特許 7415294 工事騒音監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】工事騒音監視装置

(51)【国際特許分類】

   G01H 3/00 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01H3/00 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019202336

(22)【出願日】2019-11-07

(65)【公開番号】P2021076441

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】小柳 慎一郎

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１８６０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４７４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０３６８１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５８０５４５７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２０８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｈ １／００ － １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工事現場の作業騒音を取得する取得手段と、
該取得手段で取得した作業騒音から複数種類の音質を抽出して、それぞれ音質評価値を付与する音質分析手段と、
前記音質評価値ごとに重み付けを行い、重み付けられた音質評価値の合計値による評価及び作業騒音の大きさに基づく評価を報知する報知手段と、
を備えた工事騒音監視装置。

【請求項2】

取得した作業騒音から抽出される音質は、作業騒音の変動の強さを示す第一音質と、作業騒音の鋭さを示す第二音質と、作業騒音の粗さを示す第三音質と、純音ノイズ比を示す第四音質とを含む請求項１に記載の工事騒音監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工事に伴う騒音を監視する工事騒音監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工事等の騒音を監視する騒音監視装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

【0003】

また、騒音の各騒音物理量から各音質項目を求め、各音質項目に基づいて騒音を総合的に評価する装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－２９８５６８号公報

【文献】国際公開第２００９／１３９０５２号公報

【文献】特開平６－１８６０７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、音の総合評価と、その音の不快さとが必ずしも一致するものではなかった。

【0006】

本発明は、取得した音を音質毎に評価することが可能な工事騒音監視装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

態様１は、音を取得する取得手段と、該取得手段で取得した音から複数種類の音質を抽出して、それぞれ音質評価値を付与する音質分析手段と、前記音質ごとの音質評価値及び音の大きさに基づく評価を報知する報知手段と、を備えた工事騒音監視装置。

【0008】

すなわち、工事現場等で取得した音から音質を抽出して音の不快さに関連した音質評価値を付与することで、音質毎の音の不快さの評価が可能となる。

【0009】

これにより、不快さの高い音質から音の発生源の特定が可能となり、不快さの高い音質の低減対策が容易となる。

【0010】

態様２は、取得した音から抽出される音質は、音の変動の強さを示す第一音質と、音の鋭さを示す第二音質と、音の粗さを示す第三音質と、純音ノイズ比を示す第四音質とを含む態様１に記載の工事騒音監視装置。

【0011】

これにより、各音質の音質評価値から音の発生源の特定が可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本態様によれば、取得した音を音質毎に評価することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態に係る工事騒音監視装置を示すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る工事現場を示す模式図である。

【図3】本実施形態に係る工事騒音監視装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態に係る工事騒音監視装置で入力した音圧信号から各音質を抽出するイメージを示す図である。

【図5】本実施形態で用いるフランクチュエーションストレングス（音の変動の強さ）の算出に用いる式を示した図である。

【図6】本実施形態で用いるシャープネス（音の鋭さ）の算出に用いる式を示した図である。

【図7】本実施形態で用いるラフネス（音の粗さ）の算出に用いる式を示した図である。

【図8】本実施形態で用いるトーン・トゥ・ノイズレシオ（純音ノイズ比）の算出に用いる式を示した図である。

【図9】本実施形態に係る工事騒音監視装置の報知部に示される表示の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本実施形態に係る工事騒音監視装置１０を図面に従って説明する。

【0015】

図１は、本実施形態に係る工事騒音監視装置１０を示すブロック図であり、工事騒音監視装置１０は、図２に示すように、工事現場１００に設置される。この工事騒音監視装置１０は、図１に示したように、制御部１２を中心に構成されており、制御部１２には、取得部１４と、報知部１６と、入力部１８とが接続されている。

【0016】

制御部１２は、一例としてパーソナルコンピュータで構成されており、制御部１２は、例えば媒体読み書き装置を用いて記録媒体に書き込まれたプログラムを読み込んでメモリ２０に記憶する。そして、制御部１２は、メモリ２０に記憶されたプログラムに従ってＣＰＵ２２（Central Processing Unit）が動作することで、工事騒音監視装置１０として機能する。

