Metody komputerowe

w inżynierii komunikacyjnej

Projektowanie

– dziedziny pokrewne

dr inż. Tadeusz Zieliński

doc. WIL

r. ak. 2017/18

źródło: http://eureko.net.pl/raporty-srodowiskowe

Układ wykładu

e-prawo

emisja hałasu

zanieczyszczenie powietrza

oznakowanie

zarządzanie procesem projektowania

literatura

e-Prawo

przepisy prawne:

bardzo rozbudowane (w Polsce projektant

drogowy powinien znać ok. 50-70 ustaw)

zmienne

ułatwienie wyszukiwania – zapis

w postaci wersji elektronicznej:

USA – element systemu IHSDM

Polska – program KAD (Komputerowy

Almanach Drogownictwa)

Emisja hałasu

bardzo istotne we współczesnych projektach:

przepisy unijne nakładają obowiązek sporządzania

map hałasu co 5 lat

w Niemczech koszty związane z ochrona przed

hałasem stanowią do 15% kosztów budowy

środki zaradcze

przegląd oprogramowania

mapy akustyczne w Polsce:

Warszawa: http://mapaakustyczna.um.warszawa.pl

Kraków: http://miip.geomalopolska.pl/imap/?gpmap=gp13

Emisja hałasu

Środki zaradcze

tradycyjne:ekrany akustyczne

okna z trzecią szybą + klimatyzacja

nowocześniejsze :antyhałas

nawierzchnie porowatewięcej:Woźniak M., Dąbrowski W., Olszacki J. – Bezpieczniej i ciszej dzięki nawierzchniom porowatym, Magazyn Autostrady 4/2007

Emisja hałasu

Przegląd oprogramowania

SoundPLAN – niemiecki; Kraków (BPI, AGH, WIOŚ), Warszawa (DHV) http://www.soundplan.eu

MITHRA 5.0 – francuski; IA PŁ, LWzHhttp://www.01db.com

IMMI 5.0 – niemiecki; IA PWr, LWzHWarszawa http://woelfel.de

Cadna/A – niemiecki http://www.datakustik.de

przegląd: http://www.profon.xq.pl/mapy/mapy1.html

Emisja hałasu

Program SoundPlanopracowany przez niemiecką firmę Braunstein und Berndt, 1 wersja w 1986; w Niemczech – standard; dystrybutor w Polsce – PC++ (http://www.pcplusplus.com.pl – do pobrania demo)

używany w 25 krajach, najwięcej licencji na świecie

umożliwia pełną trójwymiarową analizę rozchodzenia się dźwięku w przestrzeni, z uwzględnieniem powierzchni terenu (rzeźby i pokrycia), budynków i innych przeszkód

możliwe zastosowania

opis programu

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Możliwe zastosowaniamodelowanie hałasu liniowego (drogi, koleje, ruch lotniczy) i obszarowego (obiekty przemysłowe, lotniska, parkingi)

modelowanie hałasu przemysłowego

optymalizacja ekranów akustycznych (obliczenie wymiarów geometrycznych ekranów akustycznych różnych typów)

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu

dane

obliczenia

wyniki

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu - daneprzestrzenny model analizowanego obszaru (ukształtowanie terenu i zagospodarowanie):

zdefiniowane bezpośrednio w programie

na podstawie importu z innych programów (w prosty sposób z CARD/1)

źródła hałasu:definiowane bezpośrednio – wprowadzenie wartości poziomu dźwięku z pomiarów; możliwość uwzględnienia zmienności w czasie

definiowane pośrednio – przez podanie atrybutów obiektu (np. dla drogi: geometria, typ nawierzchni, natężenie ruchu, V, % s.c.) niezbędne dane (moc akustyczna, kierunkowość, czas emisji) pobierane z biblioteki

stopień pochłania dźwięku przez występujące materiały (można wziąć z biblioteki materiałów)

wartości dopuszczalnego poziomu hałasu dla poszczególnych obiektów, obszarów

przygotowanie danych czasochłonne

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu - obliczenia

metoda obliczeń – rozbudowana forma

algorytmu śledzenie promieni (ray tracing);

analogicznie jak wizualizacja

wykonanie obliczeń:

wartości poziomu dźwięku:

