книги / Проектирование городской среды
..pdfОднако некоторые ограничения препятствуют их использова нию для наблюдения за внешним шумом, по крайней мере в на стоящее время. Успешная система наблюдения за внешним шу мом должна быть доступна для жилых массивов различной величины, в то время как специальные телефонные сети сущест вуют только в крупных городах.
ИНСПЕКТОРА
Как было указано выше, невозможно точно указать источники шума и установить очевидность нарушения порядка на расстоя нии, используя микрофонные приборы наблюдения и обычную телефонную систему, чтобы передать собранные сведения на цен тральную станцию для анализа. Для того чтобы точно установить местонахождения источников шумового загрязнения и чтобы обеспечить их устранение путем убеждения или действий с по мощью «полицейских сил», необходимы инспектора. Деятельность такой инспекционной силы, будь то один человек или много лю дей, может быть запланирована гораздо эффективнее в тех слу чаях, когда известно, где имеется наибольшее шумовое загрязне ние и гДе оно становится еще серьезнее.
По мере накопления опыта становится возможным опреде лить, должен ли быть весь штат инспекторов сконцентрирован на какое-то время в одном районе или же инспектора должны действовать самостоятельно в различных частях города, совер шая случайные выезды или выезды, предусмотренные разрабо танной программой. Наблюдения и опыт инспекторов по шуму могут быть заложены в эту систему, чтобы постоянно улучшать деятельность инспекторов и их распределение по территории, по вышать качество отчетов о наличии шума, характер контроля и установления нарушения. Городская система наблюдения за шумом может быть также использована для мобилизации поли цейских патрульных машин, инспекторов по строительству и, возможно, других инспекторов в районы серьезного шумового за грязнения.
СООБЩЕНИЯ ГОРОЖАН
Пока довольно сложная и дорогая система наблюдения не установлена, сообщения и жалобы горожан, касающиеся шума, не могут быть поводом для немедленных действий. Сознательное беспокойство от шума и чуткость к нему варьируют в широком диапазоне. Телефонные описания конкретных источников шума не могут быть приняты всерьез без дальнейшего уточнения или подтверждения.
Безусловно, горожан следует поощрять, а их сообщения при нимать, но только в качестве дополнения к более точной системе, например, к такой, которая предложена ниже и которую разъяс няет специалист, опытный в области реакций горожан. Конечно, если многочисленные постоянные жалобы поступают из одного
района, это указывает на необходимость предпринять немедлен ные действия.
ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ
Главным назначением системы внешнего наблюдения являет ся определение следующего:
1. Превышены ли установленные пределы: а) где, б) как ча сто, в) насколько и г) какими источниками.
2.Места, в которых шум возрастает до уровня шумового за грязнения.
3.Эффективность инспектирования, а также других контроль
ных измерений, предназначенных для снижения внешнего шума. Для выполнения этих целей система должна регистрировать звук с достаточной постоянностью, чтобы установить характер его динамики. Когда обнаружена неблагоприятная тенденция, необходимо быстро предпринять меры, исправляющие ситуацию. Стоимость системы и ее эксплуатации должна быть как можно
ниже при условии сохранения ее надежности.
Компоненты и их соединение (рис. 5). В своей простейшей форме предлагаемая система состоит из трех компонентов:
1. Элементы слежения за шумом, соединенные телефонной линией.
2, Блоки группового контроля, каждый из которых контролн-
рует до 512 элементов слежения за шумом, будучи связанным
сними однопроводным соединением.
3.Центральный процессор данных, преобразующий сведения, поступающие от элементов слежения за шумом и блоков группо вого контроля в такую форму, которая удобна для употребления при борьбе с шумом и при проектировании окружающей среды. Эти компоненты соединены между собой, как показано на рис. 5.
Система действует следующим образом:
1.Все элементы слежения за шумом соединены параллельно как законченная телефонная система с параллельно включенны ми аппаратами. Каждая телефонная линия разделена по вре мени между всеми элементами слежения этой группы, насчиты вающими до 512 номеров.
2.Каждый элемент слежения постоянно связан с измерителем уровня звука (звукомером), что исключает необходимость иметь многократную связь между звукомером и остальной частью си стемы. Таким образом, элемент слежения непрерывно следит за уровнем звука в диапазоне подсоединенного звукомера.
