KR101552981B1 - 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법 - Google Patents

고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법 Download PDF

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Abstract

해당 지역의 항공기 샘플 소음에 대하여 기준 차단 주파수에 의한 기준 등가소음을 구하고, 상기 기준 등가소음의 오차 범위 내의 등가소음을 가지도록 하는 차단 주파수 중 최소 차단 주파수를 해당 지역의 고유 차단 주파수로 설정하는, 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 관한 것으로서, (a) 항공기 샘플 소음을 입력받는 단계; (b) 기준 차단 주파수에 의한 저주파 필터를 이용하여, 상기 항공기 샘플 소음을 필터링하여 제1 필터링 신호를 획득하는 단계; (c) 상기 제1 필터링 신호에 대하여 등가소음을 산출하여 기준 등가소음을 구하는 단계; 및, (d) 상기 기준 등가소음에서 소정의 오차 범위 내의 등가소음을 가지는 최소 차단 주파수를 검출하여, 검출된 최소 차단 주파수를 고유 차단 주파수로 설정하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 항공기 소음 분석 방법에 의하면, 음향수신장치가 설치된 위치의 고도, 계절, 및, 온도습도를 반영하여 배경소음과 항공기 소음을 구분할 수 있고, 이를 통해, 항공기 소음을 보다 정확하게 측정할 수 있다.

Description

고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법 { A method for analyzing noise by aircraft by adjusting cut-off frequency }
본 발명은 항공기 소음을 저주파 필터로 필터링하고 필터링된 음파에 대하여 등가소음을 계산하여 항공기 소음의 소음 레벨로 분석하되, 상기 저주파 필터의 차단 주파수를 해당 지역의 고도에 따라 고유하게 설정하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 해당 지역의 항공기 샘플 소음에 대하여 기준 차단 주파수에 의한 기준 등가소음을 구하고, 상기 기준 등가소음의 범위 내의 등가소음을 가지도록 하는 차단 주파수 중 최소 차단 주파수를 해당 지역의 고유 차단 주파수로 설정하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 관한 것이다.
항공기에 의해 발생되는 소음은 매우 커, 비행장이나 비행경로 근처에 사는 사람들의 생활을 방해하고, 특히, 야간에 항공기 소음이 발생되면 수면을 방해하여 건강 등에 지대한 영향을 미친다. 최근 들어 공항 시설이 대형화되고, 공항의 항공기 운항 횟수가 증가함에 따라 항공기로부터 발생되는 소음 문제는 더욱 커지고 있다.
따라서 항공기 소음을 정밀하고 정확하게 측정하여, 그 대책을 강구하는 것은 매우 중요하다. 그러나, 항공기 소음에 대한 체계적이고 일관된 정책이 부족하고, 소음 피해를 당하는 주변 지역에 대한 보상이나 실태 파악도 미미한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 항공기 소음을 보다 정확하게 측정하고자 하는 기술들이 개발되고 있다. 일례로서, 항공기의 운항 정보와 소음 데이터를 매칭 결합하여 특정 지역에서 항공기에 의한 소음을 분석하는 방법이 제시되고 있다[특허문헌 1]. 즉, 항공기의 운항 정보, 항적 정보, 측정 지역에서의 소음 데이터 및 기상 정보를 순차적 분석을 통해 서로 매칭 결합시킴으로써, 항공기로부터 발생되는 소음으로 인한 주변 환경 영향을 예측한다. 이러한 예측 결과는 공항 주변 지역의 경제적 피해 손실 및 사전 대비 방안을 강구하는 기반 자료로써 사용될 수 있다. 또한, 다른 예로서, 항공기를 자동으로 식별하여, 항공기의 종류별로 소음을 측정하거나, 측정된 소음을 통계처리하는 기술이 제시되고 있다[특허문헌 2].
한편, 현재 20kHz의 파형(waveform)에서 등가소음(Leq)을 계산하여, 계산된 등가소음으로 항공기 소음 이벤트를 판정하고 있다. 즉, 항공기 비행시 발생되는 음향을 마이크 등 음향수신장치로 센싱하고, 센싱된 음향(또는 파형)을 20kHz의 저주파 필터로 필터링하여 등가소음을 산출한다. 등가소음(Leq)은 일정시간 동안 변화하는 소음을, 평균 혹은 제곱 평균의 제곱근 혹은 실효치(RMS, root mean square)로서 표시하는 소음 측정치이다. 즉, 등가소음은 임의 구간 내의 음압(WaveForm)을 에너지로 표현하는 상수이다.
