| 1. |
- Genell, Anders, 1974-, et al.
(författare)
-
Ship noise in coastal regions : final report of the SHIPNOISE project
- 2024
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Ships carry cargo and passengers around our planet. In coastal regions, complaints about ship noise have been raised from nearby residents. Ships are also the dominant source of continuous underwater noise in the seas. In the SHIPNOISE project, we investigate levels of ship noise in coastal regions using a custom measurement station for both airborne and underwater noise from ships underway. The measurement station is developed using embedded microprocessors for low power consumption. The station is deployed at Böttö at the inlet to Gothenburg harbor, and then at Lurö in Lake Vänern.These sites are close to shipping lanes of different traffic intensity. The measured airborne noise levels indicate that there is a risk to exceed recommended indoor low-frequency noise limits for dwellings positioned up to several hundred meters from the passing ships, although the effect on public health is uncertain. The underwater noise recorded at 200-300 m range at the SHIPNOISE measurement locations during ship passages is strong enough to exceed levels for environmental impact previously demonstrated on local marine mammals, fish and possibly invertebrates. For example, harbor porpoises, herring and salmon are likely to avoid or escape the area when a loud ship passes.
|
|
| 2. |
- Genell, Anders, 1974-, et al.
(författare)
-
Common sources of under water and air borne noise from ships
- 2023
-
Ingår i: Proceedings of the 10<sup>th </sup>Convention of the European Acoustics Association Forum Acusticum 2023. - : European Acoustics Association (EAA). - 9788888942674 ; , s. 6083-6086
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The project Silent@Sea, funded by the Swedish Transport Administration, aims to investigate levels of noise radiated from ships into the marine environment as well as on board from diesel engines, from LNG engines and from electric propulsion. The current paper presents results from measurements of on board noise and vibrations, external under water noise and external air borne noise from a hybrid battery/diesel shuttle ferry. On board vibration measurements provided information about sources such as engine mounts and thruster mounts that potentially radiate noise into the water. The most important of these sources were then confirmed by narrow band analysis of corresponding under water noise measurement results. Finally, results from air borne noise measurements were similarly analysed to find sources that contribute to both under and over water marine environment noise exposure. The analyses show that the vessel emit comparatively low levels of noise regardless of propulsion mode, and that when using electric propulsion the noise is further reduced both on board and under as well as over the water.
|
|
| 3. |
- Johansson, Torbjörn, et al.
(författare)
-
Noise from ships powered by LNG or electricity and its effects: a cross-domain investigation : Final report of the Silent@Sea project
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Electrification of ships offers zero-emission travel and is spreading rapidly, and more and more ships are operating on liquid natural gas, LNG, or other alternative fuels. However, the relation between these modern forms of ship propulsion and noise pollution is not generally understood. The Silent@Sea project has investigated this through four case studies, where modern vessels have been measured in different propulsion modes and compared to sister vessels. This has mainly been done in route, which permitted us to gather unique data on the noise radiation of large ships in commercial operation. The project has investigated radiated airborne and underwater noise as well as onboard noise and its impact on work environment and passenger comfort. The results show that the modern forms of propulsion lead to lower noise levels onboard, which are coupled to a better work environment and greater passenger comfort. The radiated airborne noise of electrical hybrid vessels is reduced in battery powered operation at certain low frequencies associated with the diesel engine. The same holds for the radiated underwater noise, but the differences are smaller there, indeed smaller than differences between sister vessels. Finally, a new generation of LNG-powered vessels are found to be quieter than an older generation with similar specifications.
|
|
| 4. |
- Johansson, Torbjörn, et al.
