Markov-Prozesse zur Vorhersage fluglärmbedingter Schlafstörungen

Abstract

Einleitung: Aus polysomnographischen Labor- und Feldstudien leitete das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin Kriterien zum Schutz vor nächtlichen Fluglärm für den Flughafen Leipzig/Halle ab, der zu einem Frachtdrehkreuz ausgebaut werden soll. Mit den hier vorgestellten Analysen sollte untersucht werden, ob die prognostizierte dichte Flugabfolge in der Nacht bei Einhaltung der empfohlenen Kriterien zu gravierenden makrostrukturellen Änderungen des Schlafes führt oder nicht. Methodik: Als Datengrundlage diente eine Feldstudie, in der am Flughafen Köln/Bonn 64 Anwohner polysomnographisch untersucht wurden. Markov Prozesse wurden für die Modellierung einer achtstündigen Bettzeit verwendet. Es wurde nur zwischen den beiden Zuständen Wach und Schlaf (S1 S4, REM) unterschieden. Übergangswahrscheinlichkeiten zwischen den beiden Zuständen wurden mit logistischen Regressionsmodellen in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand, von der in diesem Zustand bereits verbrachten Dauer, von der verstrichenen Schlafzeit und vom Maximalpegel des Fluggeräusches bestimmt. Drei Flugbetriebsszenarien wurden simuliert: Ruhe, Fluglärm vorwiegend am Anfang der Nacht (Modell A) und Fluglärm vorwiegend am Ende der Nacht (Modell E). Ergebnisse: Bezogen auf eine Bettzeit von acht Stunden war der Wachanteil im Vergleich zum Ruhemodell (81,1 min) im Modell A um 3,8 min (+4,7%) und im Modell E um 5,9 min (+7,3%) erhöht. Fluglärm am Ende der Nacht führte jedoch zu größeren Schlafstörungen als Fluglärm am Anfang der Nacht, weshalb empfohlen wird, Fluggeräusche in der zweiten Nachthälfte mit einem Malus von 1,4 dB zu belegen. Diskussion: Im Zusammenhang mit Fluglärmwirkungen auf den Schlaf erlauben Markov Prozesse die flexible Modellierung abhängiger Ereignisse und unterschiedlicher Betriebsszenarien. Bei Einhaltung der vom DLR vorgeschlagenen Schutzkriterien ermitteln die vorgestellten Modelle nur geringfügige fluglärmbedingte Erhöhungen von Wachanteil und der Anzahl zusätzlicher erinnerbarer Aufwachreaktionen.