특히, 항공기 소음 중 고주파 대역의 음향은 고도 및 대기층에 의해 대부분 흡수되고, 저주파 대역의 음향이 흡수되지 않고 지면까지 도달한다. 그래서 종래에는 저주파 필터를 사용하되, 저주파 필터의 차단 주파수를 20kHz로 고정하여 사용하고 있다.
그러나 마이크 등 음향수신장치가 설치된 위치의 고도나, 측정하는 시기의 계절, 온도, 습도 등 주변 환경에 따라, 항공기 소음 중 고도 및 대기층에 흡수되는 파형의 주파수가 달라질 수 있다. 따라서 보다 정확한 등가소음을 산출하기 위해서, 주변 환경에 따라 저주파 필터의 차단 주파수를 적절히 조정해주어야 한다.
[특허문헌 1] 한국 공개특허공보 제10-2011-0028022호(2011.03.17.공개) [특허문헌 2] 한국 공개특허공보 제10-2011-0041464호(2011.04.21.공개)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 항공기 소음을 저주파 필터로 필터링하고 필터링된 음파에 대하여 등가소음을 계산하여 항공기 소음의 소음 레벨로 분석하되, 상기 저주파 필터의 차단 주파수를 해당 지역의 고도에 따라 고유하게 설정하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 해당 지역의 항공기 샘플 소음에 대하여 기준 차단 주파수에 의한 기준 등가소음을 구하고, 상기 기준 등가소음의 범위 내의 등가소음을 가지도록 하는 차단 주파수 중 최소 차단 주파수를 해당 지역의 고유 차단 주파수로 설정하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 관한 것으로서, (a) 항공기 샘플 소음을 입력받는 단계; (b) 기준 차단 주파수에 의한 저주파 필터를 이용하여, 상기 항공기 샘플 소음을 필터링하여 제1 필터링 신호를 획득하는 단계; (c) 상기 제1 필터링 신호에 대하여 등가소음을 산출하여 기준 등가소음을 구하는 단계; 및, (d) 상기 기준 등가소음에서 소정의 오차 범위 내의 등가소음을 가지는 최소 차단 주파수를 검출하여, 검출된 최소 차단 주파수를 고유 차단 주파수로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 있어서, 상기 방법은, (e) 상기 고유 차단 주파수에 의한 저주파 필터를 이용하여, 항공기 소음을 필터링하고, 필터링된 항공기 소음에 대한 등가소음을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 있어서, 상기 (a)단계에서, 상기 항공기 샘플 소음은 해당 지역에서 사전에 설정된 기준 고도 범위 내에서 주행하는 항공기의 소음인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 있어서, 상기 고유 차단 주파수는 다음 수식 1에 의하여 구하는 것을 특징으로 한다.
[수식 1]
Figure 112015044515212-pat00001
단, fc 는 고유 차단 주파수이고, Leq(f)는 차단 주파수 f의 저주파 필터로 필터링한 항공기 샘플 소음에 대한 등가소음이고, f0 는 기준 차단 주파수이고, ε는 사전에 정해지는 오차 범위값임.
또, 본 발명은 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 있어서, 상기 (d)단계에서, 상기 기준 차단 주파수에서 소정의 주파수 스팬 만큼 차단 주파수를 줄여 조정하고, 조정된 차단 주파수의 저주파 필터에 의하여 등가소음을 산출하고, 조정된 차단 주파수의 등가소음을 상기 기준 등가소음과 비교하여, 최소 차단 주파수를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 있어서, 상기 기준 차단 주파수는 20kHz인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 의하면, 등가소음이 변동되지 않은 최소 차단 주파수를 찾아 저주파 필터를 구성함으로써, 음향수신장치가 설치된 위치의 고도, 계절, 및, 온도습도를 반영하여 배경소음과 항공기 소음을 구분할 수 있고, 이를 통해, 항공기 소음을 보다 정확하게 측정할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법을 설명하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차단 주파수를 조정하여 조정된 저주파 필터에 의해 필터링된 항공기 소음을 주파수 대역으로 표시한 그래프.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조정된 차단 주파수와 그 저주파 필터에 의해 필터링된 항공기 소음의 등가소음을 표시한 그래프
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고유 차단 주파수를 검출하는 방법을 설명하는 흐름도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템의 구성의 예들에 대하여 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.