【0017】

メモリ２０には、後述する各音質の音質評価値に重み付けを行う為の定数が各々の音質に対応して記憶されている。また、メモリ２０には、後述する合計値の判定に用いる合計閾値が記憶されている。さらに、メモリ２０には、後述する各音質の判定に用いる音質閾値が各々の音質に対応して記憶されている。各音質をどのように抽出するかは後述する。

【0018】

取得部１４は、一例としてマイクロホン１０２を備え（図２参照）、音を取得するとともに取得した音を電気信号である音圧信号として制御部１２に出力する。

【0019】

報知部１６は、一例として液晶ディスプレイで構成されており、制御部１２からの出力に応じた表示を行う。なお、この報知部１６は、スピーカやブザー等の出力部、他のディスプレイ等の表示部、又は発光ダイオード等の発光部で構成することができる。また、現場責任者や作業員が携帯するスマートフォンなどの携帯端末に対して制御部１２からの出力を送信する送信部で構成してもよい。

【0020】

入力部１８は、キーボード及びマウスで構成されており、ユーザにより入力された情報を制御部１２へ出力する。

【0021】

入力部より入力する情報としては、一例として、図２に示したように、工事現場１００内で使用するバックホー１０４、ポンプ車１０６、トラック１０８、ブルドーザ１１０等の重機名が挙げられる。また、入力部より入力する情報としては、一例として、杭の打ち込み、ポンプ車１０６によるコンクリートの打設等の作業内容などが挙げられる。

【0022】

この工事騒音監視装置１０は、工事現場１００に設けられ工事現場１００の作業騒音を監視する。

【0023】

具体的に説明すると、工事騒音監視装置１０の制御部１２を構成するパーソナルコンピュータは、工事現場１００の現場事務所１１２に配置される。

【0024】

また、制御部１２に接続された取得部１４のマイクロホン１０２は、工事現場１００に設置され作業現場で発生する騒音を取得する。取得部１４のマイクロホン１０２の設置場所としては、敷地境界等の現場周囲が挙げられる。取得部１４のマイクロホン１０２は、単数であっても複数であってもよい。

【0025】

報知部１６を構成する液晶ディスプレイは、現場事務所１１２に設けられ、監視結果が表示される。また、報知部１６を構成するディスプレイ等の表示部を作業現場に設け、現場責任者や作業員が監視結果を目視できるようにしてもよい。

【0026】

（フローチャート）
図３は、工事騒音監視装置１０の動作を示すフローチャートであり、工事騒音監視装置１０の制御部１２が行う処理が示されている。

【0027】

すなわち、制御部１２のＣＰＵ２２がメモリ２０に記憶されたプログラムに従って動作を開始すると、制御部１２は、取得部１４が取得した音を音圧信号として入力する（Ｓ１）。

【0028】

そして、図４にも示すように、入力した音圧信号１２０を例えば音質１２２毎に分類するなどして、複数種類の音質を抽出して分析し（Ｓ２）、それぞれ音質１２２に対して音質評価値を付与する（Ｓ３）。なお、図４は、入力した音圧信号から各音質を抽出するイメージを示す図である。

【0029】

入力した音圧信号から抽出して分析する音質は、音の変動の強さを示す第一音質３０と、音の鋭さを示す第二音質３２と、音の粗さを示す第三音質３４と、純音ノイズ比を示す第四音質３６とが挙げられる。

【0030】

なお、本実施形態では、入力した音圧信号から抽出する音質として、第一音質３０、第二音質３２、第三音質３４、及び第四音質３６を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。この抽出する音質は、工事現場で行われる作業内容に応じて、入力部１８からの入力に基づいて、適宜選択・改変されるものとする。

【0031】

（第一音質）
第一音質３０が示す音の変動強度は、音の振幅エンベロープの変動や周波数の変動によって生ずる。この第一音質３０は、一例として、図５に示すように、音の変動強度の尺度であるフランクチュエーションストレングスを計算する為の式を用い、入力した音圧信号より算出する。

【0032】

図５において、ｆ_ｍｏｄは変調周波数、ｍは変調度、Ｌは音圧レベルを示す。また、変調周波数５Ｈｚ、変調度１で振幅変調された４０ｄＢの１ＫＨｚ純音のフランクチュエーションストレングスを１ｖｉｂとして定義する。

