(57)【要約】【課題】効率的かつ経済的な騒音対策最適化方法およびシステム、プログラム、記録媒体を提供する。【解決手段】騒音対策の最適化を行う方法であって、消音器毎の設置コストを全消音器について合算した騒音対策の総コストを、目的関数として数理計画法の処理に適用し、当該総コストの最小化条件を求めることを特徴とする騒音対策最適化方法。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音対策の最適化を行う方法であって、消音器毎の設置コストを全消音器について合算した騒音対策の総コストを目的関数として、数理計画法の処理に適用し、当該総コストの最小化条件を求めることを特徴とする騒音対策最適化方法。
【請求項２】
前記消音器毎の設置コストは、騒音レベルの目標値に対し消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計し、消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積を乗じることで算定されることを特徴とする請求項１に記載の騒音対策最適化方法。
【請求項３】
前記目標値は、各周波数帯域の音圧レベルに該当周波数帯域の聴音補正値を加えた値より前記必要減音量を減じ、全周波数帯域に亘って合算したものであることを特徴とする請求項２に記載の騒音対策最適化方法。
【請求項４】
騒音対策の最適化方法を行うシステムであって、
消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計する手段と、
消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積を乗じて、当該消音器の設置コストを算定する手段と、
前記各消音器の設置コストを全消音器について合算し、騒音対策の総コストを推定する手段と、
前記総コストを目的関数とした数理計画法の処理を実行し、当該総コストの最小化条件を求める手段と、
前記最小化条件を出力インターフェイスに出力する手段と、
を備えることを特徴とする騒音対策最適化システム。
【請求項５】
騒音対策の最適化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計するステップと、
消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積を乗じて、当該消音器の設置コストを算定するステップと、
前記各消音器の設置コストを全消音器について合算し、騒音対策の総コストを推定するステップと、
前記総コストを目的関数とした数理計画法の処理を実行し、当該総コストの最小化条件を求めるステップと、
前記最小化条件を出力インターフェイスに出力するステップと、
を含むことを特徴とする騒音対策最適化プログラム。
【請求項６】
請求項５に記載の騒音対策最適化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、騒音対策最適化方法およびシステム、プログラム、記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
互いに隣接した狭い領域に多くの住居や工場、道路等がひしめく状況がよく見られる。このような状況下では、工場施設などからの騒音発生状況を的確に予測し、適切な騒音対策を施すことが必要となってくる。
そこで、多数の騒音源が敷地境界、及び敷地外に影響を及ぼしているとし、当該騒音源のデータと適当な受音点とを設定することにより、騒音伝搬の予測計算が可能となっている。このような予測計算に伴って、遮音材等を騒音源やその周囲に配置して騒音対策を行うこととなる。
【０００３】
そこで、専門家でない人でも、構造体の騒音レベルが目標値をクリアするように各遮音構造部材の仕様の最適組合せを選択することができる装置を提供するとの目的のもと、例えば、構造体を構成する各遮音構造部材の仕様の組合せを選択する装置であって、前記各遮音構造部材のデータを遮音データベースとして記憶する遮音データ記憶手段と、前記遮音構造データベースに基づき、前記構造体の室内の騒音レベルが目標値をクリアするように前記構造体の各遮音構造部材の仕様の組合せを選択する選択手段と、を含み、前記遮音データベースは、各遮音構造部材毎に分類された仕様別の遮音データを含んで構成され、前記選択手段は、前記構造体の各遮音構造部材の各仕様の仮選択組合せデータと、前記遮音データベースとに基づき、前記構造体の室内の騒音レベルを演算する騒音レベル演算手段と、演算された前記騒音レベルが前記目標値をクリアする場合には、前記仮選択組合せデータを最終候補として選択し、演算された前記騒音レベルが前記目標値をクリアしない場合には、各遮音構造部材毎に次に遮音性能の大きい仕様の遮音データに基づき各遮音構造部材相互の騒音寄与率を比較し、この比較結果に基づき新たな仮選択組合せデータの作成を行ない、前記騒音レベル演算手段に前記騒音レベルの演算を再度行わせる選択決定手段と、を含むことを特徴とする遮音構造選択装置（特許文献１参照）などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１３４３８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来手法においては、個々の騒音源が個々の受音点に与える寄与度を予測計算により得ていた。そしてこの予測値に応じて個々の騒音源に対する対策を施し、騒音抑制の目標値を満足させようと図っていた。この場合、「騒音寄与度の大きい騒音源から対策を施した上で再度予測計算を行い、目標値が満足されたかを確認する」、といった処理を繰り返すことが必要であった。