도 1a에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법은 마이크 등 음향수신장치(20)로부터 센싱된 음향 신호를 입력받아 음향 신호를 분석하여 고유 차단 주파수를 설정하고, 항공기 소음의 등가소음을 산출하는 컴퓨터 단말(20) 상의 프로그램 시스템으로 실시될 수 있다. 즉, 상기 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법은 프로그램으로 구성되어 컴퓨터 단말(20)에 설치되어 실행될 수 있다. 컴퓨터 단말(20)에 설치된 프로그램은 하나의 프로그램 시스템(30)과 같이 동작할 수 있다.
도 1b에서 보는 바와 같이, 마이크 등 음향수신장치(20)로부터 센싱되는 음향 신호는 항공기에서 발생하는 소음(항공기 소음)과, 새 소리나 경운기 소리 등 배경 소음이 혼합되어있다. 본 발명에 따른 항공기 소음 분석 방법은 마이크 등 음향수신장치(20)가 설치된 위치의 고도, 계절, 및, 온도, 습도에 따라 고유 차단 주파수를 설정하고, 항공기 소음의 등가소음을 산출한다.
한편, 다른 실시예로서, 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법은 프로그램으로 구성되어 범용 컴퓨터에서 동작하는 것 외에 ASIC(주문형 반도체) 등 하나의 전자회로로 구성되어 실시될 수 있다. 또는 고유 차단 주파수를 구하고 항공기 소음의 등가소음을 산출하는 작업만을 전용으로 처리하는 전용 컴퓨터 단말(20)로 개발될 수도 있다. 이를 항공기 소음 분석 시스템(30)이라 부르기로 한다. 그 외 가능한 다른 형태도 실시될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법은 (a) 항공기 샘플 소음 입력 단계(S10); (b) 기준 저주파 필터에 의한 제1 필터링 단계(S20); (c) 기준 등가소음 산출 단계(S30); (d) 고유 차단 주파수 검출 단계(S40); 및 (e) 항공기 소음의 등가소음 측정 단계(S50)로 구성된다.
본 발명에 따른 방법은 항공기 샘플 소음으로 저주파 필터의 고유 차단 주파수를 검출하는 단계들과, 검출된 고유 차단 주파수의 저주파 필터를 이용하여 실제 항공기 소음의 등가소음을 측정하는 단계로 구분된다. 즉, 본 발명은 항공기만의 소음 보상지급(What)하기 위한 방법으로서, 항공기만의 소음 이벤트를 구분(Result)하기 위해, 고도에 따른 고유한 차단 주파수를 구하고, 그로부터 등가소음을 측정한다.
먼저, 항공기 샘플 소음을 입력받는다(S10). 앞서 설명한 바와 같이, 항공기 소음 또는 샘플 소음은 마이크 등 음향수신장치(10)를 통해 센싱된 음향 신호이다. 다른 예로서, 이미 센싱되어 저장된 음향 신호를 사용할 수 있다.
바람직하게는, 항공기 샘플 소음은 해당 지역에서 고도가 가장 낮은 항공기가 주행(비행) 시 발생하는 소음의 음향신호를 사용한다. 또는 고도가 낮은 특정 고도의 범위를 사전에 설정하고, 설정된 특정 고도의 범위(이하 기준 고도 범위) 내에서 해당 지역을 주행하는 항공기의 소음을 항공기 샘플 소음으로 사용한다.
다음으로, 기준 차단 주파수에 의한 저주파 필터(또는 저주파 통과 필터)를 이용하여, 상기 항공기 샘플 소음의 음향신호를 필터링한다(S20).
항공기 소음 또는 공항주변의 항공기 소음은 다음 수학식 1과 같이 표시될 수 있다.
[수학식 1]
공항주변 항공기소음 = 항공기 소음 - 고도흡수 - 대기흡수
한편, 항공기 소음은 고도 및 대기층에 의해 고주파 대역 음은 대부분 흡수되고, 저주파 대역은 흡수되지 않고 지면까지 도달하게 된다. 따라서 어떤 주파수 대역만 고려하면 될지를 설정할 수 있다면 배경소음과 항공기소음을 구분할 수 있다.