dla dowolnych przedziałów czasowych

dla pojedynczych odbiorników (zadanych punktów)

dla obszaru (siatki odbiorników: pionowej i poziomej)

optymalizacji geometrii ekranów akustycznych

można przyśpieszyć obliczenia licząc w sieci

na dowolnej liczbie komputerów

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: przedziały czasu

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: pojedyncze odbiorniki

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: obszar

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: optymalizacja ekranów

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu - wyniki

dokumentacja tekstowa:raporty ogólne

szczegółowe tabele (dla pojedynczych odbiorników lub ich grup)

graficzne – w postaci wykresów rozkładu poziomu hałasu (z możliwością dowolnych operacji na tych wykresach):

mapa konturowa hałasu:rozkład hałasu pochodzący z różnych źródeł może być rozpatrywany i wyświetlany razem lub oddzielnie

można wyświetlić mapę konfliktów (nałożenie generowanego poziomu hałasu na poziomy dopuszczalne dla poszczególnych obszarów)

mapa hałasu na fasadach budynków:indywidualnie dla każdego piętra i dowolnego przedziału czasu

można na tej podstawie dobrać odpowiednie okna

wykresy dla pojedynczych odbiorników („jeże dźwiękowe”)

mapy konturowe w przekrojach poziomych

przykład – analiza możliwości ochrony akustycznej gmachu IL

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: mapa hałasu

źródło: http://www.pcplusplus.com.pl

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: mapa hałasu

źródło: I. Żurek, – Zastosowanie programu SoundPLAN do modelowania rozprzestrzeniania się

hałasu generowanego przez ruch drogowy. Praca dyplomowa, Politechnika Warszawska 2008

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: mapa hałasu

źródło: I. Żurek, – Zastosowanie programu SoundPLAN do modelowania rozprzestrzeniania się

hałasu generowanego przez ruch drogowy. Praca dyplomowa, Politechnika Warszawska 2008

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki:

mapa hałasu na fasadach budynków

źródło: I. http://www.pcplusplus.com.pl

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Opis programu – wyniki: przekroje poprzeczne

źródło: I. ABRYCKA, K. JESIONKIEWICZ, M. SERWA – Program Sound Plan ... , 2006

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Przykład: gmach IL – stan istniejący

źródło: I. Żurek, – Zastosowanie programu SoundPLAN do modelowania rozprzestrzeniania się

hałasu generowanego przez ruch drogowy. Praca dyplomowa, Politechnika Warszawska 2008

dopuszczalne poziomy hałasu:

LDWN=65 dB

LN=55 dB

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Przykład – gmach IL – warianty (zestawienie)

Zaproponowane warianty zabezpieczeń:

1. ekran akustyczny wysokości 3 m, w odległości 1 m od północnej krawędzi

jezdni,

2. jak 1. + 3 m ekran w pasie dzielącym ul. Armii Ludowej,

3. j.w. - oba ekrany 4 m,

4. j.w. - ekrany dodatkowo odgięte w kierunku jezdni (wys. 0,5 m, kąt 450),

5. j.w. - wszystkie ekrany 5 m,

6. ekran w pasie dzielącym 5 m z odgięciami, ekran od strony gmachu 5 m

z odgięciami na nasypie wysokości 2 m (pochylenie skarp 1:1),

7. ekrany wysokości 5 m z odgięciami tworzącymi "półtunel" na jezdni północnej

oraz osłonę jezdni południowej.

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Przykład – gmach IL – warianty (wyniki 1-4)1.

2.

3.

4.

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Przykład – gmach IL – warianty (wyniki 5-7)5.

6.

7.

Emisja hałasu

Program SoundPlan

Przykład – gmach IL – warianty (porównanie)

Poziom dopuszczalny

Zanieczyszczenie powietrza

program AirPLAN :

dodatkowy, niezależny moduł programu SoundPlan

modelowanie zanieczyszczeń na podstawie ruchów

powietrza

program COPERT:

emisja spalin wg charakterystyk statycznych (dynamika

ruchu uwzględniana w sposób pośredni)

uwzględnia charakterystyki pojazdów z całej Europy

istotne dane:

podział na pojazdy benzynowe i diesle

rozkład wieku pojazdów

średnie prędkości dla poszczególnych grup

więcej:

R. Wieszała, D. Hardyś, Spaliny na A4, Magazyn Autostrady

1-2/2008

Oznakowanie

programy – nakładki na AutoCADa:

GA Znaki – znaki pionowe i poziome (m.in. drogowskazowe,

rysowanie powierzchni wyłączonych z ruchu, zestawienie

znaków) http://www.gacad.pl

ZNAKI DROGOWE – LISPUS, możliwości jw.

http://www.lispus.pl/znaki_drogowe.php

Autosign – CGS

http://www.cgsplus.com/Software/Autosign.aspx

Projektowanie – tablice znaki drogowe – Usługi informatyczne

(raczej dla firm produkujących znaki – czcionka, odstępy)

http://www.tabliceznakidrog.com

nie ma dobrej nakładki na MicroStation

Zarządzanie procesem projektowania

model tradycyjny

model nowoczesnyBIM

Zarządzanie procesem projektowania

– model tradycyjny

niezależny przepływ informacji miedzy wszystkimi uczestnikami procesu

źródło: R. Marcinkowski – Bentley

ProjectWise. Bentley Forum 2012

Zarządzanie procesem projektowania

– model nowoczesny

centralne przechowywanie danych jedno (identyczne) źródło danych

źródło: R. Marcinkowski – Bentley

ProjectWise. Bentley Forum 2012

Zarządzanie procesem

projektowania

przy dużych projektach, realizowanych przez rozproszone zespoły problem koordynacji danych (we właściwym czasie, dostarczyć właściwe dane, do właściwego adresata, z właściwymi prawami dostępu)

podpis elektroniczny

umożliwia to m.in. program Bentley ProjectWise

Zarządzanie procesem

projektowania - ProjectWisemożliwości:

Audit Track – śledzenie audytowe – kontrolowane są wszystkie zmiany nazw plików, modyfikacje (kto i kiedy)

obsługa różnych branż, różnych formatów danych

szybka wymiana danych przez sieć (przyrostowa – tylko tych elementów, które uległy zmianie)

zmiana nazwy pliku automatyczne uwzględnienie jej we wszystkich plikach podwiązanych

predefiniowane ustawienia drukowania

usunięcie podpisu elektronicznego w przypadku wprowadzenia zmian

Navigator – sprawdzenie projektu od strony formalnej, wykrywanie kolizji 3D

więcej: https://www.bentley.com/en/products/brands/projectwise

Zarządzanie procesem projektowania – ProjectWise

Obsługa różnych branż, różnych formatów danych

Przemysł

GIS

Budynki

Modelowanie chmur punktów

Koleje

Drogi

źródło: R. Marcinkowski – Bentley ProjectWise. Bentley Forum 2012

Zarządzanie procesem projektowania – model nowoczesny

Przyrostowy transfer danych

centralne

przechowywanie

danych

Projektant AInternet

Zapytanie o

informację zmiany

Projektant B

Internet

Zapytanie o

informację zmiany

centralne przechowywanie danych jedno (identyczne) źródło danych

przyrostowy transfer danych szybki

źródło: R. Marcinkowski – Bentley ProjectWise. Bentley Forum 2012

LiteraturaJanicki P. – KAD – Komputerowy almanach drogownictwa, Magazyn Autostrady 5/2004

I. Żurek - Zastosowanie programu SoundPLAN do modelowania rozprzestrzeniania się hałasu generowanego przez ruch drogowy. Praca dyplomowa, Politechnika Warszawska 2008

J. Adamczyk, L. Stryczniewicz, D. Szałyga-Osypanka – Ekrany akustyczne – panaceum? Drogi lądowe, powietrzne, wodne, 9/2008

Miasto. Analiza klimatu akustycznego z uwzględnieniem hałasu drogowego i kolejowego. Przykład, BPI Polska, opracowanie niepublikowane

I. Abrycka, K. Jesionkiewicz, M. Serwa – Program Sound Plan oraz inne programy do tworzenia cyfrowych map hałasu, 2006 (referat)

http://www.profon.xq.pl

www.soundplan.eu lub http://www.pcplusplus.com.pl

http://mapaakustyczna.um.warszawa.pl

http://mapa-akustyczna.um.krakow.pl:280/mapa_k/mapa.php