研究者致力於創造虛擬鐵路噪音以進行環境衝擊研究
引言
鐵路噪音對於住在鐵路附近的居民來說常常是一種困擾。對於專家來說這是一個多方面的挑戰，對於這個挑戰，「鐵路噪音」應該不只是一個詞語。鋼軌與坑坑窪窪的軌道產生的聲音、不同頻率的剎車聲、引擎噪音、空氣動力學噪音……所有這些聲音受到隔音牆、護堤、軌道下方地面的性質以及聲波傳播環境的影響，被壓抑、改變。瑞士聯邦材料科學與技術實驗室（Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology）的 Empa 研究人員在實踐和理論經驗中深入瞭解到這些交通噪音的複雜性。多年來，他們一直透過測量、模擬和取證來探索這一現象，這些發現導致了為期兩年的歐盟專案 SILVARSTAR（Virtual Reality for Acoustic Low Emission Regions with Silent Trajectories and Adaptive Networking）的誕生。Empa 的 Reto Pieren 在都靈的「聲學論壇」大會上發表了這項研究成果：將各種型別的鐵路噪音進行聲學模擬，並透過虛擬現實使之聽得見、觸控到。虛擬現實中的鐵路噪音模擬
在研究領域，雖然已經有一些「聽覺化」的原型工具，但它們還沒有在規劃和噪音控制的實踐中得到應用。SILVARSTAR 專案的目標是改變這種情況，透過多個專家的集合知識來實現這一目標。Empa 團隊在模擬專案中融入了多個專案中的聲學專業知識，南安普敦大學和位於蘇黎世的 Bandara VR GmbH 公司的專家們則貢獻了可操作性的開發知識。其中作為專業遊戲開發人員廣泛使用的 Unity 軟體成為了基礎。這項研究的終極目標是開發一個連非專業人士也能使用的工具，例如交通政治人士想要評估未來鐵路線的影響。想要體驗虛擬開車經過的影片可以在 Empa 的 SILVARSTAR 網站上找到。複雜模型與算法
對於單線來說可以比較多個場景，例如從貨運列車到區域列車再到高速經濟列車，高低不同的隔音牆、具有聽得見的特定輪子和減震器種類以及其他許多因素。此外由於環境因素也會影響，使用者可以在「城市」或「鄉村」之間進行選擇，甚至可以選擇身處平地或高處，比如在陽臺上。虛擬現實環境中的這些可能性都基於物理計算模型中的複雜算法，該模型不是從存檔的聲音檔案生成聲音訊號，而是根據情景的複雜程度為數百種噪音源和影響因素計算和生成聲音訊號。這也對 Empa 團隊提出了挑戰。多種因素的存在使得模擬結果更加真實，但同時也要合理縮減算法的節點以提高計算效率：一輛 500 米長的貨運列車透過需要現代電腦近 3 個小時以產生在不同情況下的噪音。模擬結果的取證及應用展示的積極回應
經過取證，這個系統的合成噪音曲線與實際測量值非常接近，有些部分甚至完全吻合。去年在柏林舉辦的 InnoTrans 交通技術博覽會等交通技術博覽會上，進行了展示，參觀者都對這個模擬系統給予高度的信任，對使用虛擬的「鐵路噪音遊戲」表現出濃厚的興趣。 SIVLARSTAR 網站上提供了相關工具的下載，包括非商業用途的許可協議。Empa 的研究人員 Pieren 表示：“第一批使用該模擬工具的人已經開始了，我們對結果非常滿意，並期待未來會有更多應用。”總結
這項研究的成果將有助於環境衝擊研究和城市規劃領域。透過虛擬現實技術，人們能夠實際感受到不同鐵路噪音場景的影響，這對於交通政治人士、城市規劃師等專業人員進行評估和決策將大有裨益。此外該系統的開放性和可下載性也有助於更多人理解和參與這一領域的研究。 然而我們也應該注意到，虛擬現實模擬只能提供一種近似的噪音體驗，難以完全代表真實的鐵路噪音環境。因此在實際應用中，該系統的結果仍然需要與實地測量和經驗相結合，以確保準確性和可靠性。建議
隨著虛擬現實技術的發展，我們可以期待更多類似的研究在不同領域的應用。對於環境衝擊研究和城市規劃來說虛擬現實模擬可以提供更直觀、更具體的資料和體驗，從而幫助我們更好地理解和應對不同的挑戰。同時我們也應該更加重視實地測量和觀察，以確保研究的準確性和可靠性。虛擬現實只是一種輔助工具，而非完全替代真實環境的方法。作為研究者和決策者，我們需要平衡虛擬現實的優勢和局限性，並選擇合適的方法來應對現實世界的問題。Noise-虛擬鐵路噪音,環境衝擊研究,研究者,鐵路噪音,環