【０００６】
このような手法を採用するとしても、前記目標値を満足することはできるが、個々の騒音源に施した対策の総量が、当該目標値を達成するために最小となっているかは、特に問わないものであった。つまり、全体として経済的かつ効率的な騒音対策を確立するには至らなかったのである。
【０００７】
そこで本発明はこのような課題に着目してなされたもので、効率的かつ経済的な騒音対策最適化方法およびシステム、プログラム、記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の騒音対策最適化方法は、騒音対策の最適化を行う方法であって、消音器毎の設置コストを全消音器について合算した騒音対策の総コストを目的関数として、数理計画法の処理に適用し、当該総コストの最小化条件を求めることを特徴とする（第１の発明）。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記消音器毎の設置コストは、騒音レベルの目標値に対し消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計し、消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積を乗じることで算定されることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記目標値は、各周波数帯域の音圧レベルに該当周波数帯域の聴音補正値を加えた値より前記必要減音量を減じ、全周波数帯域に亘って合算したものであることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、騒音対策の最適化方法を行うシステムであって、消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計する手段と、消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積を乗じて、当該消音器の設置コストを算定する手段と、前記各消音器の設置コストを全消音器について合算し、騒音対策の総コストを推定する手段と、前記総コストを目的関数とした数理計画法の処理を実行し、当該総コストの最小化条件を求める手段と、前記最小化条件を出力インターフェイスに出力する手段と、を備えることを特徴とする騒音対策最適化システムにかかる。
【００１２】
第５の発明は、騒音対策の最適化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計するステップと、消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積を乗じて、当該消音器の設置コストを算定するステップと、前記各消音器の設置コストを全消音器について合算し、騒音対策の総コストを推定するステップと、前記総コストを目的関数とした数理計画法の処理を実行し、当該総コストの最小化条件を求めるステップと、前記最小化条件を出力インターフェイスに出力するステップと、を含むことを特徴とする騒音対策最適化プログラムにかかる。
【００１３】
第６の発明は、騒音対策最適化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体にかかる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は騒音対策最適化方法を含む対策支援フローを示す図である。例えば工場施設が周辺住宅に及ぼす騒音について対策を施すべく、前記工場施設についての建築計画を把握、或いは立案する（ｓ１０００）。これにより工場施設の配置や構造、各種機器の設置状況などを把握したならば、続いて騒音発生源の把握と音源データの収集とを行う（ｓ１００１、ｓ１００２）。この把握処理に際しては、工場内機器についてその発生音を個々に測定した騒音データ、および建屋などの障害物データを取得する。また、工場建屋の構造や材質などから遮音性能を把握する（ｓ１０００３）。
【００１５】
このように、騒音対策を行うための基礎データが取得できたならば、本発明の騒音対策最適化方法に基づくシミュレーションを実行することとなる（ｓ１００４）。ここでの騒音予測シミュレーションにより、前記工場施設が騒音規制値や目標値を達成できているか判定する（ｓ１００５）。達成できているとのシミュレーション結果が得られれば処理は終了する（ｓ１００５：ＹＥＳ）。
【００１６】
他方、規制値等を達成できていない場合（ｓ１００５：ＮＯ）、前記建築計画（ｓ１０００）において建屋仕様の再検討や防音壁設置などの措置、及び騒音源対策の考慮を行うこととなる（ｓ１００６）。このような対策を施した上で前記シミュレーション（ｓ１００４）を再度実行し、前記規制値等の達成可否を判定する。このシミュレーション（ｓ１００４）〜判定（ｓ１００５）〜対策（ｓ１００６）の一連の流れは、規制値等を満足するまで繰り返し実行される。
【００１７】
次に、本発明の騒音対策最適化方法に基づくシミュレーションの実際について説明する。図２は騒音対策最適化方法の実際手順を示すフロー図であり、図３は騒音対策最適化方法の実際手順をプログラムレベルで示すフロー図である。
【００１８】