3.Каждый элемент слежения имеет опознавательный «адрес» или кодовый номер, на который он отзывается при запросе блока группового контроля, с которым ои соединен.
4.Если запрос осуществлен правильно, каждый элемент сле жения передает в блок группового контроля в квантизированном виде те сведения, которые были записаны в свое время его звукомером и хранились для последующей передачи, когда это окажется необходимым.
5.Элементы слежения запрашиваются автоматически в по следовательности, предусмотренной в блоке группового контро
ля. Для изменения последовательности запросов не требуется никаких изменений в соединениях линии.
6. Телефонная линия, параллельно соединяющая каждый блок группового контроля со всеми элементами слежения, кото рыми он управляет, передает только квантизированные данные. Имея такой вид, сигнал, передаваемый по линии, подвергается гораздо меньшему искажению, чем в открытой проводке в связи с наличием внутреннего шума, помех при усилении, искажений, нелинейного усиления или других помех в .канале связи.
7. Все контуры, необходимые для квантизирования аналого вой информации, записанной звукомером, содержатся в каждом элементе слежения за шумом. Современное состояние интеграль ных схем делает возможным и экономичным обеспечить такую сложность.
8.Каждый элемент слежения за шумом снабжен своим собст венным калибровочным устройством, которое периодически по запросу обеспечивает калибровку всего элемента слежения, включая встроенный микрофон и измеритель звукового уровня.
9.В составе каждого элемента слежения имеется недорогой кассетный магнитофон, обеспечивающий непрерывную запись
в течение 24 ч всех звуков, получаемых звукомером, для анализа или других целей.
10.Хотя элемент слежения непрерывно воспринимает и запи сывает уровень окружающего звука, в блок группового контроля по его запросу передается только максимальный звук, записан ный во время каждого последующего периода сбора данных. Другие виды отбора данных могут быть установлены всего лишь
снезначительными изменениями элементов слежения. Мгновен ные «пики», текущие средние величины или же показания, соот ветствующие исключительно редким случаям, могут быть полу чены также сравнительно просто. Вообще вид данных определя ется характером последующего использования сведений.
11.Количество элементов слежения, последовательность и частота считывания и измерений при помощи блоков группового контроля устанавливаются для каждого конкретного района, местоположения и времени суток.
12.При желании вначале может быть подсоединено только несколько элементов слежения, а измерения могут быть взяты изредка; в зависимости от обстоятельств возможно значительное увеличение и того, и другого. Это может быть выполнено путем установки дополнительных элементов слежения в количестве до 512 шт. и, если необходимо, второго набора из 512 элементов, снабженных другим блоком группового контроля и телефонной
линией.
13. Возможна установка дополнительных элементов слеже ния, подсоединяемых к уже существующему блоку группового контроля при увеличении интервала между считыванием. Пре дусматривается удвоение числа доступных адресов без измене ния аппаратуры.
14. Если от одного или более элементов слежения требуются более частые измерения, чем от остальных в системе группы, эти элементы могут быть запрограммированы как многократные станции. Конечно, при этом снизится общее возможное число элементов в системе группы.
Элемент слежения (рис. 6). 1. Каждый элемент слежения обеспечивает фиксацию шума в пределах 60 дБ по шкале А [дБ(А)], с диапазоном воспринимаемого шума, например, от 50 до ПО дБ (А). Для удобства передачи этот диапазон делится на несколько более мелких, которые передаются вместе с действи тельным измерением уровня звука как часть квантнзированного сигнала.
2.Определенная несущая частота подается в предусмотрен ное время блоком группового контроля ко всем подсоединенным элементам слежения через симплексную телефонную линию.
3.Элемент слежения после получения запроса использует эту несущую частоту, чтобы преобразовать максимальный звук, записанный шумомером, в квантизированнын эквивалент следу
ющим образом:
Рис. 6. Элемент слежения за шумом (блок-схема)
а) заранее установленное число циклов этой несущей часто ты передается обратно элементом слежения как нулевое показа ние;
б) заранее установленное число циклов этой несущей часто ты передается обратно элементом слежения как стопроцентное показание;
в) число циклов, промежуточное между нулевым н макси мальным, передается как показатель звукового уровня и его час тотной полосы.