【0033】

これにより、取得部１４で取得した音から第一音質３０が抽出され分析されるとともに、第一音質３０が数値化されることで、数値の大きさで示された音質評価値が付与される。

【0034】

（第二音質）
第二音質３２が示す音の鋭さやかん高さは、音のエネルギーが集中するスペクトル上での場所と、その場所におけるエネルギーの大きさに依存する。この第二音質３２は、一例として、図６に示すように、シャープネスを計算する為の式を用い、入力した音圧信号より算出する。

【0035】

このシャープネスの計算式は、臨界帯域ごとのラウドネスに、高周波数になるほど値が大きくなる鋭さの感覚特性を反映した重みを掛け、全帯域にわたって積算した後、音全体のラウドネスで除してシャープネスの値を求める。

【0036】

図６において、Ｎ’（Ｚ）は臨界帯域ごとのラウドネス、ｚは臨界帯域番号、ｃは定数、ｇ（ｚ）はシャープネスの重みを示す。この計算式の分子では、臨界帯域ごとのラウドネスにシャープネスの重みｇ（ｚ）を掛けたものを、１６ｋＨｚまでの可聴周波数帯域を重なり合わない２４個の臨界帯域にわたって積算している。

【0037】

これにより、取得部１４で取得した音から第二音質３２が抽出され分析されるとともに、第二音質３２が数値化されることで、数値の大きさで示された音質評価値が付与される。

【0038】

（第三音質）
第三音質３４が示す音の粗さは、音の振幅エンベロープの変動や周波数の変動により生ずる。この第三音質３４は、一例として、図７に示すように、ラフネスを計算する為の式を用い、入力した音圧信号より算出する。

【0039】

図７において、ｆ_ｍｏｄは変調周波数、ｆ_ｃは搬送波周波数、ｍは変調度、Ｌは音圧レベル、Ａは搬送周波数ごとに変調周波数と粗さの関係を表した係数を示す。また、変調周波数７０Ｈｚ、変調度１で振幅変調された４０ｄＢの１ｋＨｚ純音のラフネスを１ａｓｐｅｒと定義する。

【0040】

これにより、取得部１４で取得した音から第三音質３４が抽出され分析されるとともに、第三音質３４が数値化されることで、数値の大きさで示された音質評価値が付与される。

【0041】

（第四音質）
第四音質３６が示す純音ノイズ比は、周波数スペクトル上で突出したエネルギーをもつ狭帯域の音の強さを示す。

【0042】

この第四音質３６は、一例として、図８に示すように、トーン・トゥ・ノイズレシオを計算する為の式を用い、入力した音圧信号より算出する。

【0043】

図８において、Ｌ_ｔは狭帯域音の音圧レベル、Ｌ_ｎはそれ以外のノイズ成分の音圧レベルを示し、その差がトーン・トゥ・ノイズレシオとなる。

【0044】

これにより、取得部１４で取得した音から第四音質３６が抽出され分析されるとともに、第四音質３６が数値化されることで、数値の大きさで示された音質評価値が付与される。

【0045】

そして、各音質３０、３２、３４、３６に付与された音質評価値ならびに音の大きさに、予めメモリに記憶された対応する定数を乗算して重み付けを行い、重み付けが行われた各音質評価値を合計して合計値を求める。そして、この合計値と予めメモリに記憶された合計閾値とを比較して閾値判定を行う（Ｓ４）。このステップＳ４で、合計値が合計閾値を超えていなければ、各ステップＳ１～Ｓ４を繰り返す一方、合計値が合計閾値を超えていた場合には、ステップＳ５へ移行する。

【0046】

ここで、合計閾値は、構成する音質の大きさが異なる複数の騒音サンプルを多数の被験者に聞かせ、多くの被験者が不快と感じた騒音サンプルより算出した合計値を合計閾値として定めた。また、合計閾値を定めるにあたっては、各種心理指標を参考として取り入れている。

【0047】

ステップＳ５では、各音質３０、３２、３４、３６に付与された音質評価値並びに音の大きさと、重み付けが行われた各音質評価値を合計した合計値とを報知部１６に表示するとともに、音質３０、３２、３４、３６ごとの音質評価値に基づく評価を報知部１６に表示して報知を行った後（Ｓ５）、終了する。また、評価結果が改善することを確認するため、上記のプロセスを新たに開始する。

【0048】

具体的に説明すると、第一音質３０の音質評価値と、予めメモリに記憶された対応する第一音質閾値とを比較し、第一音質３０の音質評価値が第一音質閾値を超えている場合、音の変動の強さが大きいと判断する。

【0049】

この場合、取得した音に例えば「ドコドコ」音が混在し、この「ドコドコ」音が不快と感じるレベルに達したと考えられる。このため、その対応案として「ドコドコ」音を発生し得るポンプ車の作動停車やポンプ車の移動を促す表示を報知部１６で行う。

【0050】

図９は、報知部１６に示された表示の一例であり、報知部１６には、ポンプ車１０６の画像が示されるとともに、不快音を言葉で表現した「ドコドコ音」の不快音表示が示される。

【0051】

また、第二音質３２の音質評価値と、予めメモリに記憶された対応する第二音質閾値とを比較し、第二音質３２の音質評価値が第二音質閾値を超えている場合、音の鋭さが大きいと判断する。

【0052】

この場合、取得した音に例えば「キンキン」音が混在し、この「キンキン」音が不快と感じるレベルに達したと考えられる。このため、その対応案として「キンキン」音を発生し得る金属打撃や鉄板上の重機の走行停止を促す表示を報知部１６で行う。

【0053】

さらに、第三音質３４の音質評価値と、予めメモリに記憶された対応する第三音質閾値とを比較し、第三音質３４の音質評価値が第三音質閾値を超えている場合、音の粗さがが粗いと判断する。

【0054】

この場合、取得した音に例えば「ガーガー」音が混在し、この「ガーガー」音が不快と感じるレベルに達したと考えられる。このため、その対応案として「ガーガー」音を発生し得るバックホーの停止や移動を促す表示を報知部１６で行う。

【0055】

そして、第四音質３６の音質評価値と、予めメモリに記憶された対応する第四音質閾値とを比較し、第四音質３６の音質評価値が第四音質閾値を超えている場合、ノイズが大きいと判断する。

【0056】

この場合、取得した音に例えば「ブーン」音が混在し、この「ブーン」音が不快と感じるレベルに達したと考えられる。このため、その対応案として「ブーン」音を発生し得るトラックのエンジン停止や移動を促す表示を報知部１６で行う。

【0057】

ここで、各音質閾値は、対象とした音質３０、３２、３４、３６の大きさが異なる複数の騒音サンプルを多数の被験者に聞かせ、多くの被験者が不快と感じた騒音サンプルに含まれる音質の大きさを各音質閾値として定めた。また、各音質閾値を定めるにあたっては、各種心理指標を参考として取り入れている。

【0058】

また、各音質３０、３２、３４、３６に対する各対応案は、具体的な対応案を示すための一例であり、騒音監視する工事現場の作業で用いられる重機等に応じて適切な対応案を表示するものとする。

【0059】

（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。

【0060】

工事現場等で取得した音から音質を抽出して音の不快さに関連した音質評価値を付与することで、音質毎の音の不快さを評価することが可能となる。これにより、取得した音を、音質毎に評価することが可能となる。

【0061】

ここで、従来から行われている騒音レベル（Ａ特性音圧レベル）による騒音評価と実際に人が感じる不快感とは必ずしも一致せず、騒音レベル（Ａ特性音圧レベル）が騒音基準を満足していても近隣住民から改善要望が出されることがある。

【0062】

しかし、本実施形態では、騒音レベルだけでは評価が難しい変動騒音の不快感を定量化して良否を判断することが可能となる。また、判断結果を現場責任者や作業員に警告することで作業内容の調整が可能となり、現場周辺環境への影響を低減することが可能となる。

【0063】

そして、不快さの高い音質から音の発生源の特定が可能となり、不快さの高い音質の低減対策が容易となる。

【0064】

したがって、騒音による不快感の適切な低減対策が可能となる。

【0065】

また、音の変動の強さを示す第一音質３０と、音の鋭さを示す第二音質３２と、音の粗さを示す第三音質３４と、純音ノイズ比を示す第四音質３６とを用いて、取得した音を評価することができる。

【0066】

これにより、各音質３０、３２、３４、３６の音質評価値から音の発生源の特定が可能となる。

【符号の説明】

【0067】

１０ 工事騒音監視装置
１２ 制御部
１４ 取得部
１６ 報知部
３０ 第一音質
３２ 第二音質
３４ 第三音質
３６ 第四音質

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】