道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型分析及實(shí)證研究

王蕓

摘要：國(guó)外相繼開(kāi)發(fā)出基于當(dāng)?shù)氐缆方煌ㄔ肼曨A(yù)測(cè)模型，國(guó)內(nèi)也以規(guī)范和導(dǎo)則相繼發(fā)布交通噪聲的各種預(yù)測(cè)模型。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外常用道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比，找到符合我國(guó)噪聲評(píng)價(jià)工作的預(yù)測(cè)模型。

關(guān)鍵詞：交通噪聲；預(yù)測(cè)模型；對(duì)比分析

我國(guó)道路噪聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)常用噪聲預(yù)測(cè)模型有三種：一國(guó)家環(huán)保部發(fā)布的《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）（下稱2009聲導(dǎo)則模型）；二國(guó)家交通部發(fā)布的《 公 路 建 設(shè) 項(xiàng) 目 環(huán) 境 影 響 評(píng) 價(jià) 規(guī) 范 》（JTGB03-2006）（下稱2006規(guī)范模型）；三德國(guó)Cadna A軟件。本文對(duì)此三種道路噪聲預(yù)測(cè)模型與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比，以此找到最適合我國(guó)噪聲評(píng)價(jià)的預(yù)測(cè)模型及參數(shù)。

1 國(guó)內(nèi)常用道路交通預(yù)測(cè)模型及軟件比較

車(chē)速，單車(chē)輻射聲級(jí)以及距離衰減項(xiàng)是交通噪聲預(yù)測(cè)主要影響因素，我國(guó)2009導(dǎo)則模型與2006規(guī)范模型、Cadna A三種不同交通噪聲預(yù)測(cè)模型對(duì)上述三因素的區(qū)別為：

車(chē)速：2009導(dǎo)則模型中沒(méi)有明確給出計(jì)算方法；2006規(guī)范模型中根據(jù)不同車(chē)型速度、車(chē)型比等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；Cadna A使用軟件限速。

單車(chē)輻射聲級(jí)項(xiàng)：2009導(dǎo)則模型中沒(méi)有明確給出計(jì)算方法；2006規(guī)范模型中根據(jù)不同車(chē)型的平均車(chē)速進(jìn)行計(jì)算；Cadna A軟件將車(chē)型分為汽車(chē)、卡車(chē)兩類進(jìn)行源強(qiáng)計(jì)算。

距離衰減項(xiàng)：2009導(dǎo)則模型中以10為衰減系數(shù)，統(tǒng)一按照線聲源的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算距離衰減量；2006規(guī)范模型中以10和15為衰減系數(shù)，并將噪聲源按照點(diǎn)和線兩種不同生源進(jìn)行距離衰減計(jì)算；Cadna A軟件衰減系數(shù)為20，將空氣與距離衰減合并。

2 模型驗(yàn)證

本文在選擇路段上，分別用五種預(yù)測(cè)模式對(duì)道路噪聲預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果與監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀結(jié)果比較。

2.1 路段參數(shù)

本文測(cè)量路段為主干道，雙向八車(chē)道，瀝青路面，路基寬60m，設(shè)計(jì)車(chē)速為60km/h。

2.2 監(jiān)測(cè)方案

在道路中心線兩側(cè)間隔40-200m，每間隔20m處設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè)。同時(shí)記錄車(chē)流量和車(chē)速。

2.3 預(yù)測(cè)模式

根據(jù)主要參數(shù)項(xiàng)，如各型車(chē)的平均輻射聲級(jí)、車(chē)速、距離衰減等來(lái)設(shè)計(jì)五種預(yù)測(cè)模式。

預(yù)測(cè)過(guò)程中車(chē)流量全部為實(shí)測(cè)。模式一至四以2006規(guī)范模型和2009導(dǎo)則模型為基礎(chǔ)，模式五為Cadna A 模式。具體內(nèi)容如下：

模式一：實(shí)測(cè)車(chē)流量，車(chē)速按2006規(guī)范模型計(jì)算，距離小時(shí)交通量大于300輛/h時(shí)，距離=101g（7.5/r）；小時(shí)交通量大于300輛/h時(shí)，距離=151g（7.5/r）

模式二：實(shí)測(cè)車(chē)流量，車(chē)速按2009導(dǎo)則模型計(jì)算，不考慮車(chē)道小時(shí)交通量，距離=101g（7.5/r）；

模式三：實(shí)測(cè)車(chē)流量，車(chē)速分別按設(shè)計(jì)車(chē)速的90%、80%折減，不考慮車(chē)道小時(shí)交通量，距離=101g（7.5/r）；

