Mikrofone im Tunnel
Messungen im Tunnel
Prinzip des Akustischen Monitorings

Akustisches Tunnelmonitoring - AKUT-1

Im vorliegenden Projekt wurde die Machbarkeit eines Systems zum Akustischen Tunnelmonitoring überprüft. Die typischerweise beim Betrieb von Tunneln auftretenden Geräusche werden von Motor-, Roll- und Strömungsgeräuschen der passierenden Fahrzeuge geprägt. Auftretende Anomalien im Geräusch, wie z.B. der Aufprall eines Fahrzeuges an die Tunnelwand, der gegenseitige Aufprall zweier Fahrzeuge, Reifenquietschen, Stimmen (Schreie) usw. sowie Anomalien im Geräusch von Einzelfahrzeugen können von im Tunnel angebrachten Mikrofonen detektiert werden.

Durch spezielle Erkennungsalgorithmen ist es möglich, diese Geräusche automatisch zu identifizieren und bestimmten Alarmklassen zuzuordnen. Diese Geräusche treten bereits zum Zeitpunkt des Geschehens – und nicht erst nach einiger Zeit – auf und können so detektiert werden. Bei Detektierung eines Störfalls in einem bestimmten Streckenabschnitt können so verschiedene Maßnahmen sofort automatisch aktiviert werden. Zum Beispiel kann in der Tunnelzentrale je nach Alarm- bzw. Unfallklasse ein akustischer Signalton erklingen und das Kamerabild der Video-Überwachung des betroffenen Streckenabschnitts auf einen zentralen Monitor geschaltet werden. So kann der Tunnelmanager die Situation sofort erfassen und die entsprechenden Maßnahmen einleiten. Dadurch wird kostbare Zeit gewonnen und sowohl den Unfallbeteiligten als auch den nachkommenden Fahrzeugen ein Maximum an Soforthilfe und Unfallprävention zur Verfügung gestellt.

Beginnend mit der Untersuchung der Raumakustik in Tunneln, wodurch die Schallausbreitung stark beeinflusst wird, erfolgte die Entwicklung eines Aufzeichnungssystems, das eine durchgehende Aufzeichnung der Geräusche in einem Tunnel über mehrere Wochen erlaubt. Diese Aufzeichnungen waren erforderlich, um die für die Entwicklung der Klassifikationsalgorithmen nötigen Testdaten zu erhalten. In diesen Testdaten sind sowohl „normale“ Betriebsgeräusche als auch „alarmierende“ Geräusche enthalten, die im Zuge des Projekts in verschiedenen Tunneln mit verschiedenen Betriebsmodi und Tunnelgeometrien aufgezeichnet wurden. Die so erhaltene Geräuschdatendatenbank diente der Entwicklung und prototypischen Implementierung der Klassifikationsalgorithmen, die den Kern des späteren Systems zum Akustischen Tunnelmonitoring bilden. Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Algorithmen wurde eine Demonstrations-Software implementiert.
Im Zuge der Entwicklungsarbeiten der Algorithmen konnten 15 charakteristische Merkmale gefunden werden, an Hand derer die Geräusche klassifiziert werden können.

Dieses Projekt wurde mit dem Staatspreis für Telematik 2006 ausgezeichnet.

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ASFINAG Autobahnen- und Schnellstrassen- Finanzierungs- Aktiengesellschaft
www.asfinag.at

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Akustisches Tunnelmonitoring

Übertragung von Audiosignalen über lange Distanzen mittels optischer Netze