앞서 수학식 1을 보다 구체적으로 기재하면 다음 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
SPLrec(k) = SPLsource(k) - 20Log(H) - Σα(i,k)·ΔL(i)/100
여기서, SPLrec(k)는 지상에서 밴드(band) k의 1/3 옥타브(octave)에 대한 음압이고, SPLsource(k)는 밴드(band) k의 1/3 옥타브(octave)에 대한 소스(source) 소음 레벨이다. 또한, H는 마이크(microphone) 위의 음원의 높이이다.
또한, Σα(i,k)·ΔL(i)/100 는 총 대기 흡수, 소스(source) 아래 다양한 층의 기여요소들로 구성된다. 또한, α(i,k) = atm 이고, i층 및 밴드(band) k의 1/3 옥타브(octave)(dB/100m)에 대한 흡수계수이다. 또한, ΔL(i)는 i층의 두께를 나타낸다.
즉, 음향수신장치(10)에 의해 수신된 음향신호(소음 신호)에서 고주파를 걸러내고 저주파 만을 통과시키는 저주파 필터를 이용하여, 고도 또는 대기에 의해 흡수되는 고주파 음향신호를 걸러낸다.
이때, 저주파 필터의 고주파 영역의 차단 주파수를 사전에 정해진 차단 주파수로 사용하되, 이때의 차단 주파수를 "기준 차단 주파수"로 부르기로 한다. 바람직하게는, 기준 차단 주파수는 표준적으로 사용하는 차단 주파수로 설정하고, 더욱 바람직하게는, 기준 차단 주파수를 20kHz로 설정한다.
또한, 바람직하게는, 기준 차단 주파수에 의한 저주파 필터는 하드웨어적인 밴드패스 필터로 구현한다. 즉, 20 ~ 20kHz 만을 통과시키는 밴드 패스 필터를 전기 소자들로 구성한다. 이때 밴드 패스 필터의 고주파 영역의 차단 주파수가 곧 앞서 설명한 저주파 필터의 차단 주파수로 설정한다. 또한, 밴드 패스 필터의 저주파 영역의 차단 주파수는 20 Hz로 설정하여, 저주파 필터 기능을 수행한다.
다음으로, 필터링된 음향신호(또는 소음 신호)에 대하여 등가소음(이하 기준 등가소음)을 산출한다(S30).
앞서 단계에서, 기준 차단 주파수(예를 들어, 20kHz)로 설정된 저주파 필터로 필터링된 음향 신호(또는 항공기 샘플 소음)에 대하여 등가소음을 산출한다. 이때 산출된 등가소음을 기준 등가소음이라 부르기로 한다.
등가소음은 필터링된 음향신호(또는 항공기 샘플 소음)에 대하여 일정시간 동안 변화하는 신호의 평균 또는 제곱평균의 제곱근, 또는 실효치(RMS, root mean square) 등으로 산출한다. 즉, 등가소음은 임의 구간 내의 음압(WaveForm)을 에너지로 표현하는 상수이다.
이하에서 상기 필터링된 음향신호(또는 필터링된 항공기 샘플 신호)를 제1 필터링 신호라 부르기로 한다.
다음으로, 상기 기준 등가소음과 같은 등가소음을 가지는 최소 차단 주파수를 구하여, 해당 지역의 고유 차단 주파수를 검출한다(S40).
즉, 저주파 필터의 차단 주파수를 변경하여 조정하고, 조정된 저주파 필터로 필터링된 음향신호에 대한 등가소음을 구한다. 이때의 등가소음을 조정된 등가소음이라 부르기로 한다.
조정된 등가소음이 상기 기준 등가소음에서 일정 범위 내에 있게 하는 차단 주파수(또는 조정된 차단 주파수) 중에서, 최소값을 갖는 차단 주파수를 검출한다. 검출된 최소 차단 주파수를 고유 차단 주파수로 검출한다.
도 3은 항공기 샘플 소음의 제1 필터링 신호에 대하여 차단 주파수를 조정하여, 조정된 저주파 필터에 의해 필터링된 신호(이하 제2 필터링 신호)를 주파수 대역으로 표시한 그래프이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 음향 신호 A는 항공기 샘플 소음의 제1 필터링 신호이다. 즉, 음향 신호 A는 항공기 샘플 소음을 20kHz의 차단 주파수를 갖는 저주파 필터로 필터링한 신호를 나타낸다.
