道路交通噪聲預測聲源簡化研究

陶 萍 馬佳文

（上海清寧環境規劃設計有限公司 上海 200051）

引言

根據我國頒布的相關文件內容得知，道路交通噪聲聲源可被簡化為一條位于道路中心線的線聲源，有的國家將每一條車道看成一條線聲源，并根據其精度要求將道路等效為一條或者兩條線聲源，也有國家將聲源簡化為兩條位于路肩內3.5米的線聲源，對此，本文通過對道路交通噪聲預測方法的分析，提出相應的聲源簡化研究。

1 道路交通噪聲測試方法

1.1 單車源強測試

該項測試主要是為了研究單車源強是否會受到車輛類型、車輛速度、道路坡度以及氣候條件的影響。研究結果表明源強與車輛速度、坡度、路面類型等均有關系，各預測模型都提出了相應的修正參數[1]。

1.2 單車噪聲指向性測試

該項測試主要探究聲源在垂直方向上是否存在指向性，根據指向性測試研究道路交通噪聲的聲源情況。戶文成等人在《道路交通噪聲預測模型實踐探析》中使用ASJ模型和CNOSSOSEU模型，測試后發現車輛噪聲在水平方向上不夠明顯，在垂直方向上容易受到車身遮擋影響，其指向性比較強。

1.3 單車等效聲源高度測試

該測試是為了研究道路交通噪聲聲源的高度。戶文成等人在《道路交通噪聲預測模型實踐探析》中使用CNOSSOS-EU模型，將聲源簡化后高度定為0.05米，我國噪聲評價中也是將車輛簡化為0.5米高的點源。

2 道路交通噪聲預測聲源簡化研究

2.1 誤差計算

正常情況下，將道路交通內有限長線聲源看作是無限長線聲源。設定聲源接收點距離線聲源為r，噪音登記為Lr，道路交通噪聲預測聲源簡化為線聲源，隨著線聲源數量增加，聲源與道路聲源之間的變化趨勢越來越接近，道路交通噪聲預測結果也會更加接近真實情況。因此，將兩車道的噪聲簡化為一條線聲源與兩條線聲源，可以計算出聲源接收點的噪聲值，探究二者之間是否存在誤差。

假設兩條車道寬度為D，聲源接收點和道路邊緣之間距離有L米，當道路交通噪聲預測聲源簡化為一條線聲源的時候，線聲源就在道路的中心線，那么接收點和線聲源之間的距離為L+D/2。如果將道路交通噪聲預測聲源簡化為兩條線聲源，如果行駛的車輛速度相同，聲源能量一樣，那么兩條線聲源在某一處距離時聲級相等。李憲同等人在《道路交通噪聲預測聲源簡化研究》中探究了兩條線聲源與一條線聲源道路交通噪聲測試的預測結果誤差，具體如下中，n=L/D，根據公式可以發現與n之間的變化關系，得到兩種簡化線聲源之間的誤差與道路寬度、接收點與道路邊緣距離有關。也就是說，道路交通噪聲預測聲源簡化為兩條線聲源的預測結果比一條線聲源結果大，n越小，誤差越大；n越大，誤差越小[2]。

2.2 基于Predictor-lima預測軟件驗證

該道路交通噪聲預測軟件是國外公司研制的，也是目前道路交通噪聲預測的主流軟件。道路交通噪聲預測模式需要根據汽車流量計算噪聲值，然后結合車輛的類型、速度以及路面情況修正噪聲值，在Predictor-lima預測軟件的應用下，得知n和誤差之間的變化規律，與上文提到的“道路交通噪聲預測聲源簡化為兩條線聲源的預測結果比一條線聲源結果大”理論一致。

為了驗證該結論，樂曉妍在《城市道路噪聲特性研究及噪聲地圖信息系統構建》中進行詳細闡述，并做了有關測試。檢測人員選擇了北京北苑東路道路，該道路屬于雙向四車道，道路中間有一條綠化帶，道路寬度為20米。工作人員在距聲源不同距離處設置了四個觀測點。實驗發現，簡化為四條線聲源的預測結果與實測值更加接近，且簡化為四條線聲源與簡化為一條線聲源引起的誤差和n之間變化規律趨于一致。這就說明了前面的公式推導與預測驗證的正確性，也說明簡化為與車道數相同的線聲源比簡化為一條線聲源的結果更加精準。

2.3 聲源優化分析

實際道路中，經常存在八車道或者十車道的情況，將道路交通噪聲預測聲源簡化為與車道數相同時，建模工作比較復雜，建議將其簡化為兩條線聲源。根據上文提到的誤差分析，李憲同等人在《道路交通噪聲預測聲源簡化研究》中研究出超過四車道的道路交通噪聲預測聲源結果，當車道數量超過六條時，道路交通噪聲預測聲源簡化為與車道數相同的線聲源和兩條線聲源之間誤差低于0.5dB，因此，可以將車道數較多的道路噪聲聲源檢測全部簡化為兩條線聲源，得到的結果精確度較高。

結語

總而言之，道路交通噪聲預測過程中，不僅要根據道路情況與車輛情況進行分析，還應該根據道路交通噪聲預測聲源簡化情況，將其簡化為一條位于道路中心線的線聲源或者兩條線聲源。探究二者之間的誤差情況，結合實際道路情況，根據具體道路數量選擇相應的道路交通噪聲預測方式，從而提高噪聲預測的準確性。