Помогут ли технологии снизить нагрузку на слух горожан

Городской шум может не только отвлекать от дел, но и стать серьезной угрозой для здоровья вплоть до потери слуха. Следить за уровнем шума и делать город тише по силам самим горожанам — с помощью краудсорсинговых технологий, считает аналитик данных КБ «Стрелка» Анастасия Долгорукова.

Проблема шумового загрязнения сегодня стоит перед городами по всему миру. Справляются с ней по-разному: где-то, как в Цюрихе, зонируют пространство и внедряют разные «режимы тишины», где-то регулируют работу шумных баров и кафе в вечернее время — так, например, борются с рекреационным шумом в Вене и Берлине.

В России проблема шума наиболее остро стоит в Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Красноярске и Ростове-на-Дону. Согласно докладу «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2018 году», более половины всех полученных Роспотребнадзором жалоб было связано с шумовым воздействием. В Москве уровень шума регулируется только законом «О соблюдении покоя граждан и тишины в городе Москве» и федеральным СанПиНом — не очень строгим по сравнению с европейскими нормативными документами.

Также москвичи могут направить свои жалобы в единую справочную службу мэрии Москвы, позвонить в полицию или обратиться в Роспотребнадзор для проведения замеров уровня шума. Так, коллективные жалобы жителей домов рядом Патриаршими прудами привели к введению ограничений по посещению района в вечернее и ночное время.

Чтобы решить проблему шумового загрязнения в Москве, первым делом необходимо обеспечить качественный и оперативный мониторинг шума в разных районах города. Сегодня в Москве этим занимается ГПБУ «Мосэкомониторинг». Эта организация измеряет уровень шума, отправляя мобильные лаборатории в районы, откуда поступают жалобы горожан. Но 76% таких проверок не подтверждают жалобы, направленные жителями. Причина может быть в том, что на момент проверки сообщение о шуме уже теряет свою актуальность. Это неудивительно, учитывая, что обработка каждой жалобы может занимать до 30 дней. Кроме того, многие горожане вообще не знают об этой службе и ее деятельности и о том, что с шумом можно бороться.

Как решают проблему шума в Европе

В Европе в 2002 году была принята директива 2002/49/EC. Она направлена на мониторинг шумового загрязнения в городе и обязывает членов ЕС раз в пять лет представлять шумовые карты и подробный отчет с планом действий по снижению шумового загрязнения для городских агломераций с населением более 100 тыс. человек. После этого многие европейские страны начали учитывать уровень шума при планировке крупных автомобильных и железных дорог, на стройках и рядом с аэропортами. Значительное количество данных об уровне шума находится в открытом доступе — это позволяет визуализировать собранную информацию на карте и изучить сводную статистику по странам Евросоюза.

В Европе не только отслеживают уровень шума, но и применяют специальные меры для его снижения. Например, в Дании используют специальное шумопоглощающее дорожное покрытие — оно позволяет уменьшить шум от дорожного движения на 3 децибела. Чтобы снизить автомобильный трафик в городах, страны ЕС активно развивают велоинфраструктуру, уменьшают количество парковочных мест, а также проводят мероприятия в формате «день без машины». По оценкам, сделанным Brussels Environment в 2012 году, подобные инициативы в период с 9:00 до 19:00 помогли снизить шум в Брюсселе более чем на 10 децибел. В шумных железнодорожных составах применяют специальные колесные пары из композитных материалов — они уменьшают трение колес о рельсы и делают движение поездов тише.

Эффективно снизить уровень шума в городах помогают планировочные решения, основанные на шумовых картах. Например, в Берлине был разработан план землепользования (Flachennutzungsplan), который обязывает осуществлять городское планирование с учетом мер, направленных на снижение шума в городе. В такой план входят характеристика и оценка основных источников шума на выбранной территории, анализ того, как эти источники будут меняться, например, во время строительных работ, что становится полезным инструментом для администраций и различных служб при планировании работ. Также в документе предлагаются меры по минимизации шумового воздействия. Он доступен горожанам, поэтому при необходимости они могут обратиться в органы местного самоуправления с целью обсуждения и внесения изменений в план.

Шумовая карта от горожан

Особенно важный этап перед принятием каких-либо решений, направленных на снижение уровня шума,— подготовка шумовой карты территории. Такая карта — это лучший инструмент для эффективного мониторинга и анализа шумового загрязнения в городе. Карты, применяющиеся сегодня и в Европе, и в Америке, помогают городским властям эффективнее проводить планирование городских территорий, быстро и точно выявлять наиболее шумные места и определять источники шума.

В КБ «Стрелка» разработали технологию, которая позволит создавать шумовую карту в режиме реального времени. Для ее внедрения не потребуется устанавливать специальную технику или разрабатывать новый софт — горожане смогут записывать звуковые сообщения прямо в мессенджере Telegram. Аудиозаписи будут обрабатывать алгоритмы искусственного интеллекта — они смогут распознать не только уровень шума, но и его вероятный источник.

