Cadna/A噪聲軟件在復(fù)雜城市道路建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用

摘 要：德國(guó)引進(jìn)的Cadna/A噪聲計(jì)算軟件因其功能強(qiáng)大、計(jì)算準(zhǔn)確，在各個(gè)領(lǐng)域大量投入應(yīng)用。文章作為對(duì)噪聲計(jì)算軟件應(yīng)用的探索，以真實(shí)工程為例，重點(diǎn)描述了方案設(shè)置的步驟和與目前噪聲計(jì)算中不同之處。

關(guān)鍵詞：Cadna/A；軟件；噪聲；應(yīng)用

目前我國(guó)交通項(xiàng)目評(píng)價(jià)采用的計(jì)算方法是根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T2.4）推薦方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。很多評(píng)價(jià)工作者自行開發(fā)了噪聲計(jì)算軟件，針對(duì)高速公路的噪聲影響進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，但由于城市道路敏感點(diǎn)眾多且情況復(fù)雜，高度和距離都在不斷變化，立交項(xiàng)目多條道路縱橫交錯(cuò)，因此城市道路、立體交通項(xiàng)目都是噪聲預(yù)測(cè)中的難點(diǎn)。本次使用的Cadna/A噪聲計(jì)算軟件具有強(qiáng)大的根據(jù)CAD制圖建立計(jì)算模型的能力和較強(qiáng)的計(jì)算模擬功能：可以同時(shí)預(yù)測(cè)各類噪聲源（點(diǎn)聲源、線聲源、任意形狀的面聲源）的復(fù)合影響，對(duì)聲源和預(yù)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量沒有限制，噪聲源的輻射聲壓級(jí)和計(jì)算結(jié)果既可以用A計(jì)權(quán)值表示，也可以不同頻段的聲壓值表示，任意形狀的建筑物群、綠化林帶和地形均可作為聲屏障予以考慮。

1 Cadna/A噪聲計(jì)算軟件介紹

20世紀(jì)80年代以來(lái)各國(guó)相繼開發(fā)了基于本國(guó)情況的道路交通噪聲預(yù)測(cè)理論模型，其中主要有美國(guó)聯(lián)邦高速公路管理局1978年12月發(fā)布的以等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq為評(píng)價(jià)指標(biāo)的FHWA高速公路交通噪聲預(yù)測(cè)模型，英國(guó)交通部1988年發(fā)布的CRTN88 模型，德國(guó)交通部公路建設(shè)司發(fā)布的以等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq為評(píng)價(jià)指標(biāo)的RLS 90模型[1]。Cadna/A系統(tǒng)是一套基于ISO9613標(biāo)準(zhǔn)方法、利用WINDOWS作為操作平臺(tái)的噪聲模擬和控制軟件。該系統(tǒng)適用于工業(yè)設(shè)施、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)和區(qū)域等多種噪聲源的影響預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、工程設(shè)計(jì)與控制對(duì)策研究。由德國(guó)DataKustik GmbH Software設(shè)計(jì)開發(fā)。計(jì)算原理源于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的ISO9613-2：1996《戶外聲傳播的衰減的計(jì)算方法》。我國(guó)公布的GB/T17247.2-1998《聲學(xué)戶外聲傳播的衰減第2部分：一般計(jì)算方法》，等效采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的ISO9613-2標(biāo)準(zhǔn)。因此Cadna/A軟件的計(jì)算方法和我國(guó)聲傳播衰減的計(jì)算方法原則上是一致的。Cadna/A軟件得到我國(guó)國(guó)家環(huán)境工程評(píng)估中心認(rèn)可[2]。

2 建設(shè)項(xiàng)目介紹

應(yīng)用Cadna/A噪聲軟件的項(xiàng)目是天津市大沽南路立交橋工程，屬于天津市第二批世界銀行貸款項(xiàng)目組成。我們?cè)谠u(píng)價(jià)中大量應(yīng)用Cadna/A噪聲計(jì)算軟件，結(jié)果得到國(guó)家及世界銀行方面的認(rèn)可。

大沽南路立交能夠作為本次噪聲評(píng)價(jià)的實(shí)例，其本身的情況具有相當(dāng)代表性。是大沽南路與中環(huán)線圍堤道、尖山道相交的五叉路口，道路情況復(fù)雜。敏感點(diǎn)僅以小區(qū)計(jì)算就有14個(gè)之多。且該工程是在原有較擁擠的道路基礎(chǔ)上拓寬改造并架設(shè)立交，是典型的城市道路改造工程。

3 Cadna/A軟件在項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 前期準(zhǔn)備和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

Cadna/A噪聲軟件的計(jì)算需要進(jìn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)搜集工作對(duì)于結(jié)果的準(zhǔn)確可靠非常重要。目前評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要收集敏感點(diǎn)的朝向、與路距離、路堤高度等。Cadna/A需要的數(shù)據(jù)更加復(fù)雜，包括各個(gè)敏感點(diǎn)的坐標(biāo)、方位（相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)），與道路相對(duì)高程、敏感點(diǎn)是何種建筑材料、與道路間分隔的地表是植被還是裸土，都會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確。

根據(jù)我們大沽南路立交的經(jīng)驗(yàn)，前期準(zhǔn)備中應(yīng)當(dāng)搜集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括以下幾種：