(författare)
-
Underwater noise from fairways – policies, incentives and measures to reduce the environmental impact
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Undervattensbuller och dess negativa inverkan på det marina livet är ett växande miljöproblem där den vetenskapliga kunskapen ökar men effektiva åtgärder saknas.Denna rapport är resultatet av en gemensam insats av IVL Svenska Miljöinstitutet och Sjöfartsverket som adresserar denna utmaning. Motiverade av miljöhänsyn och kommande EU-lagstiftning är vår vision att Sverige ska bli det första landet som genomför nationella incitament för att minska undervattensbuller. De tekniska aspekterna av fartygsbuller under vatten är relativt välkända. I marschfart är kavitation vid propellern vanligtvis den dominerande källan till undervattensbuller, men detta gäller inte för alla fartyg. Standardiserade mätmetoder finns men är kostsamma att genomföra.Prediktionsmodeller är användbara för bullerkartläggning och uppskattningar över en hel flotta, men inte tillräckligt exakta för enskilda fartyg. Miljöpåverkan av undervattensbuller från fartyg har fått ökad vetenskaplig uppmärksamhet de senaste åren. Många studier har gjorts men dos-respons samband och trösklar för olika effekter är i stort sett okända. Beteendeeffekter, inklusive flyktreaktioner, svårigheter att undvika rovdjur och maskering av viktig kommunikation, har observerats hos ett stort antal arter vid exponering för fartygsbuller.Det finns inga nationella eller internationella bindande regler för undervattensbuller från fartyg. FN:s internationella sjöfartsorgan IMO håller för närvarande på att uppdatera sina frivilliga riktlinjer om fartygsbuller under vatten. EU inför lagstiftning om tillåtna nivåer av undervattensbuller från fartyg i miljön, som förväntas träda i kraft i medlemsländerna inom några år.Tekniska metoder för att minska undervattensbuller är kända men inte vetenskapligt validerade. Hastighetssänkningar kan minska undervattensbuller men kan medföra ökade driftskostnader för fartygsägarna. Intressenter inom reduktion av fartygs undervattensbuller finns hos fartygsägare, fartygsdesigners och teknikindustri, forskningsorgan och myndigheter.Genom intervjuer och workshops har ett nätverk av relevanta intressenter i Sverige etablerats. En intressentanalys visar att det finns ett behov av mer kunskap om fartygs undervattensbuller och dess miljöpåverkan samt dess begränsning. Farledsutformning för minskad transmission av undervattensbuller till miljön undersöks genom långtidsmätningar vid olika delar av farleden som leder till Västerås i Mälaren. Varken djup eller gir kunde påvisas ha någon effekt på det utstrålade bruset.Ett mer detaljerat försök skulle krävas för att klargöra om farledsdesign är ett genomförbart alternativ för bullerdämpning. Sex olika sätt att utforma ett ekonomiskt incitament för att minska fartygs undervattensbuller beskrivs. Det är möjligt att belöna hastighetssänkningar eller tekniska åtgärder för bullerdämpning, men det är inte utrett hur effektivt detta skulle vara.Ett incitament kan baseras på en tyst fartygsnotation från ett klassificeringssällskap, men dessa utfärdas relativt sällan. En bullerutredning kan utföras, men det kan vara svårt att identifiera de mest relevanta åtgärderna utan mätning av undervattensbuller.Skräddarsydda mätstationer vid eller nära hamninlopp kan vara ett kostnadseffektivt sätt att samla in mätdata, men noggrannheten i sådana opportunistiska mätningar skulle behöva förbättras om data ska kunna användas för ett ekonomiskt incitament.
|
|
| 5. |
- Glebe, Dag, et al.
(författare)
-
Bullerdatainsamling och autonom artidentifiering för att underlätta miljöövervakning
- 2022
-
Rapport (refereegranskat)abstract
- Trenden för Sveriges miljömål är i flera fall nedåtgående, och ett av de områdensom visar negativ trend är målet ”Ett rikt växt- och djurliv”. Sveriges uppföljning avhabitat- och fågeldirektivet påvisar ett utsatt läge för den biologiska mångfalden.Det är idag svårt och kostsamt att övervaka om de svenska miljömålen uppfylls.Insamling av ljud- och bilddata sker redan idag i en stor omfattning, men detfinns en stor och outnyttjad potential att förenkla miljöövervakningen genom nyabilliga datainsamlingsenheter och framför allt genom nya automatiska AI-baseradeanalyssystem. Manuell provtagning och datainsamling är tidskrävande och kostsam,vilket gör autonom ljud- och bilddatainsamling attraktivt, särskilt på otillgängligaplatser som till exempel under vatten. I flera fall skulle allmänheten kunna anlitasför att hjälpa till med detektering av invasiva främmande arter med hjälp av enmobiltelefonapplikation som använder artificiell intelligens för artidentifiering.I denna rapport granskas state of the art, det vill säga resultat och tekniki forskningsfronten, när det gäller användning av ljud- och bilddata för bullerövervakningoch