About Infopunkt Lärmschutz

Realitätsnahe audiovisuelle Aufnahme, Simulation und Wiedergabe von Schienenverkehrslärm und Lärmschutzmaßnahmen


Bei der Planung von Verkehrsinfrastruktur und Lärmschutzmaßnahmen spielen vielschichtige physikalische Phänomene eine Rolle, deren komplexe Zusammenhänge sich bislang nur einer relativ kleinen Gruppe von Experten erschließen.

Die bei der Planung verwendeten abstrahierten Berechnungen und Visualisierungen eignen sich nur sehr bedingt um diese Zusammenhänge Entscheidungsträgern in Wirtschaft, Politik und Gesellschaft plausibel zu vermitteln.

Eine für Kommunikationsprozesse von Bauvorhaben benötigte Schnittstelle zwischen Berechnung/Simulation und intuitiv erlebbarer, realitätsnaher audiovisueller Darstellung von Schienenverkehrslärm und den akustischen und städtebaulichen Auswirkungen von Lärmschutzmaßnahmen fehlte bislang.

In Zusammenarbeit mit der DB AG wurde daher im TiME Lab des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts HHI in Berlin eine neuartige Technologie entwickelt und zur Einsatzreife gebracht. Basierend auf räumlichen Tonaufzeichnungen und akustischen Simulationen in Kombination mit hochauflösenden Videopanoramen bzw. fotorealistischen 3D-Computergrafiken entstand das Kommunikationsformat „Infopunkt Lärmschutz“.


Im TiME Lab können Schienenverkehrslärm-Simulationen mit Hilfe einer 12 m breiten 180°-Panoramaprojektion und einem auf Wellenfeldsynthese basierenden 3D-Audio-Wiedergabesystem in bisher nicht erreichbarer Qualität realitätsnah wiedergegeben werden. Zusätzlich können auch verschiedene lärmmindernde- oder städtebauliche Maßnahmen in die audiovisuelle Simulation integriert werden.
 Im Ergebnis befindet sich der Besucher im Zentrum eines virtuellen Raums, beispielsweise unmittelbar an einer noch in Planung befindlichen Neubaustrecke, und kann die zukünftige bauliche und akustische Situation sowie die Effizienz geplanter Lärmminderungsmaßnahmen realitätsnah erfahren.


Neben der Darstellung im TiME Lab wurde auch eine einfachere, mobile Version des Simulators entwickelt. Dies macht das System sehr anwenderfreundlich, um beispielsweise im Gespräch mit Vertretern von Bürgerinitiativen vor Ort die geplanten Lärmminderungsmaßnahmen veranschaulichen zu können und dabei der Realität möglichst nahe kommende Szenarien demonstrieren zu können.



Mit freundlicher Genehmigung der Deutschen Bahn AG. Video online unter:
http://www1.deutschebahn.com/laerm/gut_zu_wissen/laermschutz_videos/12204792/laermschutz_hhi.html

Hochqualitative Panoramavideoaufzeichnung und Computergenerierte Visualisierung

Hochqualitative Panoramavideoaufzeichnung Hochqualitative Panoramavideoaufzeichnung


Für die Videoaufnahme kommt die am Fraunhofer HHI entwickelte OmniCam-360 zum Einsatz. Diese Panoramakamera verfügt über ein spezielles Spiegelrig, welches die gleichzeitige, parallaxefreie Aufnahme von Nah- und Fernbereichen garantiert. Durch die Verwendung von 10 Micro-HD-Kameras kann eine extrem hohe Auflösung von 10.000 x 2.000 Pixeln erzielt werden. Die Bilder werden für eine optimale Qualität mit 12 Bit Farbtiefe im RAWFormat aufgezeichnet. Um das Panoramabild schon bei der Produktion betrachten zu können steht die eigens am Fraunhofer HHI entwickelte „Real Time Stitching Engine“ zur Verfügung, die das Gesamtbild in Echtzeit berechnet.



Computergenerierte Visualisierung Computergenerierte Visualisierung
In Zusammenarbeit mit einem auf die Visualisierung von Verkehrsinfrastruktur- sowie Hoch- und Tiefbauprojekten spezialisiertem Dienstleister werden Karten- bzw. Plandaten zentimetergenau in eine animierte, computergenerierte 3D-Darstellung überführt. Die Ausgabe erfolgt in einem auf die 180°-Panoramawiedergabe im TiME Lab optimierten Bildformat, wodurch eine geometrisch korrekte, realitätsnahe Darstellung gewährleistet wird.


Integration geplanter städtebaulicher Maßnahmen Integration geplanter städtebaulicher Maßnahmen
Die Darstellung der städtebaulichen Maßnahmen erfolgt durch eine fotorealistische, computeranimierte Integration in die reale Szenerie. Die Anfertigung der computergenerierten Grafiken erfolgt (beispielsweise auf Basis vorhandener CAD-Planungsdaten) durch einen in diesem Bereich spezialisierten Dienstleister.

Tonaufzeichnung für realitätsnahe Schallfeldreproduktion

Tonaufzeichnung Für die Tonaufzeichnung kommen spezielle Mikrofonsysteme zum Einsatz. Ein 3D-Mikrofonarray mit 14 Mikrofonen erlaubt die spätere pegel- und lokalisationsrichtige Schallfeldreproduktion mittels des Wellenfeldsynthesesystems im TiME Lab. Weiterhin wird ein Kunstkopf-Mikrofonsystem zur späteren Kopfhörerwiedergabe, beispielsweise an der mobilen Infopunkt-Station, verwendet.

Akustische Simulation von Lärmminderungsmassnahmen

Akustische Simulation Basierend auf den Tonaufzeichnungen können verschiedene konventionelle und innovative Lärmminderungsmaßnahmen wie Lärmschutzwände, Schienenstegdämpfer und Schienenstegabschirmungen simuliert und dadurch im Vergleich zueinander hör- und erlebbar gemacht werden. Die Lärmminderungsmaßnahmen werden hierbei nicht nur pegelrichtig, sondern auch spektral für die gewählte Hörposition korrekt simuliert.

Aufbereitung und Programming für „Interaktive Station“

Terminals Neben der Darstellung im TiME Lab wurde auch eine vereinfachte, mobile Version des Simulators entwickelt. Der Betrachter kann hierbei über einen Touchscreen wählen, welche Szenarien er ansehen und vergleichen will. Die durchfahrenden Züge werden dem Betrachter in Echtzeit auf einem HD-Display (1920 x 1080 Pixel, mit 50 Bildern pro Sekunde) dargestellt.

InfoPunkt Lärmschutz Terminal Für eine realitätsnahe Audiowiedergabe wird ein auf Kopfhörerwiedergabe optimiertes, zweikanaliges Audioformat verwendet. Bei diesem binauralen Verfahren findet im Unterschied zur Kopfhörerwiedergabe herkömmlicher stereofoner Signale keine ‚Im-Kopf-Lokalisation‘ der Klangereignisse statt, die Zugvorbeifahrten werden von den Hörenden richtungsrichtig frontal wahrgenommen. Die Kopfhörersysteme werden zudem auf den korrekten Reproduktionspegel kalibriert.