107256 Tutkimus

Kallioporauksen psykoakustiikka (KaPs)

Hankkeessa selvitetään kallioporauksen äänen ja ohjauksen väliset yhteydet, joita operaattori käyttää hyväkseen. Kallioporareilla on osaamista porausääneen liittyen, sillä he osaavat säätää poraustapahtumaa kuulemansa äänen perusteella. Pelkästään kyselyn avulla ei kuitenkaan ole voitu selvittää näitä yhteyksiä. Hiljaisen tiedon selvittäminen vaatii haastattelun lisäksi muita keinoja. Hankkeessa analysoidaan porausäänten ja operaattorin toiminnan yhteyksiä kuuntelukokeiden ja signaalianalyysin avulla. Näin porarien havainnot ja porausilmiöt voidaan liittää psykoakustiseen termistöön ja psykoakustisiin piirteisiin. Seuraava askel on akustisten vihjeiden analyysi tietokoneen avulla. Hankkeen työvaiheet ovat (1) äänitietokannan kerääminen, (2) kuuntelukokeet ja haastattelut sekä (3) laskennallisen mallin kehittäminen. Tulokset saataneen käyttöön vuoden 2008 lopussa. Hankkeen tavoitteina ovat työturvallisuuden ja tehokkuuden parantaminen. Tällä hetkellä työperäiset kuulovauriot ovat kallioporareilla yleisiä kuulon suojauksesta huolimatta. Yksi tulevaisuuden vaihtoehto on etäohjaus, jossa operaattori toimii kaukana porasta ja hänelle välitetään kamerakuvaa ja akustista tietoa porauspaikalta. Etäohjauksella voidaan vähentää porarien meluannosta, kuulovaurioriskiä ja onnettomuuksia.

Hankkeen vastuuhenkilö
Vesa Välimäki

Aineistoa Materials-välilehdellä.

KALLIOPORARI TUNNISTAA PIENESTÄ ÄÄNESTÄ PARHAAN PORAUSKOHDAN

2009-05-18 00:00:00.0

Teknillisessä korkeakoulussa on tutkittu iskevän kallioporauksen äänen ja ohjauksen välisiä yhteyksiä. Kuuntelukoe osoitti, että äänivihjeillä voi tunnistaa ja luokitella poraustilanteita. Kallioporarit osaavat säätää porauskohtaa ja -voimaa kuulemansa äänen perusteella. Työsuojelulaitos rahoitti tutkimusta.

Tutkimuksessa selvisi, että normaalin porauksen tuottamat äänivihjeet ovat tutuimpia porauksen ammattilaisille. Vaikeammin tunnistettavat poraustilanteet he havaitsivat valtaosassa tapauksista poikkeavan normaalista.

Pelkällä kyselyllä asiaa ei saatu selvitettyä, sillä porarit eivät osaa tarkasti kuvailla, mitä porausäänen piirrettä he hyödyntävät ja miten. Hankkeessa kerättiin äänitietokanta, tehtiin kuuntelukokeet ja haastattelut sekä kehitettiin laskennallinen malli

Etäohjaus voisi vähentää kuulovaurioita


Nykyisin ohjaamoihin tulevia poraääniä vaimennetaan muun muassa suojaimin. Vaimennus kuitenkin voi hävittää olennaiset vihjeet, joita porarit ovat perinteisesti hyödyntäneet. Hankkeessa tavoiteltiin sekä työturvallisuuden että tuottavuuden parantamista.

Kallioporarit kärsivät usein työperäisistä kuulovaurioista kuulosuojaimista huolimatta. Akustiset mittaukset tehtiin aidoissa oloissa eli työmailla, joilla käytettiin Sandvik Mining and Construction Oy:n kallioporakoneita.

Yksi työturvallisemman tulevaisuuden vaihtoehto on etäohjaus, jossa operaattori toimii kaukana porasta, ja hänelle välitetään kamerakuvaa ja akustista tietoa porauspaikalta. Etäohjaus tarjoaa mahdollisuuden vähentää melualtistusta ja lisätä yleistä työturvallisuutta. Mahdollisen etäohjauksen toteuttamiseksi hankkeessa selvitettiin poralaitteen ohjauksen kannalta keskeiset äänivihjeet.

Tuloksia sekä laitteistokehitykseen että työsuojeluun


Tulokset julkaistiin Sami Oksasen diplomityössä, joka tarkastettiin Teknillisessä korkeakoulussa 20. helmikuuta 2009. Tuloksia voinee jatkossa hyödyntää sekä laitteistokehityksessä että työolojen kehittämisessä, sekä työsuojelun että tuottavuuden näkökulmista.

Aluksi Oksanen esittelee audiosignaalikäsittelyn ja psykoakustiikan peruskäsitteitä. Seuraavaksi hän tarkastelee porausprosessia yleisesti ja sen jälkeen projektissa tehtyjä audio- ja hydrauliikkamittauksia.

Mitattujen äänisignaalien perusteella Oksanen loi eri poraustilanteita edustavan ääninäytejoukon, jota käytettiin kuuntelukokeen ääninäytteinä. Kuuntelukokeella selvitettiin, millaisia porausprosessin vaiheita operaattorit pystyvät tunnistamaan pelkistä äänivihjeistä. Lisäksi hän selvitti, pystyvätkö operaattorit tulkitsemaan äänivihjeitä paremmin kuin vertailuryhmänä ollut maallikkoryhmä, joka koostui tuotekehitysinsinööreistä.

Toimittaja
Hannu Kaskinen

Aineistoa Materials-välilehdellä.

Hanketiedot

  • HakijaTeknillinen korkeakoulu, akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan lab.
  • ToteuttajaTeknillinen korkeakoulu, akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan lab.
  • Lisätietoja
  • Vesa Välimäki
    (09) 451 5749
    (09) 460 224
  • Toteutusaika
  • 2008-01-01 00:00:00.0 - 2008-12-31 00:00:00.0
  • Arvioitu valmistumisaika
  • 2008-12-31 00:00:00.0
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 2007-11-05 00:00:00.0
    28000.0 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 53000.0 euroa
  • Tulokset valmistuneet 2009-05-05 00:00:00.0

Aiheluokitus