4.Полное время запроса, проверки и передачи данных состав ляет менее 160 миллисек.
5.Запрос осуществляется посредством десятиразрядиого цифрового адреса (для каждой полной системы из 512 элементов слежения), который принимается всеми элементами одновремен но. Этот запрос автоматически фиксируется по времени в системе телефонной линии.
6.Проверка подлинности запрошенного элемента слежения осуществляется его передачей того же десятиразрядного адреса обратно на элемент группового контроля.
7. Обработка данных для каждой отдельной системы осуще ствляется на ее блоке группового контроля, который преобразу ет квантизированные данные в цифровое сообщение и соотносит его с адресом, заранее заложенным в блок и запрограммиро ванным.
8. Данные, адрес, дата и временная информация обрабаты ваются дальше для предусмотренного расчета, анализа и хране ния.
9. В каждом элементе слежения за шумом имеется встроенный калибратор, являющийся частью звукомера, который может быть возбужден логической командой элемента слежения. Один эле мент слежения проверяется на калибровку во время каждого пол ного цикла обследования всех элементов слежения, подключен ных к одной телефонной линии. При каждом последующем цикле работы выбирается очередной элемент слежения, так что полная калибровка всего количества N элементов слежения происходит за N циклов работы.
а) Калибровка набирается по адресу десятым разрядом. По сле этого логическая команда элемента слежения возбуждает эталон-калибр атор.
б) Немедленно после того, как данные, хранящиеся в элемен те слежения, переданы на групповой контроль, логическая коман да элемента слежения возбуждает калибратор, который остается подсоединенным во время следующего цикла работы. Калибро вочный сигнал, который по меньшей мере на 6 дБ (А) громче, чем самый сильный ожидаемый сигнал, можно в этом случае полу чить на оперативно-запоминающем устройстве.
в) В следующий раз, когда происходит запрос элемента сле жения, сигнал десятого разряда передается повторно, отключая калибратор от входа звукомера. В это же время калибровочный сигнал передается обратно в блок группового контроля.
10. Постоянная запись звука, возникающего на каком-то уча стке местности, может являться назначением элемента слежения; также могут быть запрошены данные по этой записи. Обычно это непрерывная 24-часовая запись, которая может быть стерта или переписана таким образом, чтобы были доступны звуковые со бытия прошедших 24 ч.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
При центральной обработке данных собираются сведе ния от блоков группового контроля, которые обрабатываются, накапливаются и анализируются, после чего ежедневно для соот ветствующих учреждений выдаются следующие сведения:
1. Звуки, замеренные и записанные каждым элементом сле жения за предыдущие 24 ч с указанием секунд их продолжитель ности, отсчитанных от начала каждого суточного периода, вме сте с кодом, обозначающим сообщение элемента слежения.
2. Год, день недели и число недель в году.
3.Продолжительность в секундах и средняя амплитуда в де цибелах по шкале А максимального раздельного звука, превы шающего установленный законом или заранее предусмотренный предел в течение каждого 24-часового периода, и время в часах, минутах и секундах от начала периода, во время которого он появился.
4.Для каждой точки размещения элемента слежения и для каждого 24-часового периода — средняя амплитуда, превышаю щая порог максимального раздельного звука, умноженная на его длительность в секундах, и деленная на среднее время меж ду такими звуками.
5.Накопление этой информации для каждого элемента сле жения в течение 182 дней (6 месяцев).
6.Число последующих повышений и снижений звука, упомя нутых в п. 4, соответственно за последние 4 и 26 недель и сред
нее повышение или снижение во время каждого из этих двух периодов времени.
7. Печатание этих данных в форме, которая облегчает визу альное соотношение с картами размещения элементов слежения и установление изменений и тенденций в звуковой ситуации на каждой станции слежения в течение времени.
8. По истечении года запись в регистраторе памяти только той информации, которая перечислена в п. 6.
