研究人员即将为环境影响研究创建虚拟铁路噪声

对于居住在铁路线附近的居民来说，这往往是一种麻烦，而对于专家来说，这是一个多方面的挑战，以至于应该有不止一个词来形容“铁路噪音”。粗糙或光滑轨道上的钢轮发出的声音、不同频率的制动声音、发动机噪音、空气动力噪音……所有这些都被隔音屏障、路堤、轨道下方地面的性质以及周围的环境所抑制或影响。声波在其中传播。

由声学/噪声控制实验室的RetoPieren领导的Empa研究人员从实践和理论经验中了解到，铁路交通的这些声学后果有多么复杂。多年来，他们一直通过测量、模拟和验证来探索这一现象：这些发现促成了与许多合作伙伴共同开展的为期两年的欧盟项目SILVARSTAR。现在，Pieren在都灵的“forumacusticum”会议上展示了研究结果：借助虚拟现实，对各种类型的铁路噪声进行声学模拟——可听可触。

这种“可听化”工具在研究中作为原型偶尔存在，但在规划和噪声控制实践中尚未可用。SILVARSTAR系统旨在改变这一现状——得益于众多专家的综合知识。

领导模拟项目的Empa团队整合了众多项目中的声学专业知识，而来自南安普顿大学和苏黎世公司BandaraVRGmbH的专家则贡献了宝贵的专业知识来开发用户友好的系统。其中，专业游戏开发人员广泛使用的Unity软件为此奠定了基础。

许多因素，甚至更多的变化

最终目标是成为一个即使是外行也可以使用的工具。例如，想要评估未来铁路线影响的交通政界人士。他们如何体验这种虚拟的驾车经过的视频可以在Empa的SILVARSTAR网站上找到。

对于单条线路，可以比较多种场景，例如从货运列车到区域列车再到ICE的列车类型，具有高或低的隔音屏障、特定的车轮和阻尼类型，这些类型也会对​​铁路噪声产生可闻的影响，和许多其他因素。由于环境也发挥着作用，用户可以在“城市”或“乡村”之间做出选择，甚至选择地面或高架位置，例如阳台上。

这些可能性的背后是基于物理的计算模型中的复杂算法，该模型不会从存档的声音文件中生成声学信号，而是根据场景的复杂性针对数百个噪声源和影响因素单独计算和生成它们。

这也给Empa团队带来了挑战。多种多样的影响可以实现真实的模拟。但与此同时，它要求算法的网格被合理地简化为基本要素，同时还要考虑到必要的计算时间：一台现代PC需要长达3小时的时间才能让500米长的货运列车通过，这样它的噪音排放可以在各种条件下被听到。

示威活动反应积极

但正如系统的验证所表明的那样，这种努力是值得的。合成噪声曲线图非常接近实际测量值，甚至部分一致。去年在柏林举行的InnoTrans等运输技术贸易展览会上的演示提供了主观印象：参观者证明了模拟的高可信度，并对使用虚拟“铁路噪音游戏”表现出了极大的兴趣。

对于感兴趣的人，可以从Empa的SILVARSTAR网站下载这些工具，包括用于非商业目的的许可协议。Empa研究人员Pieren表示：“模拟的首次使用已经开始，我们对结果非常满意，并预计未来会有大量应用。”

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