Идея разработать технологию для мониторинга шума на основе Telegram пришла во время изучения подходов к измерению шума в Москве. Сегодня открытые данные, выложенные ГПБУ «Мосэкомониторинг» на сайте правительства Москвы, трудно назвать репрезентативными и доступными. Там есть информация о фактах превышения допустимого уровня шума, но нет точных количественных данных. Чтобы оформить жалобу и запросить проверку, горожанам необходимо отправлять запрос в электронную приемную или звонить по телефону мэрии Москвы и потом ждать ответ в течение 30 дней. Но этот процесс можно было бы оптимизировать, используя популярный мессенджер.

Вообще в Европе проблему шума рассматривают через призму новых технологий и гражданской науки еще с начала нулевых. Но мониторинг окружающей среды с помощью сенсоров в смартфонах — это относительно новое изобретение. Сегодня исследователи разрабатывают приложения, которые позволяют жителям самим отслеживать и картографировать данные о превышении допустимого уровня шума. Например, в Антверпене в 2011 году с помощью приложения NoiseTube создали шумовую карту районов, а также провели исследование, которое показало, что данные, собранные с помощью смартфонов, в целом не менее надежны, чем данные со станций мониторинга шума. То же приложение использовали в Загребе, а совсем недавно, в 2019 году, французскими исследователями был разработан более современный аналог приложения NoiseTube — NoiseCapture.

У Telegram, в свою очередь, есть масса преимуществ: разработчикам не нужно создавать новые приложения, а пользователям не придется ничего устанавливать — мессенджер уже доступен на разных операционных системах, поддерживает большое количество языков, постоянно обновляется и уже известен широкой аудитории. Пользователь мессенджера с помощью специального чат-бота может проводить замеры в любой момент. У исследователей тоже есть много возможностей для обработки полученных данных. Например, в будущем можно добавить модель классификации, которая позволит определять тип источника шума.

Мы в КБ «Стрелка» разработали пилотную версию чат-бота для измерения шума и протестировали его в марте в Пресненском районе Москвы. С помощью волонтеров удалось собрать 2560 аудиозаписей, которые легли в основу шумовой карты. Средний уровень шума в течение дня в этом районе составил 66 децибел, тогда как, согласно СанПиНу 2.1.2.2645-10, допустимый уровень — 55 децибел. На карте можно увидеть, что наиболее шумные места, обозначенные темно-синими точками, сосредоточены вдоль нескольких улиц. Для более детального анализа был применен алгоритм пространственной кластеризации HDBSCAN, который позволяет преобразовать точки в кластеры. В результате мы получили карту шума, на которой отражены главные проблемные зоны.

Как могут помочь горожане

Уже сегодня можно начать работу над созданием аналогичных шумовых карт для российских городов. Разработчики КБ «Стрелка» планируют интегрировать пилотную версию проекта в цифровую платформу вовлечения «Чего хочет город». Однако в долгосрочной перспективе также необходимы законодательные изменения — сегодня нормативные документы не позволяют использовать смартфоны наравне с приборами, измеряющими шум. Городские власти могут ориентироваться только на данные комплексных измерительных систем, входящих в состав стационарных станций шумового мониторинга. Между тем многие европейские исследования посвящены сравнению качества собранных смартфоном шумовых данных c данными, которые были собраны стационарными станциями. Одно из них подтвердило, что мобильные телефоны после правильно организованной калибровки дают точно такие же результаты, как и стационарные приборы.

Борьба с шумом — это комплексная процедура, которая затрагивает разные аспекты жизни города. Поэтому важно, чтобы разные государственные, муниципальные, а иногда и международные ведомства принимали участие в борьбе с шумовым загрязнением. Некоторые европейские агентства, например, целенаправленно финансируют IT-стартапы, работающие в сфере «умного города». Города заинтересованы в развитии цифровых проектов: они делают жизнь горожан комфортнее, привлекают туристов и предпринимателей, способствуют демократизации технологий и позволяют получить новые городские данные.

Как говорит руководитель лаборатории «Искусственный интеллект для городов», product owner цифровой платформы вовлечения «Чего хочет город» Александр Каменев, сегодня технологии для коммуникации с горожанами не ограничиваются уже привычным для многих сбором идей, предложений или жалоб на сайте города. Мы обмениваемся мультимедийным контентом каждый день, и при создании современных цифровых продуктов было бы странно игнорировать новые форматы данных, которые могут дать намного больше информации о городе. С помощью своих мобильных устройств горожане могут делиться фотографиями, видео, аудиозаписями, картами и другими сложными данными с городскими властями, исследователями и специализированными организациями, которые помогут устранить возникшую проблему или примут актуальное решение.

Крупный бизнес давно использует краудсорсинговые технологии, чтобы понять запросы клиентов, проанализировать их опыт и определить стратегию развития. Теперь настала очередь городов. Будущее — за сервисами и методами анализа с низким порогом входа, которыми легко могут воспользоваться горожане и исследователи, предприниматели и представители городских администраций. Поэтому на платформе «Чего хочет город» планируется не ограничиваться анализом текстовых данных, исследовать звук и другие мультимедийные материалы для проведения городских исследований, проектов в сфере вовлечения и городского развития.