Исследователи Пермского Политеха разработали уникальный метод для распознавания отдельных транспортных средств в потоке по их уникальным звуковым характеристикам. Разработка поможет находить транспорт, шумящий сверх нормы, и применять к нарушителям предусмотренные законом меры. Это сделает городскую инфраструктуру тише, безопаснее и комфортнее для жизни.
Шум от транспорта — одна из главных проблем крупных городов. В России для легковых автомобилей допустимый уровень звука до 96 децибел. В Европе с 2026 года новые легковые автомобили должны не превышать 68, в Японии и Китае норма около 70. Это заметно ниже российской. При этом даже действующие в России нормы регулярно нарушаются. Высокий уровень шума перегружает городскую среду. От него страдают жители домов вдоль трасс, пешеходы и сами водители, которые проводят часы в плотном потоке.
При этом транспортный шум влияет на здоровье сильнее, чем кажется. Он связан с болезнями сердца, диабетом, нарушениями сна и даже преждевременной смертью. У людей, живущих в шумных районах, чаще развиваются депрессия и деменция. Особенно уязвимы дети: многие из них имеют проблемы с чтением, вниманием и лишним весом.
Ночной шум выше 55 децибел при регулярном воздействии вызывает изменения в крови: повышается уровень «плохого» холестерина и жирных кислот. Если человек постоянно живет рядом с трассой, где уровень звука держится около 60 децибел, то это со временем ухудшает работу сосудов и заставляет сердце биться чаще даже в состоянии покоя. Такое воздействие нарушает структуру сна, не дает организму полноценно восстанавливаться и провоцирует сбои в обмене веществ. Организм воспринимает его как хронический стресс, и это приводит к болезням.
Шум от транспорта на дорогах создается двигателем, выпускной системой, шинами и даже воздухом, обтекающим кузов на скорости. Для его снижения используют разные меры: новые конструкции глушителей и шин, защитные экраны, оптимизацию дорожных развязок, интеллектуальные системы управления трафиком. В Европе власти обязаны составлять акустические карты городов, в США при строительстве дорог заранее закладывают снижение звука на 5–10 децибел. В Японии и Китае проектировщики прогнозируют уровень шумовой нагрузки от новых трасс, а для выпускаемых автомобилей действуют ограничения по громкости.
Помимо профилактических мер, в разных странах действуют и жесткие штрафы. В Париже с 2025 года работают акустические радары: превышение порога в 85 децибел автоматически фиксируется, и водителю приходит штраф 135 евро. В Лондоне камеры ловят нарушителей с уровнем звука выше 74 децибел — штраф может доходить до 2500 фунтов. В Абу-Даби наказания еще жестче: за громкую езду в ночное время или незаконный тюнинг штраф достигает 300 тысяч рублей, плюс арест машины на месяц. В Турции штраф за управление громким автомобилем в 2026 году составляет 1246 лир (около 3200 рублей по текущему курсу).
В России штраф за чрезмерный шум транспортного средства пока небольшой: 500 рублей по статье 8.23 КоАП. Власти планируют увеличить его до 5 тысяч, а регионам могут дать право повышать до 30 тысяч.
Но главная проблема в том, что установить нарушителя сейчас сложно. Сейчас Госавтоинспекция контролирует уровень шума на дорогах в ручном режиме, наказать водителя могут в тех случаях, когда инспектор на месте выявляет внесение изменений в конструкцию транспортного средства либо негерметичность выпускной системы.
Шумозащитные экраны, ограничения скорости и точечные проверки инспекторами не позволяют автоматически определить, какая именно машина превышает допустимый уровень шума. Инспектор может наказать только того, кого лично остановил, а экраны и знаки не выделяют отдельные автомобили. В результате нарушители остаются незамеченными, и шумовая нагрузка не снижается.
Исследователи Пермского Политеха разработали уникальный метод выявления шумных машин в потоке с использованием акустических параметров, и на его основе программное обеспечение. Его суть в том, что у каждого автомобиля есть свои уникальные звуковые характеристики. Если записать звук проезжающего автомобиля, а потом разложить его на частоты с помощью специального математического преобразования, получится амплитудно-частотная характеристика, уникальная для каждого транспортного средства. Она остается узнаваемой даже при смене скорости.
Уникальность разработки в том, что она позволяет не просто измерять громкость, а выделять конкретный автомобиль. В России таких технологий еще нет.
— Сначала мы зафиксировали, как звучит конкретный автомобиль Opel Antara, когда он едет один на разных скоростях. Затем записали шум оживленной дороги, где в потоке других машин двигался тот же автомобиль. Обе записи разложили на частоты и сравнили математически. Оказалось, что когда нужная машина была в потоке, показатель сходства возрастал почти в два раза. Когда ее там не было — оставался низким. Это подтвердило, что метод действительно работает, — объясняет Алексей Щелудяков, директор Института дорожного строительства и транспорта ПНИПУ, кандидат технических наук.
Чтобы система могла узнать машину в потоке, сначала нужно записать, как она звучит отдельно, например, когда на нее поступила жалоба от жителей. Эта запись становится эталоном. После этого, если автомобиль снова появляется в зоне контроля, система сравнивает его и фиксирует нарушение. Такой подход позволяет работать адресно: сосредоточиться на конкретных нарушителях, на которых уже есть жалобы. Постепенно, по мере накопления данных, можно расширить базу и выявлять все больше шумных машин — легковых, грузовых, автобусов и мотоциклов.
Технология, разрабатываемая в Пермском Политехе, в первую очередь предназначена для контроля транспортного шума в городах. Ее главная цель — обеспечить акустический комфорт жителей. Новая разработка даст возможность выявлять конкретных нарушителей и применять к ним предусмотренные законом меры воздействия, что позволит мотивировать водителей следить за исправностью автомобилей.
— Выглядеть это будет так: на дорогах устанавливают узконаправленные цифровые микрофоны. Они регистрируют акустическую обстановку и передают данные для последующего анализа. На основе полученной информации система выделяет автомобили с характерным шумом. Как именно система будет понимать, какая машина шумит, зависит от сценария. Возможны разные варианты: от точечной записи машин, на которые уже жалуются жители, до постепенного накопления системой звуковых профилей нарушителей. Этот вопрос мы будем прорабатывать на следующих этапах, — дополняет Михаил Бояршинов, профессор кафедры автомобилей и технологических машин ПНИПУ, доктор технических наук.
Сейчас исследователи планируют внедрение подобных систем в интеллектуальные транспортные системы Пермского края, а также в частные компании для мониторинга шумовой обстановки на своих объектах. В планах — формирование базы данных звуковых профилей основных марок легковых и грузовых автомобилей, автобусов, мотоциклов, квадроциклов и средств индивидуальной мобильности. В перспективе такие комплексы помогут не только контролировать соблюдение норм, но и использовать полученные данные при планировании городской застройки и режимов движения. Накопленная статистика позволит также совершенствовать нормативную базу.
Статья опубликована в журнале «Мир транспорта и технологических машин».
Фото: ru.freepik.com
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.