Такая система раскрывает, когда появляется внешнее шумо вое загрязнение и где оно максимально, записывая его прибли зительное местонахождение вместе с амплитудой и продолжи тельностью звука. Выявляя шумовые тенденции в течение вре мени, она дает основу для определения, возрастает ли звук вследствие интенсификации или разрастания существующих его источников или появления новых; или же происходит его умень шение из-за сокращения числа источников или их утихания.
Без таких сведений трудно ввести какой-либо закон или из менить местные муниципальные постановления, связанные с кон тролем за шумом, сформулировать предупредительные или кор ректирующие меры и установить, где следует разместить инспек цию по наблюдению за шумом. Такая информация нужна и для непрерывного городского проектирования. Она дает основу для снижения шумового загрязнения, что достигается соответствую щим зонированием и постановлениями в области строительных правил; для проектирования наземных и воздушных транспорт ных систем и средств обслуживания; и для размещения особого вида деятельности и соответствующих установок и определения условия их допустимости.
ЭЛЕМЕНТЫ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ШУМОМ
Размещение. Элементы слежения следует размещать так, чтобы они охватывали основные источники шума и могли уста новить, что окружающая среда не загрязняется новым шумом,
возникающим в других частях города. Одна сеть элементов дол* жна быть направлена на улавливание шума от самолетов с ис пользованием элементов направленного действия, записываю щих звук, идущий от полусферы сверху. Другую сеть можно раз местить так, чтобы охватить наземные транспортные артерии: автострады, прочие основные автомобильные маршруты, желез ные дороги. Третью сеть элементов слежения следует располо жить так, чтобы фиксировать шум перемежающихся источни ков, таких, как оборудование с двигателями внутреннего сгора ния, автомобили, находящиеся в плохом состоянии, или же ма шины, обрезающие деревья. Точно так же должны попасть под наблюдение и торгово-деловые п промышленные районы. Источ ники потенциального шума пли специально контролируемые ус тановки, действие которых допущено с учетом функционального зонирования территории, могут проверяться при помощи аппа ратуры, установленной именно с этой целью на границе земель ной собственности как одно из условий возможности такого ис пользования территории и разрешения их деятельности. К таким источникам шума, например, можно отнести аэропорты, верто летные площадки, электрогенераторы и трансформаторы, мойки автомашин, установки по прессованию автомобилей, бетонные заводы или же участки продажи автомашин с системой громко говорителей.
Элементы слежения следует расположить так, чтобы осуще ствить наилучший охват территории, допускаемый имеющимся для этих целей оборудованием; однако необходимо предусмот реть возможность установки дополнительных элементов слеже ния по мере того, как на это будет выделено больше денег или же они будут получены от штрафов. Практически элементы сле жения могут быть установлены там, где производится или наме чается наблюдение за химическим загрязнением воздуха или какое-либо иное наблюдение, так как в этом случае обследова ние нарушений и эксплуатация оборудования слежения осуще ствляются более эффективно для разных систем, расположенных на одном участке. Одновременно при этом снижаются и рас ходы.
Количество. Количество необходимых элементов слежения можно определить только в общих чертах, без учета размера, формы, рисунка, топографии, характера использования терри тории. Однако скорый подсчет для Лос-Анджелеса, одного из наиболее быстро разрастающихся городов мира, дает об этом некоторое представление. Из его 1240 км2 (1973 г.) приблизи тельно одна четверть приходится на сравнительно не освоенные горы, парки, площадки для гольфа, бассейны для приема воды при наводнениях, кладбища и другие участки, которые, вероят но, можно контролировать из расчета один элемент слежения на 5 км2, в то время как на каждые 2,6 км2 оставшейся террито рии, или же в радиусе 700 м потребуется 407 элементов слеже
ния. Для того чтобы охватить весь город с пригородами, потре буется почти удвоить это число, установив при этом две группо вые системы элементов слежения, аналогичные предлагаемым в этой главе.
Элементы слежения за звуком могут быть размещены с уче том плотности населения, ибо здоровье и комфорт людей явля ются решающим фактором. Более крупные строения, в которых концентрируется значительная часть населения, могут потребо вать большего количества элементов слежения в связи с нали чием особых пространственных свойств, что затрудняет осуще ствление звуковых измерений. Например, это может быть в рай оне, укрытом от звука рельефом и т. д.
