot die volume) Bo -op hierdie fisiese laag is daar 'n semantiese laag wat die betekenis van die metings (dws die bronne van die geraas) beskryf.

Stap 4: Toekomstige navorsing en gevolgtrekking

Getrou aan die 'beta' gees van Web 2.0, het ons besluit om ons platform vir almal oop te maak, ondanks die vroeë ontwikkelingsfase. In die nabye toekoms sal opgedateerde weergawes van ons gereedskap verbeterde en nuwe funksies bied. Ons navorsing en ontwikkeling sal op verskeie spore voortgaan: Kalibrasie Sonder behoorlike kalibrasie produseer sensortoestelle data wat moontlik nie verteenwoordigend is nie of selfs misleidend kan wees. So, hoe kan ons honderde verskillende selfoontipes of ander klankopnemers kalibreer sonder om elke keer 'n duur klankvlakmeter te gebruik? Ons stel voor om sulke navorsingsvrae deur verskillende spore te ondersoek, waar gekalibreerde telefone of akoestiese stabiele plekke as verwysingspunte gebruik kan word om 'n telefoon outomaties (her) te kalibreer (bv. Kalibrasie tussen 2 telefone, verbind via Bluetooth, waar die een die verwysing is en die ander is die telefoon om te kalibreer). Binne -lokalisering Die GPS -stelsel ondersteun feitlik nie binnenshuise lokalisering nie. Omdat die meeste mense baie van hul daaglikse lewens binnenshuis deurbring, is dit 'n belangrike tekortkoming wat ons gedeeltelik opgelos het deur middel van handmatige lokalisering (sien stap 2). Daar is egter tegnologieë wat as alternatiewe vir GPS in binnenshuise scenario's kan dien. Een van die meer belowende (en wyd bestudeerde) benaderings is posisionering op GSM. Sulke tegnologieë kan veral nuttig wees om geraas in die metro (soos die metro -netwerk van Parys), wat bekend is as baie raserige omgewings, te ondersoek. Ons het al 'n bietjie eksperimenteer met tydelike merkers en 'n rekonstruksie van liggings deur interpolasie (sien figuur). Deur GSM-gebaseerde posisionering te gebruik (om antennas op verskillende stasies te identifiseer, om die ligging van die gebruiker outomaties op te spoor), verwag ons egter dat ons in die toekoms meer akkuraat gelokaliseerde metings in hierdie spesiale omgewing kan lewer. Sosiale aspek: Gemeenskapsbou Die algemene kenmerk is om geraasbesoedelingsdata op kaarte te projekteer. Maar deur klankblootstelling uit die mense se aktiwiteite op te neem, kan ons ook 'n soort data versamel wat meer mense-gesentreerd is en nie net plekgesentreerde data wat ingesamel word deur tradisionele statiese klankvlakmeters wat in die strate geplaas word nie. Uit hierdie waarneming sal ons kyk na meer sosiaal-verwante funksies. Byvoorbeeld, die skep van persoonlike geraasprofiele met u geraasblootstelling in tydelike en geografiese dimensies en 'n lys van u eie gemerkte ruisbronne, wat 'n manier bied om mense te vergelyk en soortgelyke profiele te vind om gesamentlike optrede te ondersteun. het 'n nuwe manier aangebied om geluidsbesoedeling te monitor en in kaart te bring danksy die deelname van die mense. Met die NoiseTube -platform kan u met u selfoon bydra tot 'n verspreide geraasmetingsveldtog. Hierdie platform is nog steeds onder swaar ontwikkeling en die nabye toekoms sal verdere verbeterings meebring. Ons wil u egter uitnooi om by die NoiseTube -gemeenskap aan te sluit en ons sagteware te probeer. As u enige vrae, voorstelle of ander kommentaar het, moet u asseblief nie huiwer om ons te kontak of te reageer deur die kommentaar op hierdie instruksies nie. Verder wil ons beklemtoon dat ons oop is vir samewerking met beide openbare of navorsingsorganisasies. Verdere leeswerk Vir meer inligting en om op die hoogte te bly van die NoiseTube -projek, besoek ons webwerf by www.noisetube.net. As u meer oor die wetenskaplike agtergrond van hierdie werk wil lees, raadpleeg hierdie artikels:

• Nicolas Maisonneuve, Matthias Stevens, Maria Niessen, Peter Hanappe en Luc Steels. NoiseTube: Meting en kartering van geraasbesoedeling met selfone. Voorgelê aan die vierde internasionale simposium oor inligtingstegnologie in omgewingsingenieurswese (ITEE 2009), Thessaloniki, Griekeland. 28-29 Mei 2009. Onder oorsig. PDF
• Nicolas Maisonneuve, Matthias Stevens, Maria Niessen, Peter Hanappe en Luc Steels. Monitoring van geraasbesoedeling deur burger. Voorgelê aan die 10de jaarlikse internasionale konferensie oor navorsing oor digitale regering (dg.o2009), Puebla, Mexiko, 17-20 Mei 2009. PDF

Verwysings

• J. Burke, D. Estrin, M. Hansen, A. Parker, N. Ramanathan, S. Reddy en M. B. Srivastava. '' Deelnemende waarneming ''. In '' ACM Sensys World Sensor Web Workshop ''. ACM Press, 2006.
• Cuff D., Hansen M. en Kang J. Urban Sensing: uit die bos. Communications of the ACM, 51 (3), pp. 24-33, Maart 2008, ACM Press.
• J. Hellbruck, H. Fastl en B. Keller. Beïnvloed die betekenis van klank die oordele van hardheid?. In Proceedings of the 18th International Congress on Acoustics (ICA 2004). Bladsye 1097-1100.
• D. Menzel, H. Fastl, R. Graf en J. Hellbruck. Die invloed van voertuigkleur op oordele oor hardheid. In Journal Of The Acoustical Society Of America, Mei 2008, 123 (5), bladsye 2477-2479.
• Paulos, E. et al. Burgerwetenskap: Maak deelnemende verstedeliking moontlik. In Hand-book of Research on Urban Informatics: The Practice and Promise of the Real-Time City, Marcus Foth (red.), Pp. 414-436, Idea Group, 2008.
• L. Yu en J. Kang. Uitwerking van sosiale, demografiese en gedragsfaktore op die evaluering van klankvlak in stedelike oop ruimtes. In Journal of the Acoustical Society of America, Februarie 2008, 123 (2), bladsye 772-783.

Erkennings Hierdie projekwerk is gedeeltelik ondersteun deur die EU onder kontrak IST-34721 (TAGora). Die TAGora-projek word befonds deur die Future and Emerging Technologies-program (IST-FET) van die Europese Kommissie. Matthias Stevens is 'n navorsingsassistent van die Fonds vir Wetenskaplike Navorsing, Vlaandere (Aspirant van het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen).