Звуки города подскажут, где строить и что менять

О том, как создать город, в котором хочется не только жить, но и дышать, слушать и отдыхать, мы поговорим со студентом ИСТ-1-21 Алексеем Маковкиным и аспирантом Константином Назаровым — разработчиками интеллектуальной платформы анализа звукового ландшафта.

Какова основная цель анализа звукового ландшафта в вашем проекте?

Константин:
— Вообще, звуковой ландшафт анализируется для выявления закономерностей, которые в дальнейшем используются в оценке комфортности звукового ландшафта и акустической среды города, потому что сейчас очень активно исследуется шум в городе. Но во многих исследованиях утверждается, что этого недостаточно, чтобы оценить качество звуковой среды города. Поэтому, в дополнение к оценке шума, добавляется ещё и оценка в целом звукового ландшафта и его качества.

Как вы собираете и обрабатываете звуки? Используете ли вы специальные технологии или методы?

Константин:
— Для сбора данных мы используем шумомер и рекордер (запись на телефон). Этих приборов достаточно для нашего проекта. Алексей: — Также используются и цифровые методы — такие, как машинное обучение, различные функции для обработки звука: шумоподавление, фильтрация частот, разделение аудиодорожек. Константин: — То есть всё это у нас собрано в программном продукте, который разрабатывает Алексей, и всё это, в принципе, обрабатывается из аудиозаписей, которые мы получаем в полевых условиях.

Какие параметры звука являются для вас ключевыми при анализе?

Алексей: — Основными параметрами являются как раз громкость самого аудиофайла — то есть минимальная, максимальная — и конкретный тип объекта, который нам нужно выбрать для анализа (транспорт, природные явления, строительство, ремонт дороги, человеческая речь). Константин: — Ещё один основной параметр — это качественная запись звука, чтобы программа с машинным обучением могла разделить его на отдельные дорожки, которые в дальнейшем будут использоваться в настройке звукового ландшафта, создании его модели, которую впоследствии можно будет преобразовывать для оценки.

Какую модель анализа звука вы применяете?

Алексей: — Модель собственного производства. Такая модель используется при помощи специальных библиотек, которые помогают анализировать, обрабатывать и распознавать объект по его параметрам.

Как вы интерпретируете полученные результаты? Какие выводы можно сделать на основе анализа?

Алексей: — После анализа на интерактивной карте появляются точки со всеми данными (сколько децибел, что это за объект и т. д.), а далее эти точки определяют зону, в которой имеется вся информация. Сами зоны распределяются так: самая тихая окрашивается в зелёный цвет, а самая громкая — в красный. Также генерируется специальный отчёт, где выводится информация об объекте: какой аудиофайл загрузили, сколько децибел и насколько шум опасен для человека по громкости. Константин: — С помощью визуального представления информации можно выделить зоны послойно: приятность, монотонность, какие-то соотношения естественных и антропогенных звуков. И в дальнейшем это может использоваться для различных исследований. Если, например, мы анализируем комфортность звукового ландшафта в парке, то можно оценить расположение активностей в нём, а в дальнейшем — оценивать уже комфортность, то есть соседство тихой или культурно-массовой зон.

Есть ли у вас примеры интересных закономерностей или неожиданных находок в процессе работы?

Алексей: — Была одна находка при работе с зональными картами. Сама реализация этой карты являлась довольно-таки сложным процессом, потому что изначально использовались дополнительные сайты, из которых можно было взять нужную информацию. То есть, для того чтобы появлялись эти зоны, мне нужно было создать свой собственный файл, где находились все районы нашего города. И для того чтобы всё это определялось, нужно было немного помучаться и прописать все необходимые параметры. Изначально они отображались случайным образом. Так как я использовал иную модель построения карты, в программе зоны отображались в виде ромбов. Но, оказывается, есть другой способ, который мог взять несколько точек на карте и объединить их в одной зоне, но теперь — в виде круга. Для меня это было находкой.

Как вы планируете использовать результаты анализа на практике?

Константин: — В целом, вся эта методика может использоваться в уже существующих методиках оценки акустической среды городского пространства для того, чтобы, в дополнение, оценить ещё и качество звуковой среды именно людьми. На данный момент это важно, потому что многие исследования доказывают, что данный процесс надо дополнять ещё и качественными оценками. Алексей: — Данный процесс, а конкретно его результаты, можно использовать и для борьбы с шумом в городе. Если записывается звук транспорта, например на мосту или ещё где-нибудь, то после анализа можно понять, где, например, поставить специальные панели для защиты от шума. Такая реализация уже, как раз, есть. Или, к примеру, в населённом пункте можно посадить зелёные насаждения, чтобы уменьшить влияние шума с дороги на местных жителей.