模式四：實(shí)測(cè)車(chē)流量，小時(shí)交通量大于300輛/h時(shí)，距離=101g（7.5/r）、小時(shí)交通量大于300輛/h時(shí)，距離=151g（7.5/r）

模式五：實(shí)測(cè)車(chē)流量，設(shè)計(jì)車(chē)速，將空氣吸收和距離衰減項(xiàng)合并，衰減系數(shù)取20。

2.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

（1）隨距離整體衰減趨勢(shì)分析。從上文中可以看出，模式一、四以及Cadna A軟件的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)值最為相近。剩余監(jiān)測(cè)模型基本都比實(shí)測(cè)噪聲值高。

（2）車(chē)速影響分析。模式三種事先設(shè)計(jì)出車(chē)速，通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，所有監(jiān)測(cè)車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行速度均比設(shè)計(jì)車(chē)速略低，因此可以判斷出模式三預(yù)測(cè)結(jié)果與采用實(shí)際車(chē)速預(yù)測(cè)結(jié)果有一定偏差。模式一中車(chē)速以2006規(guī)范模型來(lái)計(jì)算，模式四車(chē)速以實(shí)測(cè)為依據(jù)，兩種測(cè)量結(jié)果差別較小，由此判斷二者預(yù)測(cè)結(jié)果也最為相近。

（3）距離衰減系數(shù)取值的影響分析。模式一和模式二對(duì)比，可看出距離衰減系數(shù)值對(duì)噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果有影響。模式一采用2006規(guī)范模型，當(dāng)交通量大于300輛/h時(shí)，取衰減系數(shù)10，當(dāng)交通量小于300輛/h時(shí)，取衰減系數(shù)15；模式二采用2009導(dǎo)則模型，衰減系數(shù)取10，與交通量無(wú)關(guān)。由此，實(shí)際車(chē)流量小于300輛/h時(shí)，距離衰減系數(shù)取15噪聲衰減快，因此采用模式一更接近實(shí)際情況。

（4）Cadna A 模式計(jì)算結(jié)果分析 。Cadna A 軟件中參數(shù)取值與其他預(yù)測(cè)模式不同，本次研究將現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)的大型車(chē)作為軟件重型車(chē)輸入，將設(shè)計(jì)車(chē)速的60km/h作為軟件中的限速輸入，并對(duì)各種車(chē)型的單車(chē)輻射聲級(jí)進(jìn)行適當(dāng)修正，Cadna A預(yù)測(cè)結(jié)果整體來(lái)看晝間比現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值高、夜間低，但其整體衰減趨勢(shì)與實(shí)測(cè)值較接近，尤其是遠(yuǎn)距離的衰減效果。

（5）絕對(duì)誤差。從前文的預(yù)測(cè)結(jié)果可以看到，模式一、四以及CadnaA軟件與實(shí)測(cè)結(jié)果基本接近，剩余幾種預(yù)測(cè)模型都對(duì)實(shí)測(cè)噪聲值估計(jì)不準(zhǔn)誤差較大。

無(wú)論哪種模型與實(shí)際監(jiān)測(cè)都會(huì)有一定的誤差，通常是距離道路中心線越遠(yuǎn)誤差越小。而Cadna A軟件不考了距離道路中心線的距離，因此，該軟件計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)值誤差基本相同。

2.5 模型驗(yàn)證結(jié)論

模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度受到車(chē)流量、車(chē)速以及衰減距離的影響，因此，從上述模型分析中可以看出，采用實(shí)測(cè)車(chē)速或者2006規(guī)范計(jì)算的車(chē)速，將車(chē)流量大小作為距離衰減系數(shù)設(shè)定依據(jù)時(shí)，其預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況更為接近。

結(jié)合前文的研究結(jié)果，建議在進(jìn)行道路噪聲預(yù)測(cè)時(shí)將2006 規(guī)范模型和2009聲環(huán)境導(dǎo)則模型相結(jié)合，車(chē)速可以采用類比，對(duì)于不同車(chē)型的平均輻射聲級(jí)建議采用2006規(guī)范模型進(jìn)行計(jì)算，類比結(jié)果會(huì)存在一定的誤差同時(shí)缺少明確定論。如果可以找到預(yù)測(cè)區(qū)一定量的相似道路實(shí)測(cè)噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果，可進(jìn)行模型驗(yàn)證及源強(qiáng)修正，同時(shí)也可考慮采用Cadna A 軟件。