bullerkartläggning, för artidentifiering av djur och växter ochför övervakning av invasiva främmande arter. Rapporten granskar och analyserarnuvarande och framväxande teknik och metoder och bedömer deras mognad,tillgänglighet och tillförlitlighet.Denna rapport syftar till att redovisa möjligheter och utmaningar kopplade till:System för att samla in bullerdata för att modellera bullerpåverkan i de terrestraoch akvatiska domänerna och möjliggöra bullerkartläggning.System för autonom ljud- och bildbaserad artidentifiering, uppskattning avpopulation och övervakning av biologisk mångfald.System för detektion av invasiva främmande arter, till exempel medmobiltelefonapp.Ekoakustisk bullerdatainsamling Biologiska tillämpningar inom akustik kallas bioakustik eller ekoakustik. De mestutforskade områdena med passiv akustisk övervakning eller PAM, är djurläteni ultraljudsområdet (exempel är fladder-möss och valar), eftersom traditionellaanalysmetoder kan användas i de fallen. PAM kan till exempel realiseras med ljudboxar,enskilda eller i matriser, eller med halsband eller inopererade enheter påenskilda djurindivider. Akustiskt aktiva djur inrättar sig efter varandra och övrigaljud, varför ljudlandskap anses ge information om biosystemets hälsa.Det viktigt att adressera hela mätkedjan i PAM-teknik. Rapportens översikt avhårdvara fokuseras mot ljud, eftersom kamerateknik är etablerat i svensk viltvård.De flesta hårdvarukomponenter i mätkedjan behöver väljas från praktisk synvinkelför att fungera bra i mätsystem, till exempel batteritid, minneshantering elleruppkopplingsmöjligheter,och låg kostnad om många insamlingsenheter behövs. Rapporten innehåller även en översikt av autonoma system eller integrerade enhetersom täcker hela mätkedjan vid insamling av ljuddata. Möjligheterna att kombineraljud- och bilddata för analys används sällan idag, och det kan finnas stora vinsteratt göra inom detta fält.Framgångsrika AI-baserade analysmetoder har inte slagit igenom i kommersiellamjukvaruprogram. Det är ett stort tryck inom forskarvärlden på att tillgängliggöraanalysresultat, analysverktyg och insamlade data, för att kunna återanvända data och resultat av resursskäl, och erbjuda större datatäckning. Även standardiseradeformat på metadata efterfrågas, syftande mot internationell forskningspraxis.Framgångarna inom medborgarforskning kan delvis tillskrivas nya verktygimplementerade i mobilappar, men det finns en stor utvecklingspotential attskräddarsy verktyg och metoder efter verksamheter och faktiska behov.AI inom bioakustik –State of the art De AI-baserade metoder som används mest inom bioakustik är djupinlärningsmetoder,framför allt olika former av neurala nätverk som lämpar sig för resurskrävandelyssning och bildgranskande. Det största området är fågelklassificering.Den vanligaste typen av neuralt nätverk inom bioakustik är CNN (convolutionalneural network), vilken är viktig inom bild- och ljudanalys, men nya varianterutvecklas ständigt. Ofta används spektrogram (en bildrepresentation av ljud) somindata till djupinlärningsmodeller, men många varianter har visats fungera. Melspektrogramär det som funkat bäst i bioakustiska sammanhang, på grund av attfrekvensskalningen avbildar läten likadant oavsett tonhöjd, vilket passar nätverkav CNN-typ. Observera att samma rådata kan ligga till grund för olika typer avträningsindata,om de har tillräckligt bra kvalitet och upplösning. Kraven på högupplöstdata väntas öka, vilket är viktigt om insamlade rådata ska kunna användasi framtiden, liksom kraven att metadata ska kopplas till konstaterade observationer.För maskinlyssning har en femtonfaldig ökning skett av antalet publikationeri området mellan 1998–2018. Skattning av populationstäthet hos fåglar med hjälpav maskinlyssning har visat sig ge lika bra resultat som manuell punkträkning,med avseende på nyckelparametrar som antal noterade fågelarter.Metoder som inte kräver manuell klassificering av upplärningsdata är en lovandeframåt för bullerreducering och källseparering. Vid brist på annoterade indata förträning av modeller kan ”embedding functions” användas. Från området stadsbullerfinns metoder för att realtidsströmma data med hjälp av distribuerade nät. Aktiva inlärningsmetoder, det vill säga metoder där experter aktivt deltar iinlärningsprocessen,ger snabbt kraftfulla resultat. En intressant variant på detta äratt träna djur för att göra val som blir annoteringar av indata. Detta ger en modell somrepresenterar djurens egen perception, vilket dock får användas med försiktighet.Sammanfattningsvis ses inte en omfattande satsning på bullerdatainsamlingutanför Sveriges bebyggda områden eller runt Sveriges kustersom realistisk i dagensläge, men det finns stora möjligheter att integrera autonom artidentifiering i depågående övervakningsaktiviteter som bedrivs i svensk natur eller som ett proof-of concept.
|
|
| 6. |
- Jacobson, Anton, et al.