또한, 음향 신호 B는 제1 필터링 신호를 10kHz의 차단 주파수를 갖는 저주파 필터로 2차로 필터링한 신호(또는 제2 필터링 신호)이다. 즉, 이때 차단 주파수를 10kHz로 조정하여 구한 제2 필터링 신호이다. 또한, 음향 신호 C는 차단 주파수를 800Hz로 조정하여 필터링된 제2 필터링 신호이다.
도 4는 조정된 저주파 필터에 의해 2차로 필터링된 제2 필터링 신호에 대하여 등가소음을 산출하고, 산출된 등가소음을 (조정된) 차단 주파수 별로 표시한 그래프이다. 즉, 도 4의 그래프에서 x축은 조정된 차단 주파수를 표시하고, y축은 조정된 차단 주파수의 저주파 필터로 필터링된 소음 신호에 대하여 등가소음을 구한 음압 값을 표시한 것이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 조정된 차단 주파수가 900Hz 에서 20kHz 사이의 등가소음은 기준 등가소음(20kHz 차단 주파수의 등가소음)과 동일하나, P 지점에서 차단 주파수가 800Hz인 경우 해당 등가소음이 상기 기준 등가소음에 비하여 줄어들었다. 즉, 조정된 차단 주파수 900Hz가 기준 등가소음과 동일한 등가소음을 갖는 차단 주파수 중에서 제일 작은 주파수이다. 따라서 900Hz의 차단 주파수를 고유 차단 주파수로 설정한다.
바람직하게는, 조정된 차단 주파수에 의한 등가소음이 기준 등가소음에서 소정의 범위 내에 있게 하는, 차단 주파수 중에서 최소 차단 주파수를 고유 차단 주파수로 설정한다. 이를 수식으로 표현하면, 다음 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure 112015044515212-pat00002
여기서, fc 는 고유 차단 주파수이고, Leq(f)는 차단 주파수 f의 저주파 필터로 필터링한 음향 신호(항공기 소음 신호)에 대한 등가소음이고, f0 는 기준 차단 주파수이다. 또한, ε는 사전에 정해지는 오차값(또는 소정의 범위)을 나타낸다.
도 4에서 보는 바와 같이, 차단 주파수가 작아질수록 등가소음은 같거나 작아진다. 앞서 수학식 1을 다음 수학식 2와 같이 표시될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015044515212-pat00003
구체적으로, 도 5에서 보는 바와 같이, 기준 차단 주파수에서 소정의 스팬 만큼 차단 주파수를 감소시켜서 조정하고, 조정된 차단 주파수에 의한 등가소음을 기준 등가소음과 비교하여, 최소 차단 주파수를 검출할 수 있다.
기준 차단 주파수 20 kHz부터 검색을 시작하여 소정의 스팬(span), 예를 들어, 10 Hz 씩 줄여서 등가소음을 구하고, 이를 기준 등가소음과 비교한다.
이를 위해, 줄여서 조정하기 전에 항공기 소음으로 간주할 마지막 차단 주파수 cfEvent를 보관한다.
그리고 감소되는 Leq가 있으면 검색을 종료하기 위해 미리 항공기 소음으로 간주할 차단 주파수 cfEvent를 저장한다, 기준 차단 주파수 20kHz의 파형(WaveForm)에서 등가소음 Leq(L20kHz)와 조정된 파형(WaveForm)에 대한 항공기 소음만의 등가소음(LxHz)의 음압값(dB)이 달라지는 차단 주파수 값을 찾는다
그리고 차단 주파수를 스팬 만큼 감소시켜고, 다시 앞의 과정을 반복한다.
즉, 파형(WaveForm)을 감소시킨 후에 등가소음(Leq)을 계산하여 해당 차단 주파수에서의 등가소음 Leq(Lcf)에 저장하고, 파형(WaveForm)을 스팬 10Hz씩 감소시킨다. 이때 바람직하게는, 소프트웨어적으로 필터를 통과시켜서 등가소음(Leq)을 계산하여 해당 차단 주파수에서의 등가소음(Leq)의 음압값을 구한다.