В зависимости от своего размещения и окружения аэропор ты, предприятия тяжелой промышленности и строительные объ екты, установки по прессованию автомобилей или же комму нальные объекты, создающие пронзительный непрерывный вой, могут предопределить необходимость установки нескольких эле ментов слежения на границе своей территории, чтобы обеспечить соответствие этих предприятий ограничениям шума, установлен ным как необходимое условие их размещения, развития или не прерывной эксплуатации.
Стоимость (на 1973 г.). Стоимость определена на основе опы та работы с применением аналогичных устройств и систем. С учетом детального проектирования и разработки элемент сле жения, показанный на рис. 6, может быть создан самое большое за 200 долл. Если сосредоточить производство элементов слеже ния, то их стоимость значительно снизится. Блоки группового контроля стоили бы менее 25000 долл., при этом лишь для не многих городских районов потребовалось бы более одного тако го блока. Стоимость аренды телефонных линий, как правило, сравнительно одинакова для разных районов. С другой стороны, стоимость центральной обработки данных будет меняться в ши роких пределах в зависимости от характера и количества необ ходимых данных, характера их обработки, объема резервной емкости, решения системы в целом, применения существующей вычислительной техники и других различных условий. Опытные инженеры-электронщики, разбирающиеся в стоимостях элек тронно-вычислительных машин, могут определить стоимость кон кретного решения.
Прецеденты и требования. В Лос-Анджелесе домовладельцы обязаны устанавливать акселерометры во всех зданиях высотой более 10 этажей и в зданиях свыше б этажей с площадью пола более 5600 м2 для определения и записи сейсмических воздейст вий. В своде строительных законов округа Лос-Анджелеса име ются соответствующие требования; в шт. Калифорния рассмат ривается законодательство, обусловливающее установку аксе лерометров по всему штату. Точно так же можно потребовать и установки элементов слежения на крышах или других внеш
них поверхностях новых торговых и промышленных зданий, пре вышающих определенную высоту или объем. Для большинства жилых массивов сравнительно небольшое количество элементов слежения обеспечит полноценное наблюдение за шумом само летов.
Свод правительственных законов шт. Калифорния требует учета уровней шума в генеральных планах ряда городов. Сеть элементов слежения за шумом наподобие описанной выше ока жется необходимой, чтобы осуществить наблюдение за источни ками шума. Точто так же системы слежения понадобятся в жи лых массивах других штатов, в которых контроль за шумом или уже необходим, или которые примут решение о его введении. В свое время федеральное законодательство или определенная политика могут потребовать размещения таких систем как обя зательного условия получения дотаций, связанных с городским воздушным транспортом, с защитой окружающей среды, с шумо вым загрязнением; этого же могут потребовать и штаты, прежде чем для аналогичных целей будут выделены фонды, создаваемые за счет отчислений от доходов.
4. ЗАБЛУЖДЕНИЯ И МНОГОСЛОВИЕ
После более чем полустолетия усилий и попыток специали стов, посвятивших себя градостроительству, проектирование го родов, наконец, находит самое себя. В настоящее время в США имеется несколько сотен официальных организаций, которым по ручено проектирование для различных муниципалитетов страны. Несколько десятков тысяч человек считают и называют себя про- ектировщиками-градостроителями, большинство из них — члены одной из двух общенациональных ассоциаций проектировщиковпрофессионалов и должностных лиц, занимающихся проектиро ванием. Одновременно многие другие, занимающиеся в смежных областях отдельными элементами или аспектами проектирования городов, считают себя составной частью этого коллектива. Долж ности в градостроительстве и описания их функций установлены для различных категорий и уровней работы как в правительствен ных, так и в частных предприятиях. Свыше 50 университетов присуждают степени специалистов по проектированию городов и районов, 20 университетов — степени докторов философии. Впервые в истории градостроительства широкая общественность оказалась обеспокоенной социальными аспектами наших город ских проблем. Все больше и больше отраслей знаний участвует в решении кризиса урбанизации.
Безусловно, эти общественные и профессиональные достиже ния являются положительным явлением, чем справедливо могут гордиться те, кто несет ответственность за развитие городов. В то же время, однако, раскрылась грандиозность проблемы проекти