道路交通噪聲預測模型分析及實證研究

王蕓

摘要：國外相繼開發出基于當地道路交通噪聲預測模型，國內也以規范和導則相繼發布交通噪聲的各種預測模型。本文通過對國內外常用道路交通噪聲預測模型實測結果對比，找到符合我國噪聲評價工作的預測模型。

關鍵詞：交通噪聲；預測模型；對比分析

我國道路噪聲環境影響評價常用噪聲預測模型有三種：一國家環保部發布的《環境影響評價技術導則聲環境》（HJ2.4-2009）（下稱2009聲導則模型）；二國家交通部發布的《 公 路 建 設 項 目 環 境 影 響 評 價 規 范 》（JTGB03-2006）（下稱2006規范模型）；三德國Cadna A軟件。本文對此三種道路噪聲預測模型與實測結果對比，以此找到最適合我國噪聲評價的預測模型及參數。

1 國內常用道路交通預測模型及軟件比較

車速，單車輻射聲級以及距離衰減項是交通噪聲預測主要影響因素，我國2009導則模型與2006規范模型、Cadna A三種不同交通噪聲預測模型對上述三因素的區別為：

車速：2009導則模型中沒有明確給出計算方法；2006規范模型中根據不同車型速度、車型比等參數進行計算；Cadna A使用軟件限速。

單車輻射聲級項：2009導則模型中沒有明確給出計算方法；2006規范模型中根據不同車型的平均車速進行計算；Cadna A軟件將車型分為汽車、卡車兩類進行源強計算。

距離衰減項：2009導則模型中以10為衰減系數，統一按照線聲源的計算方法來計算距離衰減量；2006規范模型中以10和15為衰減系數，并將噪聲源按照點和線兩種不同生源進行距離衰減計算；Cadna A軟件衰減系數為20，將空氣與距離衰減合并。

2 模型驗證

本文在選擇路段上，分別用五種預測模式對道路噪聲預測，預測結果與監測現狀結果比較。

2.1 路段參數

本文測量路段為主干道，雙向八車道，瀝青路面，路基寬60m，設計車速為60km/h。

2.2 監測方案

在道路中心線兩側間隔40-200m，每間隔20m處設監測點進行噪聲監測。同時記錄車流量和車速。

2.3 預測模式

根據主要參數項，如各型車的平均輻射聲級、車速、距離衰減等來設計五種預測模式。

預測過程中車流量全部為實測。模式一至四以2006規范模型和2009導則模型為基礎，模式五為Cadna A 模式。具體內容如下：

模式一：實測車流量，車速按2006規范模型計算，距離小時交通量大于300輛/h時，距離=101g（7.5/r）；小時交通量大于300輛/h時，距離=151g（7.5/r）

模式二：實測車流量，車速按2009導則模型計算，不考慮車道小時交通量，距離=101g（7.5/r）；

模式三：實測車流量，車速分別按設計車速的90%、80%折減，不考慮車道小時交通量，距離=101g（7.5/r）；

模式四：實測車流量，小時交通量大于300輛/h時，距離=101g（7.5/r）、小時交通量大于300輛/h時，距離=151g（7.5/r）

模式五：實測車流量，設計車速，將空氣吸收和距離衰減項合并，衰減系數取20。

2.4 預測結果

（1）隨距離整體衰減趨勢分析。從上文中可以看出，模式一、四以及Cadna A軟件的預測結果與實測數值最為相近。剩余監測模型基本都比實測噪聲值高。

（2）車速影響分析。模式三種事先設計出車速，通過實際監測結果可以看出，所有監測車輛實際運行速度均比設計車速略低，因此可以判斷出模式三預測結果與采用實際車速預測結果有一定偏差。模式一中車速以2006規范模型來計算，模式四車速以實測為依據，兩種測量結果差別較小，由此判斷二者預測結果也最為相近。

（3）距離衰減系數取值的影響分析。模式一和模式二對比，可看出距離衰減系數值對噪聲預測結果有影響。模式一采用2006規范模型，當交通量大于300輛/h時，取衰減系數10，當交通量小于300輛/h時，取衰減系數15；模式二采用2009導則模型，衰減系數取10，與交通量無關。由此，實際車流量小于300輛/h時，距離衰減系數取15噪聲衰減快，因此采用模式一更接近實際情況。

（4）Cadna A 模式計算結果分析 。Cadna A 軟件中參數取值與其他預測模式不同，本次研究將現場統計的大型車作為軟件重型車輸入，將設計車速的60km/h作為軟件中的限速輸入，并對各種車型的單車輻射聲級進行適當修正，Cadna A預測結果整體來看晝間比現狀監測值高、夜間低，但其整體衰減趨勢與實測值較接近，尤其是遠距離的衰減效果。

（5）絕對誤差。從前文的預測結果可以看到，模式一、四以及CadnaA軟件與實測結果基本接近，剩余幾種預測模型都對實測噪聲值估計不準誤差較大。

無論哪種模型與實際監測都會有一定的誤差，通常是距離道路中心線越遠誤差越小。而Cadna A軟件不考了距離道路中心線的距離，因此，該軟件計算結果與實測數值誤差基本相同。

2.5 模型驗證結論

模型預測結果的準確度受到車流量、車速以及衰減距離的影響，因此，從上述模型分析中可以看出，采用實測車速或者2006規范計算的車速，將車流量大小作為距離衰減系數設定依據時，其預測結果與實際情況更為接近。

結合前文的研究結果，建議在進行道路噪聲預測時將2006 規范模型和2009聲環境導則模型相結合，車速可以采用類比，對于不同車型的平均輻射聲級建議采用2006規范模型進行計算，類比結果會存在一定的誤差同時缺少明確定論。如果可以找到預測區一定量的相似道路實測噪聲監測結果，可進行模型驗證及源強修正，同時也可考慮采用Cadna A 軟件。