本発明の騒音対策最適化方法を実行するコンピュータシステムは、まず利用者から建築計画に基づく騒音源の情報設定を受け付ける（２００、ｓ３００）。ここで受け付けられるのは、前記障害物データの設定（２０１）、騒音源毎のパワーレベルまたは音圧レベルの設定（２０２）、騒音源の位置と大きさの設定（２０３）、および騒音源の対策量の設定（２０４）となる。なお、前記対策量はデフォルトとして、本発明の騒音対策最適化方法に基づくシミュレーション結果により適宜修正されることとできる。
【００１９】
図４は計算モデルを示す図である。具体的に本発明の騒音対策最適化方法を適用したモデルを例示する。ここにおける騒音源４０１は、工場建屋４００の窓、つまり開口部である。この工場建屋４００内に設置されている工作機械、電源装置等の機器が騒音の源となっている（なお、図示するようにアルコール回収装置および冷却塔も建屋４００に含まれるものとする）。一方、受音点４０２は工場敷地と他の敷地との境界付近に設けられている（図中では“測定点”と記載）。
【００２０】
前記システムは、上記のように取得した各種情報に基づき、各騒音源から受音点に至る音の伝搬経路を計算する。また各経路毎の騒音源の寄与度や減衰量についても算定する（２１０）。各騒音源からの寄与度等を前記のごとく算定したならば、受音点毎の音圧レベルが計算できる（２２０、ｓ３０１）。なお、騒音源に対して、騒音を検知する受音点の位置は設定されている（２０２）。
【００２１】
ここで、対策対象外の騒音源の寄与により、すでに騒音レベルが目標値を越えている受音点が存在する場合（ｓ３０２：ＹＥＳ）、処理を中断し、各種設定見直し等を行う。他方、目標値を越えた受音点が存在しない場合（ｓ３０２：ＮＯ）、各受音点の目標値から、対策対象外の騒音源の寄与を差し引くこととなる（ｓ３０３）。また、前記各受音点の目標値は数理計画法における制約条件となる（ｓ３０４）。
【００２２】
前記工場施設における騒音源と受音点との関係、ならびに各音圧レベルが算定されれば、これをコンター図として騒音分布図を生成する（２３０）。また、受音点毎に騒音源の寄与度リストも生成できる。
【００２３】
図５は騒音伝搬経路と騒音レベル分布の推定結果を示す図である。図４のようなモデルについて生成したコンター図、つまり騒音分布図は、例えばこの図に示すとおりとなる。ある受音点４０２が各騒音源４０１からどのような騒音寄与を受けているのかが明示されている。
【００２４】
一方、上記で既に設定されている騒音源毎のパワーレベル等の情報や対策量に基づき、騒音対策を行った場合のコスト評価を実行する（２４１）。ここにおけるコストとは、騒音対策の具体的手段としての例えば消音器の設置コストを全消音器について合算した総コストを意味する。
【００２５】
更に詳しくは、前記消音器毎の設置コストは、騒音レベルの目標値に対し消音器毎に求められる各周波数帯域の必要減音量に、各周波数帯域の対策コストを乗じて全周波数域の対策コストを合計し（周波数帯域によるコスト評価）、消音器毎の前記対策コストの合計に消音器の面積（施工面積によるコスト評価）を乗じることで算定される（この騒音源の対策コストの計算）。
【００２６】
また、前記各騒音源毎の対策コスト（総コスト）を合算し、全騒音源の対策コストを求める（２４２）。この全騒音源の対策コストは、目的関数として数理計画法の処理に適用する（ｓ３０５）。
【００２７】
前記総コストは、数理計画法のアルゴリズムに適用することで（最適解を求めるための計算）、最小化条件を求めることができる（２４０、ｓ３０６、ｓ３０７）。この場合、前記目標値を満足するという制約条件下で、前記目的関数を最小化する計算が実行される。なお、前記目標値は、各周波数帯域の音圧レベルに該当周波数帯域の聴音補正値を加えた値より前記必要減音量を減じ、全周波数帯域に亘って合算したものである（２４３、２４４、２４５）。
なお、数理計画法とは、対象の事象を数学モデルに置き換え，目的の関数値を制約条件のもとで最大とする解を求めることで，最適計画を達成しようとする方法である。数学モデルが一次式で表される場合は、線形計画法になる。
【００２８】
騒音レベルが推定された各受音点毎に、必要な対策を施した上での騒音レベルを再計算すると、目標値の達成可否が判定できる（ｓ３０８、図１におけるｓ１００５）。目標値を達成できているならば、処理結果を出力し処理は終了する（ｓ３１０）。他方、達成できていなければ、必要となる対策量を算定してファイルに書き出し（ｓ３０９）、各周波数帯域（バンド）毎の対策量を算定する（ｓ３１１）。このような目標値達成可否から必要対策量の算定に至る処理は、目標値達成まで繰り返すものとする。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の騒音対策最適化方法等によれば、個々の騒音源に施した対策の総量が、目標値を達成するために最小となっているかを的確に判断可能とする。つまり、全体として経済的かつ効率的な騒音対策を確立することが可能となる。
【００３０】
そこで、効率的かつ経済的な騒音対策最適化方法およびシステム、プログラム、記録媒体を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】騒音対策最適化方法を含む対策支援フローを示す図である。
【図２】騒音対策最適化方法の実際手順を示すフロー図である。
【図３】騒音対策最適化方法の実際手順をプログラムレベルで示すフロー図である。
【図４】計算モデルを示す図である。
【図５】騒音伝搬経路と騒音レベル分布の推定結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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