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时间:2018-07-21
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1、基于RLS90模型的城市街道三维噪声计算模型技术文档中国大学生GIS软件开发大赛技术文档作品名称基于RLS90模型的城市街道三维噪声计算模型团队成员乐松山龚俐刘熠王婉祎学校/院系南京师范大学强化培养学院/地理科学学院通讯地址南京市栖霞区文苑路1号邮编210046联系电话13770691659电子邮箱542026878@qq.com基于RLS90模型的城市街道三维噪声计算模型技术文档目录0引言21项目背景22需求分析33理论基础34模型详细描述54.1模型构架54.2模型设计及功能介绍54.3使用说明65模型特点96运行环境97结束语90引言噪声污染自上世纪70年代以来被称为与大气污染、水
2、污染、固体废弃物污染并列的城市环境问题的四大公害之一。随着我国城市化进程的快速发展,城市汽车数量也急剧增加,因此使得城市交通噪声污染尤为突出,它严重影响着人们的工作与生活环境。因此各国都先后开展了城市道路交通噪声监测与评价的研究。早期城市道路交通噪声评价大多采用实际监测采样的方法,近期的研究采用预测为主,实测验证的方法。因此各国都相继提出了多种交通噪声预测模型,根据噪声预测模型以及实测数据的修正,可以得到区域内各点噪声评价及分布图。通过噪声分布图我们可以得知哪些道路的噪声大,哪些街区接收的噪声少,从而可以指导城市的房产规划、噪声治理等工作。本项目的目的就是在ArcEngine平台上,选择
3、合适的城市交通噪声预测模型,实现城市街道噪声模型的建立,为城市噪声污染提供新的思路。1项目背景在城市中,交通是最重要的噪声来源,而其中80%的噪声来自汽车,因此我们将重点研究城市道路交通噪声的产生、传播及对环境的影响程度。我们选择在德国RLS90交通噪声预测模型的基础上,根据实际研究区域情况实现城市交通噪声的预测建模。由于噪声分布具有其空间特征,因此同一地点不同高度上的噪声值也有一定的变化。然而目前很多模型都是基于二维形式进行,计算某一高度下的噪声值,只能得到平面上的噪声分布情况。因为没有考虑三维空间的噪声影响因素,因此也得不到垂直方向噪声的变化情况,这对于高楼林立的城市而言,是不能满足
4、需求的。因此我们的项目在二维模型的基础上,考虑了噪声传播路径受阻情况及受声点的高度因素,实现了三维空间上的噪声预测及可视化的功能,最终可以达到噪声在不同高度、不同时段、不同朝向的分布趋势及特点。本项目提供了一种新的探索城市道路交通噪声预测的方法,也是道路交通噪声预测发展的必然趋势。基于RLS90模型的城市街道三维噪声计算模型技术文档2需求分析我国是一个人口众多,城市化速度快,用地紧张的国家。从噪声影响来说,是一个噪声污染大国。其中城市道路交通噪声更是对现代都市居民的工作和生活环境构成了严重的影响,已成为深刻的社会问题。为有效控制城市道路交通噪声,改善城市生活环境,必须全面掌握城市道路交通
5、噪声污染信息,科学有效的进行道路交通噪声的环境影响评价和管理。3理论基础德国的RLS90模型是德国交通部公路建设司于1990年发布的RLS81模型的改进版,该模型以等效连续A声级LeqA为评价指标,包括声源模型和声传播模型2个子模型,模型构成关系如下图:图1RLS90子模型关系图对任意一个噪声预测点而言,首先确定对该点有噪声贡献的所有街道,一般只考虑与预测点邻近的街道,根据下列方法计算预测点噪声值。1,对于一个街道的声级计算预测点的噪声级Lr为:式中Lm为车道上的计算噪声平均A声级,K为交通信号控制的狮子路口或者其他路口效果增加的一个额外量。2,对于长直线路段的计算方法对于每条线路,平均
6、噪声级的计算公式:式中Lm,i为一条车道第i段平均声压级,Lm为车道上车辆行驶产生的噪声级,Lm,E为车道上车辆行驶产生的噪声级,主要与车道上的车流量、车型等数据有关,Di为不同小段的线声源长度修正值,Ds为距离衰减修正值,DZ为遮挡物(建筑物或声屏障)衰减修正值。其中:(1)车辆行驶产生的辐射噪声级计算公式:式中:Lm(25)为距声源25m,离地表4m高处的平均A声级式中M为单车道道路小时平均车流量,P为重型车比例。DV为速度调整因子基于RLS90模型的城市街道三维噪声计算模型技术文档DStro为路面校正,范围从0-6dB(A),一般沥青路面DStro=0,水泥混凝土DStro=2,多
7、孔隙沥青混凝土DStro=-4或-5Dstg为纵坡度修正值,当
8、g
9、>5%时,Dstg=0.6
10、g
11、-3;当
12、g
13、<5%时,Dstg=0Dmreft为反射音修正值(反射面为非吸音介质)(反射面具有吸音性质)式中:HB为反射面平均高度,W为声源至反射面距离(2)Di计算方法为:。(3)Ds计算方法为:,式中S为声源至接收点距离。(4)DZ的衰减正值计算方法:,式中Z为绕射声传播路径(声源经遮挡物顶端至接受点)的长度与直达声传播路径(声
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