计算机动态模拟方法在城市交通噪声监测中应用

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1、计算机动态模拟方法在城市交通噪声监测中应用　　摘要：阐述了城市道路交通噪声高污染区域的监测与模拟研究。实现了基于微观交通仿真的交通噪声动态模拟方法，采用该方法对峡谷型道路十字交叉口和公交车站两类典型的城市道路交通噪声高污染区域进行了动态模拟，同时对这两类区域的交通噪声进行了实地监测。监测结果和模拟结果的对比表明：该方法对等效声级Leq和统计声级L10，L50和L90等的预测具有较高的准确性，对交通噪声实地监测的优化布点和区域噪声分析有较强的指导意义。关键词：交通噪声；监测；动态模拟；交叉口；公交车站中图分类号：TP391.9文献标识码：A1引言10随着国民经济的持续增长和道路交

2、通建设的快速发展，我国城市机动车保有量也迅速增加。城市道路交通给人民生活带来便利的同时，也造成了环境污染，其中交通噪声污染问题已成为干扰人们正常生活的主要环境问题之一。掌握交通噪声污染程度最直接的方法是对噪声进行实地监测，然而由于各种条件的限制，监测点常常无法覆盖到整个区域，因此很难全面掌握整个区域的噪声污染分布。在道路和建筑物分布错综复杂的城市环境中，监测点的选取常常具有一定的盲目性，导致监测结果不能准确反映区域的噪声水平。解决这一问题的一种可行办法是将噪声监测和噪声的模拟计算结合起来，让噪声的模拟计算为噪声监测的优化布点和全面掌握整个区域的噪声分布提供理论依据。常用的交通噪

3、声模拟计算方法有模型计算法[1-3]和计算机动态模拟法[4，5]两种。模型计算法在对交通噪声的静态预测中应用较广，但无法反映噪声的实时变化和波动特性，难以满足动态预测的要求。计算机动态模拟方法将交通流仿真、车辆噪声排放模型和噪声传播与扩散模型结合起来，从而实现对特定路段交通噪声的动态模拟。该方法适用于对道路交通噪声做出全面的预测和对其特性进行深入的研究。目前，计算机模拟方法已成功地应用到十字交叉口[6-7]、环形交叉口[8]、地下车库[9]等局部区域的交通噪声预测中，并取得了今人满意的效果。10峡谷型道路交叉口指周边有高耸建筑物的道路交叉口，交叉口是车流汇集之处，其交通噪声本来

4、就比较严重，而由于受建筑物的影响，噪声会经反射、衍射而加重，加上受交叉口信号灯的影响，车流状态十分复杂，计算此噪声高污染区域的噪声具有很高的难度和意义。另外，由于大型车辆的频繁刹车和启动，公交车站一直是城市道路交通的噪声黑点，对其进行监测和模拟对改善城市声环境也有明显的意义。本文介绍基于微观交通仿真的交通噪声动态模拟方法，将该方法与交通噪声的实地监测相结合对以上两类交通噪声高污染区域进行分析，并通过实地监测数据对模拟结果进行对比验证，讨论该方法的可行性与实用性。2交通噪声计算机动态模拟方法2.1基本原理交通噪声计算机动态模拟方法是利用计算机对交通流进行模拟的同时，提取出路网中各

5、车的实时状态信息，并实时计算出交通噪声的一种方法。根据交通流相关理论利用计算机可以对道路交通状况进行微观仿真，每隔一段时间对仿真的交通状态数据进行采样，得到车辆位置、速度、加速度等信息，将这些信息输入单车噪声排放模型可得到动态的交通噪声排放源，然后结合相应的噪声传播衰减模型实时地计算出观测点处的噪声，从而实现对交通噪声的动态模拟（图1）。模拟一段时间后，可对得到的一系列交通噪声瞬时值进行处理，计算出连续等效声级Leq，统计声级L10、L50、L90，交通噪声指数TNI等。10目前计算机对交通流的动态模拟技术已非常成熟，交通流的动态模拟可采用微观交通仿真软件来实现。以Parami

6、cs微观交通仿真软件为例，可用Paramics软件对所研究的道路场景进行建模，实现对交通流的动态模拟，同时通过自编的插件程序实时对仿真的微观交通流数据进行采集，并实时计算各时刻的车辆噪声排放和观测点处噪声的动态变化。2.2噪声计算模型2.3单辆车噪声排放的测定式（1）的车辆匀速行驶时的噪声排放量LC和变速噪声修正值ΔLA交通噪声计算模型的基础，直接影响到模拟结果的准确性。国内对单车噪声排放已有一些研究成果和规范，张玉芬在1989年通过实验测量得到了当时条件下的单辆车噪声排放计算模型[11]。JTGB03-2006（公路建设项目环境影响评价规范）中也提供了一套单辆车噪声排放模型[

7、12]。但这些模型只建立了车辆速度与噪声之间的关系，没有反映出车辆加、减速的影响，且由于时间的推移，车辆降噪技术的提高，以及各地区道路环境条件的差异等，这些模型在本地使用有一定程度的误差。因此，我们采用实验方法对车辆在参考距离处的匀速噪声LC和变速噪声修正值ΔLA进行重新测定。实验场景依照GB101495-2002（汽车加速行驶车外噪声极限值及测量方法）进行设置[13]。选取四周50m范围内无明显噪声反射物的空旷区域为实验场地，路面材料为沥青混凝土材料。实验时，声级计离地面高1.2m，距车行