다음으로, 해당 차단 주파수에서의 Leq(Lcf)를 기준 차단 주파수 "20kHz의 파형(WaveForm)에서 등가소음 Leq(L20kHz), 즉, 기준 등가소음과 비교하여 적어지는 순간 이전의 "항공기 소음으로 간주할 차단 주파수(cfEVent)"를 해당지역의 고도에 따른 고유 차단 주파수로 설정한다. 그리고, 당회 해당 주파수에서의 등가소음(Leq)값이 기준 차단 주파수(20kHz CutOff)대역에서의 등가소음(Leq) 값보다 적어질 경우 바로 전 단계의 차단 주파수(CutOff) 대역값을 항공기 고유 차단 주파수(Event CutOff)로 설정한다
도 5의 흐름도에서의 약어는 다음과 같다.
cfHz는 스팬만큼 주파수를 줄여 조정된 차단 주파수이고, Span 는 검색시 주파수를 감소시키는 뼘을 말하고, Lcf는 해당 차단 주파수에서의 등가소음(Leq)이다. 또한, L20kHz 는 기준 차단 주파수 20kHz의 파형(WaveForm)에서 등가소음(Leq)을 말하고, LxHz 는 파형(WaveForm)을 감소 조정하여 항공기 소음만의 등가소음을 말한다. 또한, cfEvent는 항공기 소음으로 간주할 고유 차단 주파수를 의미한다.
한편, 최종적으로 구한 고유 차단 주파수를 여러가지 환경 변수에 의하여 추가적으로 조정할 수 있다. 조정할 환경 변수(Tuning Factor)는 온도, 습도, 풍속, 고도 등을 포함한다.
즉, 기압, 온도, 습도, 풍속을 계측하여 기압, 온도, 습도, 풍속 요소(Factor)에 의한 영향을 조사하여 온라인(On-Line)에서 활용할 수 있는 참조 데이터(Reference Data)를 반영한다.
이때, 고도는 해당 지역의 항공기 최소높이 이다.
또한, 온도는 다음 수식과 같이 소리의 속도에 영향을 준다.
[수학식 3]
소리의 속도 = 331m + 0.6 * 섭씨온도
또한, 습도는 직접 계측하거나 혹은 기상 데이터의 수신하여 이용되고, 풍속도 직접 계측하거나 혹은 기상 데이터의 수신하여 이용된다.
마지막으로, 해당 지역(또는 해당 지역의 고도)에 따른 고유 차단 주파수가 구해지면, 해당 고유 차단 주파수를 이용하여, 실제 항공기 소음에 대한 등가소음을 측정한다(S50).
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 음향수신장치 20 : 사용자 단말
30 : 항공기 소음 분석 시스템 40 : 항공기

Claims (6)

  1. 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법에 있어서,
    (a) 항공기 샘플 소음을 입력받는 단계;
    (b) 기준 차단 주파수에 의한 저주파 필터를 이용하여, 상기 항공기 샘플 소음을 필터링하여 제1 필터링 신호를 획득하는 단계;
    (c) 상기 제1 필터링 신호에 대하여 등가소음을 산출하여 기준 등가소음을 구하는 단계; 및,
    (d) 상기 기준 등가소음에서 소정의 오차 범위 내의 등가소음을 가지는 최소 차단 주파수를 검출하여, 검출된 최소 차단 주파수를 고유 차단 주파수로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    (e) 상기 고유 차단 주파수에 의한 저주파 필터를 이용하여, 항공기 소음을 필터링하고, 필터링된 항공기 소음에 대한 등가소음을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 항공기 샘플 소음은 해당 지역에서 사전에 설정된 기준 고도 범위 내에서 주행하는 항공기의 소음인 것을 특징으로 하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고유 차단 주파수는 다음 수식 1에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법.
    [수식 1]
    Figure 112015044515212-pat00004

    단, fc 는 고유 차단 주파수이고, Leq(f)는 차단 주파수 f의 저주파 필터로 필터링한 항공기 샘플 소음에 대한 등가소음이고, f0 는 기준 차단 주파수이고, ε는 사전에 정해지는 오차 범위값임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 기준 차단 주파수에서 소정의 주파수 스팬 만큼 차단 주파수를 줄여 조정하고, 조정된 차단 주파수의 저주파 필터에 의하여 등가소음을 산출하고, 조정된 차단 주파수의 등가소음을 상기 기준 등가소음과 비교하여, 최소 차단 주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기준 차단 주파수는 20kHz인 것을 특징으로 하는 고유 차단 주파수 기반의 항공기 소음 분석 방법.

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