（1）對(duì)象的空間位置

Cadna/A計(jì)算軟件是基于絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的計(jì)算軟件，它的所有對(duì)象包括道路、建筑、敏感點(diǎn)均有其空間坐標(biāo)，因此，對(duì)各個(gè)道路和敏感點(diǎn)的空間位置需要以坐標(biāo)形式輸入計(jì)算機(jī)。

（2）建筑的表面

不同建筑材料對(duì)聲音的反射情況不同。城市中建筑材料水泥較多，農(nóng)村中磚混建筑較多。選擇水泥材料作為代表。

（3）地表

如果敏感點(diǎn)和道路間有綠化帶分隔，綠化帶會(huì)對(duì)噪聲產(chǎn)生不同程度的削減作用，在Cadna/A中有草地（golf）、林地、水面（lake）等不同地表類型。實(shí)際使用中根據(jù)情況輸入相應(yīng)的地表狀況，系統(tǒng)默認(rèn)的地表為無(wú)噪聲反射。大沽南路立交中分隔帶多為水泥地面或裸土，僅有一處是約10米寬的稀疏綠化帶，為低矮灌木和草地。因此可以使用默認(rèn)硬地表。

3.2 計(jì)算方案設(shè)定

Cadna/A的計(jì)算是基于圖形的，因此首先繪制計(jì)算位置圖，將道路、建筑和敏感點(diǎn)在三維計(jì)算圖形上繪制出來(lái)。具體步驟包括①設(shè)定計(jì)算圖形；②輸入車流數(shù)據(jù)；③選定敏感點(diǎn)和設(shè)置計(jì)算網(wǎng)格。

圖1是我們利用Cadna/A導(dǎo)入CAD圖形繪制的計(jì)算方案圖，采用ISO視角。

圖1 導(dǎo)入CAD圖形制作的Cadna/A噪聲計(jì)算方案截圖

3.3 計(jì)算結(jié)果輸出

Cadna/A計(jì)算結(jié)果的輸出方式有多種，可以以列表的形式輸出各點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，可以輸出等聲級(jí)線圖，也可以輸出色塊圖。這兩種圖都包括平面圖和縱剖面圖。圖2系輸出結(jié)果色塊。夜間高噪聲區(qū)域明顯較小。

圖2 噪聲計(jì)算結(jié)果圖，左為晝間，右為夜間

4 結(jié)果與討論

4.1 有別于現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法的地方

車型分類不一致

Cadna/A計(jì)算軟件的分類和目前我國(guó)規(guī)定的環(huán)境影響評(píng)價(jià)中公路噪聲交通車輛的分類不同。目前分類分為大、中、小三種車型，Cadna/A采用二種車型：car和truck。

輸出結(jié)果的不一致

計(jì)算結(jié)果在以噪聲等值線圖的形式表達(dá)，和以前計(jì)算軟件以距離公路一定距離計(jì)算其結(jié)果不同。但仍然可以計(jì)算出公路一定距離敏感點(diǎn)的噪聲影響結(jié)果。

4.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)搜集盡量詳細(xì)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是噪聲預(yù)測(cè)準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵因素。包括地表狀況、植被覆蓋情況和建筑物的空間位置等。Cadna/A中的地表包括停車場(chǎng)、水面、高爾夫球場(chǎng)、林地等。我們可以用其代表水泥地面、草地和林地等。

目前的《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》僅僅規(guī)定房屋朝向、后窗、院墻高度等情況，但使用Cadna/A噪聲軟件進(jìn)行計(jì)算這些數(shù)據(jù)是不夠的。如果各個(gè)敏感點(diǎn)距離較近，軟件還能考慮相互間的噪聲反射。因此建筑空間位置包括長(zhǎng)、寬、高等等都將包括在計(jì)算數(shù)據(jù)中。如果此軟件能夠和地理信息系統(tǒng)結(jié)合使用的話，噪聲計(jì)算將非常精確。

4.3 噪聲計(jì)算結(jié)果的變化

噪聲計(jì)算結(jié)果包括平面噪聲分布和等值線縱剖面圖。Cadna/A軟件產(chǎn)生的噪聲等值線縱剖面圖是在平面圖基礎(chǔ)上繪制剖面，隨后計(jì)算出結(jié)果。其聲源僅包括剖面范圍內(nèi)的聲源，計(jì)算結(jié)果也隨剖面的變化而前后不同。因此其縱剖面圖僅能夠在距公路較近的范圍內(nèi)比較準(zhǔn)確。我們認(rèn)為：如果聲源比較單純，僅有少數(shù)互不干擾的公路，那么縱剖面圖在200米（計(jì)算網(wǎng)格）評(píng)價(jià)范圍內(nèi)可以達(dá)到1dB差值，而在道路交錯(cuò)復(fù)雜路段則大大偏離正確結(jié)果。因此，如果可能，剖面的繪制應(yīng)盡可能包括更多的道路聲源和聲障礙物。

參考文獻(xiàn)

[1]李本綱，陶澍.道路交通噪聲預(yù)測(cè)模型研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)研究，2002，15（2）：56-59.

[2]關(guān)于德國(guó)Cadna/A環(huán)境噪聲模擬軟件系統(tǒng)鑒定意見[R].國(guó)家環(huán)保總局：國(guó)環(huán)評(píng)中心文[2001]7號(hào).