(författare)
-
Detektion av Givar- och Kommunikationsfel vid Dammövervakning - Projektet Optimerade och Anpassade Datadrivna Metoder för Dammsäkerhet
- 2021
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Dammövervakning är ett stort och viktigt område för svenska dammägare. Det är en utmaning att kontinuerligt övervaka en dammkonstruktion och snabbt kunna reagera på förändringar som visar på en avvikelse i dammen. Samtidigt kan även avvikelser i själva övervakningsutrustningen förekomma, som skulle kunna uppfattas som en avvikelse i dammen. Sådana fel är vanligt förekommande och beror typiskt på fel i givare eller i mätvärdets överföring från givare till datacentral. För att felen inte ska störa dammövervakningen behöver dessa fel detekteras, identifieras och skiljas från avvikelser som kan tyda på en förändring i dammen. Denna rapport behandlar just denna detektion och identifiering av givar- och kommunikationsfel vid dammövervakning. Rapporten är resultatet av ett forskningsprojekt som drivits av IVL Svenska Miljöinstitutet AB under 2020–2021. Projektet finansierades av Energiforsk och Stiftelsen Institutet för Vatten- och Luftvårdsforskning (SIVL) och hade som slutmål att implementera metoder för detektion av givar- och kommunikationsfel i ett dammövervakningssystem. Detta mål uppnåddes, och för att nå dit utfördes flera steg.Datadrivna analysmetoder utvecklas till att börja med typiskt off-line. Detta kräver en stor mängd historiska data. Att samla in, bygga upp en gemensam förståelse av och förbehandla dessa data kräver mycket tid och ett gott samarbete mellan dataspecialister och dammägare. Förbehandling är ett nödvändigt steg för att kunna utveckla en övervakning av dammens tillstånd. Tillståndsövervakning var dock inte del i detta projekt. Genom ett gott samarbete med en anläggningsägare fick projektet tillgång till 5 års data från 81 givare placerade på en damm i Sverige. Data innehöll ett nytt mätvärde var 15:e minut. Totalt utgör denna datamängd 14,2 miljoner mätvärden. Metoder för detektion av givar- och kommunikationsfel byggdes upp efter noggrann genomgång av data och identifiering av olika typer av förekommande fel. Här har samarbete med vår referensgrupp med medlemmar från olika kraftbolag varit ovärderlig. Metoderna byggdes upp från grundläggande signalanalysteori, men fanns trots sin relativa enkelhet fungera väl. Sju olika metoder har tagits fram och utvärderats i denna rapport. Tillsammans med dammägaren, Vattenfall, har en pilotimplementation genomförts i deras system. På grund av de krav som säkerhetslagstiftningen ställer kunde IVL endast få ett begränsat interface till realtidsdata. Trots detta har en implementation sjösatts och varit i drift i 5 veckor när denna rapport skrivs. För att effektivisera utvecklingen byggdes först en lokal utvecklingsversion som sedan installerades på en server hos Vattenfall. Den lokala versionen kommer också att användas i det fortsatta metodutvecklingsarbetet.Detta projekt har tagit fram feldetektion och förbehandlingsmetoder som kan ligga till grund för en kostnadseffektiv utveckling av multivariata och andra maskininlärningsmetoder för övervakning av en eller flera dammars tillstånd.
|
|
| 7. |
- Wilhelmsson, Jens, et al.
(författare)
-
AI som verktyg för klassificering av ostronyngel från havsbaserade kollektorer
- 2021
-
Rapport (refereegranskat)abstract
- Den här studien är en fortsättning och vidareutveckling av ett tidigare projekt (Wilhelmsson et al.2020). I det tidigare projektet slogs det fast att det är möjligt att klassificera ostron som antingen Magallana gigas (fortsättningsvis endast Gigas) eller Ostrea edulis (fortsättningsvis endast Edulis) med hjälp av AI-baserad bildbehandlingsteknik.Ostronen som användes i det tidigare projektet hade tillåtits växa till sig under ca 11 månader i korgar efter att ha skördats från kollektorer och var även manuellt rengjorda innan fotografering.Det långsiktiga målet med ostronklassificeringen är att kunna sortera ostron automatiskt direkt när de skördas från kollektorer, eftersom det är i det skedet som ostronodlare är i störst behov av ensortering. Genom att sortera ostron direkt vid skörd från kollektorer säkerställs även att inga ostron hunnit bli könsmogna och därför heller inte hunnit föröka sig.Att sortera direkt från kollektor innebär dock att ostronen som ska klassificeras kommer vara blandade med kalkrester från kollektorerna, samt diverse havslevande organismer i form av marin påväxt.Därför behöver klassificeraren inte bara kunna se skillnad på olika ostronarter utan även identifiera vad i skörden från kollektorerna som är ostron och ej.
