Modeling the effect of electric vehicles on noise levels in the vicinity of rural road sections

• Autorzy: Hałucha Maciej , Bohatkiewicz Janusz , Mioduszewski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2023.146098

Warianty tytułu

PL

Modelowanie wpływu pojazdów elektrycznych na poziom hałasu w otoczeniu odcinków dróg zamiejskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Numerous European countries experience a steady increase in the share of electric (EV) and hybrid electric (HEV) vehicles in the traffic stream. These vehicles, often referred to as low- or zero-emission vehicles, significantly reduce air pollution in the road environment. They also have a positive effect on noise levels in city centers and in the surroundings of low-speed roads. Nevertheless, issues related to modeling noise from electric and hybrid vehicles in the outdoor environment are still not fully explored, especially in the rural road settings. The article attempts to assess the degree of noise reduction around these roads based on different percentages of EVs in the traffic stream. Input data for noise modeling was obtained from 133 sections of homogeneous rural roads in Poland. Based on their analysis, it was first determined on how many of these road sections electric-vehicle-induced noise reduction would be possible, taking into account the traffic speeds occurring on them. Next, a computational algorithm that can be used to calculate noise reduction in the CNOSSOS-EU model is presented, and noise modeling is performed based on it for different percentages of electric vehicles in the traffic stream.

PL

W wielu krajach europejskich obserwowany jest stały wzrost udziału pojazdów elektrycznych i hybrydowych w potoku ruchu. Pojazdy te, zwane często nisko lub zeroemisyjnymi, ograniczają w znacznym stopniu zanieczyszczenia powietrza w otoczeniu dróg. Mają także pozytywny wpływ na poziom hałasu w centrach miast oraz w otoczeniu dróg charakteryzujących się małymi prędkościami. Zagadnienia związane z modelowaniem hałasu pochodzącego od pojazdów elektrycznych i hybrydowych w środowisku zewnętrznym nie są jednak nadal w pełni zbadane, szczególnie w otoczeniu dróg zamiejskich. W artykule podjęto próbę oceny stopnia redukcji hałasu w otoczeniu tych dróg z uwagi na różny udział procentowy pojazdów elektrycznych w potoku ruchu. Dane wejściowe do modelowania hałasu uzyskano z 133 odcinków jednorodnych dróg zamiejskich w Polsce. Na podstawie ich analizy określono najpierw na ilu z tych odcinków dróg możliwa będzie redukcja hałasu powodowana przez pojazdy elektryczne, biorąc pod uwagę występujące na nich prędkości ruchu. Następnie przedstawiono algorytm obliczeniowy, który można wykorzystać do obliczeń redukcji hałasu w modelu CNOSSOS-EU i wykonano na jego podstawie modelowanie hałasu dla różnego udziału procentowego pojazdów elektrycznych w potoku ruchu.

Słowa kluczowe

EN

electric vehicle; traffic noise; noise modelling; external environment; country road; acoustic calculations

PL

pojazd elektryczny; modelowanie hałasu; hałas drogowy; środowisko zewnętrzne; droga wiejska; obliczenia akustyczne

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 69, nr 3
• Strony: 573--586
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Hałucha Maciej

• EKKOM Sp. z o.o., Cracow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7530-7013

autor

Bohatkiewicz Janusz

• Tadeusz Kościuszko Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Cracow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9659-2666

autor

Mioduszewski Piotr

• Gdansk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Ship Technology, Gdańsk, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6378-9094

Bibliografia

• [1] Directive 2014/94/EU of the European Parliament and of the Council of 22 October 2014 on the development of alternative fuel infrastructure. OJEU 307/1.
• [2] European Commission, Communication from the Commission. Europe 2020. A strategy for smart, sustainable and inclusive growth. Brussels: European Commission, 2010.
• [3] European Commission, White Paper. Roadmap to a Single European Transport Area - Towards a competitive and resource efficient transport system. Brussels: European Commission, 2011.
• [4] European Commission, Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. European Strategy for Low-Emission Mobility. Brussels: European Commission, 2016.
• [5] Ministerstwo Rozwoju, Strategia na rzecz odpowiedzialnego rozwoju do roku 2020 (z perspektywa do 2030 r.). Warszawa: Ministerstwo Rozwoju, Departament Strategii Rozwoju, 2017.
• [6] Ministerstwo Energii, Plan Rozwoju Elektromobilności w Polsce “Energia do przyszłości”. Warszawa: Ministerstwo Energii, 2016.
• [7] M. Hałucha, “Wpływ wybranych czynników i danych wejściowych na modelowanie hałasu drogowego”, PhD thesis, Lublin University of Technology, Lublin, 2021.
• [8] E. Płuska, I. Rackiewicz, M. Rosicki, I. Sobecki, I. Szczepanik-Retka, M. Załupka, A. Skarbek-Żabkin, and P. Matuszewski, Analiza stanu rozwoju oraz aktualnych trendów rozwojowych w obszarze elektromobilności w Polsce. Warszawa: Atmoterm S.A., 2019.
• [9] J. Bohatkiewicz, “Badania wpływu zmian parku samochodowego na poziom emisji hałasu drogowego”, in Ochrona środowiska i estetyka a rozwój infrastruktury drogowej, W. Rawski, Ed. Lublin: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczypospolitej Polskiej, 2011, pp. 26-37.
• [10] Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych, “Licznik elektromobilności”. [Online]. Available: https://pspa.com.pl/ [Accessed: 9. Aug. 2022].
• [11] T. Beckenbauer, “Akustische Eigenschaften von Strassenoberflächen”, in Deutscher Strassen- und Verkehrskongress. Hamburg: FSGV, 2000, pp. 234-240.
• [12] R.J. Kucharski, Hałas drogowy. Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1979.
• [13] J. Olszacki, “Hałas ruchu drogowego. Część 1. Mechanizm powstawania hałasu”, Drogownictwo, no. 3, pp. 80-84, 2008.
• [14] W. Schulte and B. Gladbach, “Offenporiger asphalt. Lärmschutzwirkung, - bedingungen und -dauer”, Asphalt, vol. 2, 2004.
• [15] J. Jabben, E. Verheijen, and C. Potma, “Noise reduction by electric vehicles in the Netherlands”, in 41st International Congress and Exposition on Noise Control Engineering 2012, Inter-Noise 2012, vol. 3. INCEUSA, 2012, pp. 2505-2512.
• [16] M. A. Pallas, M. Bérengier, R. Chatagnon, M. Czuka, M. Conter, and M. Muirhead, “Towards a model for electric vehicle noise emission in the European prediction method CNOSSOS-EU”, Applied Acoustics, vol. 113, pp. 89-101, 2016, doi: 10.1016/j.apacoust.2016.06.012.
• [17] M. A. Pallas, J. Kennedy, I. Walker, R. Chatagnon, M. Berengier, and J. Lelong, Noise emission of electric and hybrid electric vehicles: deliverable FOREVER (n° Forever WP2_D2-1-V4). IFSTTAR - Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux, 2015.
• [18] T. Berge, F. Haukland, P. Mioduszewski, and R. Woźniak, “Tyre/road noise of passenger car tyres, including tyres for electric vehicles - road measurement”, in Proceedings of EuroNoise 2015, Maastricht. 2015, pp. 1333-1338.
• [19] T. Berge and P. Mioduszewski, “Potential reduction of traffic noise by the means of increased fleet of electric vehicles using a combination of low-noise tyres and low-noise road surfaces”, presented at Baltic-Nordic Acoustic Meeting, 20-22 June 2016, Stockholm, 2016.
• [20] J. Ejsmont, B. Świeczko-Żurek, S. Taryma, and P. Mioduszewski, “Noise generated by tyres designed for electric vehicles - Results of laboratory experiments”, in Proceeding of EuroNoise 2015, 31 May-3 June 2015, Maastricht. 2015, pp. 1327-1331.
• [21] P. Mioduszewski, State-of-the-Art Report. Low Emission Optimised tyres and road surfaces for electric and hybrid vehicles. LEO Project. Gdańsk: Gdańsk University of Technology, 2016.
• [22] Commission Directive (EU) 2015/996 of 19 May 2015 establishing common methods for noise assessment pursuant to Directive 2002/49/EC of the European Parliament and of the Council (OJEU. L 168/1 of 01.07.2015).
• [23] S. Kephalopoulos, M. Paviotti, and F. Anfosso-Lédée, Common Noise Assesment Methods in Europe (CNOSSOS-EU). EUR 25379 EN. JRC Reference Reports. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2012.
• [24] H. Campello-Vicente, R. Peral-Orts, N. Campillo-Davo, and E. Velasco-Sanchez, “The effect of electric vehicles on urban noise maps”, Applied Acoustics, vol. 116, pp. 59-64, 2017, doi: 10.1016/j.apacoust.2016.09.018.
• [25] T. Berge and F. Haukland, Adaptive acoustic vehicle alerting sound, AVAS, for electric vehicles. Result from field testing. Trondheim: SINTEF, 2019.
• [26] J. Bohatkiewicz, Modelowanie i ocena rozwiązań chroniących przed hałasem drogowym. Lublin: Lublin University of Technology, 2017.
• [27] M. Hałucha and J. Bohatkiewicz, “Wpływ danych wejściowych na wyniki obliczeń hałasu drogowego w opracowaniach środowiskowych”, presented at Konferencja “Środowisko Informacji”, 22 November 2018, Warszawa, 2018.
• [28] Gdańsk University of Technology, Sintef, EKKOMSp. z o.o., “Improvement of the EU tyre labelling system for noise and rolling resistance”. [Online]. Available: https://elanore.mech.pg.gda.pl/en. [Accessed: 12. Sep. 2022].