ІНТЕГРАЦІЯ AI/ML У СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУШУМОВОГО ЗАБРУДНЕННЯ ДЛЯ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ ТА РОЗУМНИХ МІСТ

https://doi.org/10.23939/cds2024.03.050
Надіслано: Листопад 04, 2024
Переглянуто: Листопад 15, 2024
Прийнято: Листопад 20, 2024
1
Національний університет Львівська політехніка
2
Національний університет «Львівська політехніка»

Шумове забруднення є значною екологічною та соціальною проблемою для залізничного транспорту та міських територій. У цьому документі описано підхід до моніторингу шуму, заснований на інтеграції штучного інтелекту (AI) і машинного навчання (ML) в системи збору та аналізу акустичних даних. В якості вимірювального обладнання використовувався спектральний аналізатор SVAN 958A, що дозволяє отримувати точні шумові дані в режимі реального часу. Алгоритми ML використовуються для автоматичного виявлення шуму, зокрема трамвайного, з метою підвищення якості класифікації та аналізу. Для візуалізації даних та управління результатами в середовищі Grafana створені інтерактивні дашборди, які інтегровані в загальну систему управління розумним містом. Ці приладові панелі дають можливість контролювати шумове забруднення в режимі реального часу, прогнозувати його рівень і приймати оперативні рішення щодо зниження впливу шуму на міське середовище. Пропонована система демонструє практичну ефективність завдяки поєднанню засобів збору даних, методів машинного навчання та зручного інтерфейсу візуалізації. Його впровадження дозволяє підвищити якість моніторингу шумового забруднення, сприяти зниженню рівня шуму та покращенню екологічної ситуації, забезпеченню комфортних умов проживання в міському середовищі.

  1. Biondo, E., Brito, T., Nakano, A., & Lima, J. (2023). A WSN Real-Time Monitoring System Approach for Measuring Indoor Air Quality Using the Internet of Things. In Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications Engineering, LNICST (Vol. 458 LNICST, pp. 76–90). Springer Science and Business Media Deutschland GmbH. https://doi.org/10.1007/978-3-031-25222-8_7
  2. SK, J. (2021). IOT based Air and Sound Pollution Monitoring System. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 9(5), 1968–971. https://doi.org/10.22214/ijraset.2021.34688
  3. Mok Hat, A. N., Wan Syahidah, W. M., Zuhelmi, C. W. Y. C. W., Atan, F., & Khadijah, S. (2022). IoT Base on Air and Sound Pollution Monitoring System. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2319). Institute of Physics. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2319/1/012013
  4. Reddy, m. R. (2020). Iot Based Air And Sound Pollution Monitioring System Using Machine Learning Algorithms. Journal of ISMAC, 2(1), 13–25. https://doi.org/10.36548/jismac.2020.1.002
  5. Nourani, V., Gökçekuş, H., & Umar, I. K. (2020). Artificial intelligence based ensemble model for prediction of vehicular traffic noise. Environmental Research, 180. https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.108852
  6. Rauniyar, A., Berge, T., Kuijpers, A., Litzinger, P., Peeters, B., Gils, E. V., … Hakegard, J. E. (2023). NEMO: Real-Time Noise and Exhaust Emissions Monitoring for Sustainable and Intelligent Transportation Systems. IEEE Sensors Journal, 23(20), 25497–25517. https://doi.org/10.1109/JSEN.2023.3312861
  7. Al-Habaibeh, A., Shakmak, B., Watkins, M., & Shin, H. D. (2024). A novel method of using sound waves and artificial intelligence for the detection of vehicle’s proximity from cyclists and E-scooters. MethodsX, 12. https://doi.org/10.1016/j.mex.2023.102534
  8. Sundaram, D., Nordin, I. N. A. M., Khamis, N., Zulkarnain, N., Razif, M. R. M., & Abidin, A. F. Z. (2021). Development of Real-time IoT based Air and Noise Monitoring System. Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 36(1), 500–506. https://doi.org/10.47059/alinteri/v36i1/ajas21071
  9. Fatema, T., Hakim, M. A., Mim, T. K., Mitu, M. J., & Paul, B. (2023). IoT cloud based noise intensity monitoring system. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 30(1), 289–298. https://doi.org/10.11591/ijeecs.v30.i1.pp289-298
  10. Surahman, E., Nana, Sujaya, K., & Sidik, C. M. (2024). Developing Sound Intensity Measuring Meter to Determine Noise Pollution Level Based on the Internet of Things (IoT). International Journal of Engineering Trends and Technology, 72(1), 56–63. https://doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V72I1P106
  11. Toma, C., Alexandru, A., Popa, M., & Zamfiroiu, A. (2019). IoT solution for smart cities’ pollution monitoring and the security challenges. Sensors (Switzerland), 19(15). https://doi.org/10.3390/s19153401
  12. Pedsangi, N., Phapale, P., Rajendraprasad Pimpalkar, P., & Pimpalkar, P. (2021). Sound Level Monitoring system Smart Irrigation System View project Sound Level Monitoring System View project Sound Level Monitoring system. IJARCCE International Journal of Advanced Research in Computer and Communication Engineering, 10. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/357598611
  13. Ezhilarasi, L., Sripriya, K., Suganya, A., & Vinodhini, K. (2017). A System for Monitoring Air and Sound Pollution Using Arduino Controller With IoT Technology. International Research Journal in Advanced Engineering and Technology (IRJAET), 3(2), 1781–1785.
  14. B, M. (2022). An IoT Based Air and Sound Pollution Monitoring System. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 10(6), 2694–2697. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.44498
  15. S.Mounika, M.V.Vyshnavi, T.Harishkumar, N.Harikrishna, & M.Naga Swetha. (2022). IOT BASED SYSTEM AND METHOD FOR AIR AND SOUND POLLUTION MONITORING. International Journal of Engineering Technology and Management Sciences, 63–69. https://doi.org/10.46647/ijetms.2022.v06si01.012
  16. Choi, K., Kwak, J. H., & Choi, K. J. (2021). Monitoring system for outside passenger accident prevention in tram. Journal of the Korean Society for Railway, 24(3), 228–238. https://doi.org/10.7782/JKSR.2021.24.3.228