|
|
| 8. |
- Johansson, Torbjörn, et al.
(författare)
-
Datadrivna metoder för att detektera avvikande mätvärden inom dammsäkerhet
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Vi gör en litteraturstudie av state of the art i dammsäkerhet och tar reda på vad som har gjorts i andra länder. Vi tittar även på teorier och metoder som inte ännu har använts i dammsäkerhet. Det är lätt att komma igång med datadriven analys med hjälp av färdiga verktygslådor som finns öppet tillgängliga. Vi diskuterar därför kring vanliga fallgropar vid dataanalys och hur man undviker dem. Mycket av den vetenskapliga litteraturen inom datadriven dammsäkerhet handlar om tillämpning av maskininlärningsmetoder. Den struntar ofta i förbehandling och antar att alla sensorer fungerar. Vi summerar resultat om förbehandling av sensordata och hur avvikelser kan detekteras, och ser att här finns ett gap i dammsäkerhetslitteraturen. Vi ser att väl förstådda och utredda metoder som PCA och PLS, tidsseriemodellering, SPC/MSPC och neurala nätverk är lämpliga för vidare studier. Med stöd av tiotals års erfarenhet av forskning och utveckling i datadrivna metoder ger vi rekommendationer för hur ett arbete för att implementera datadrivna metoder för att höja dammsäkerheten i Sverige skulle kunna utformas. Vi ser att datadrivna metoder för dammsäkerhet är redo att implementeras i Sverige, och bedömer att i kombination med väl utformad instrumentering och rätt givarplacering kan de bidra till väsentligt höjd dammsäkerhet.
|
|
| 9. |
- Wilhelmsson, Jens, et al.
(författare)
-
Klassificering av ostronyngel med hjälp av artificiell intelligens
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- IVL har i ett samarbete mellan projekt finansierade av Jordbruksverket, Interreg (MarGenII) och H2020 (AquaVitae) utvecklat ett bildidentifieringsprogram som kan särskilja yngel av de inhemska platta ostronen i Sverige från de invasiva stillahavsostronen. Över 98 procent av bilderna klassificeras korrekt, visar projektets slutrapport
|
|
| 10. |
- Li, Da-Qing, et al.
(författare)
-
Predicting underwater radiated noise of a full scale ship with model testing and numerical methods
- 2018
-
Ingår i: Ocean Engineering. - : Elsevier Ltd. - 0029-8018 .- 1873-5258. ; 161, s. 121-135
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Full scale measurement, model testing and a hybrid CFD method were used to characterize the Underwater Radiated Noise (URN) of a ship at design speed. The CFD method consists of a multiphase Delayed Detached Eddy Simulation and the Ffowcs-Williams Hawkings acoustic analogy. The paper discusses the correlation of the noise spectra with the observed cavitation behavior and compares the measured full scale data with those predicted by the model testing and the CFD method. The comparison shows that the sheet cavity and Tip Vortex Cavitation (TVC) predicted by the model testing are in reasonably good agreement with the full scale observations. The pressure pulses are somewhat higher than the full-scale data. Overall, the predicted URN has a good correlation with the noise spectra obtained from the sea trial. The CFD method shows the potential to resolve turbulence eddy structures in the wake. It captures the dynamic development of sheet cavitation and the collapse and rebound of TVC as observed in the model test and the sea trial, but under-predicts the extent of TVC. The pressure pulses and tonal noise are in close agreement with the respective measured data for the first five orders of blade passing frequency. The method underestimates the broadband noise level in the frequency range 50-112 Hz where the TVC is expected to have an important contribution. The maximum under-prediction in this range is about 28 dB at 72 Hz. At frequencies above 200 Hz, the broadband noise becomes more and more under-predicted with increasing frequency.
|
|
