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Active Noise cancellation System을 활용한 도로교통소음 저감효과

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한국도로학회 (Korean Society of Road Engineers)
초록

소음관련문제는 도심지 인구 집중화 현상 및 개인소유 차량 증가 현상 등으로 인하여 해가 거듭할수록 대두되고 있는 실정이다. 실제 국민권익위원회는 2012년~2014년 각 해마다 6월~8월 기간 동안 소음민 원접수 건수가 약1만 4천 건을 초과했음을 발표한 바가 있다. 또한 세종시는 시·도별 인구 10만 명당 민 원 발생건수가 가장 높게 집계되었고, 생활, 공사장, 교통으로 인한 소음문제가 압도적으로 많은 비중을 차지하였다. 이러한 소음문제피해를 최소화하기 위해 현재 국내 각 기초자치단체에서 구조물을 설치하거 나 저소음포장을 실시하는 등의 노력을 기울이고 있다. 이 외에도 같은 특성의 음향을 각기 다른 두 음원 에서 발생시켜 중첩시키는 원리를 적용한 ANC 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 하지만 도로교통소 음은 시간과 장소 등 다양한 변위에 영향을 받고 다른 소음원에 비해 주기가 짧아 이 기법을 적용하는 데 어려움이 있다. 그러므로 정확한 수음점에서의 음향특성과 소음원에서부터 전달 특성을 파악하기 위해서 기존연구를 토대로 도로교통소음 예측모델을 ANC 시스템에 적용할 경우 음향 감쇠효과를 어느 정도 발 휘할 수 있는지를 평가하였다.
ANC시스템의 적용을 위해 수음점에서 소음도 측정이 가능한 pass-by계측방법과 차량검지기를 활용하 여 도로에서 발생하는 소음도를 측정하였다. 되는 예측소음과 측정소음도를 대조하는 과정에서 정확성을 판단하기 위해 LimA Predictor를 활용하였고 국제규격 ISO-9613-2의 음향 방사효과를 적용하였다.
그림 1은 음향의 저감 효과를 적용한 뒤, 수음점에 서 인간이 감지할 수 있는 음향을 파악하기 위해 해당 주파수 별로 A-가중치를 적용한 총 음압레벨을 도출 하였다. 이는 주파수 별 음향을 감쇠하는 과정으로 측 정된 주파수 별 음압에서 예측한 주파수 별 음압을 파 워차로 상쇄시킨다. 이 결과를 통해 감쇠효과를 파악 할 수 있다. 이를 통해 ANC 시스템을 활용하여 서로 다른 음원에서 음파를 중첩시킬 수 있는 경우 음향의 감쇠효과는 최소 11dB(A)에서 최대 22dB(A)까지임을 확인할 수 있었다. 그러나 여러 요인이 영향을 미치는 도로교통소음의 특징상 실제 증명한 감쇠효과보다 적을 것으로 판단하였다.

저자
  • 김연주(서울과학기술대학교 건설공학과 학사)
  • 문성호(서울과학기술대학교 건설공학과 부교수)
  • 안덕순(한국건설기술연구원 도로연구소 수석연구원)