交通噪聲微觀仿真模型研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)用于公路建設(shè)的投資逐年遞增，“十五”期間我國(guó)共建成高速公路2.47萬(wàn)公里，是“八五”和“九五”建成高速公路里程總和的1.5倍。到2008年底，高速公路總里程達(dá)到6.03萬(wàn)公里，穩(wěn)居世界第二位，僅次于美國(guó)。全國(guó)道路建設(shè)正向高等級(jí)、長(zhǎng)里程、高密度方向發(fā)展。然而，伴隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，交通噪聲污染問(wèn)題也日漸成為廣大公眾關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)調(diào)查，居民對(duì)環(huán)境噪聲的投訴在環(huán)境污染投訴中的比例最大，其中對(duì)交通噪聲的

2、投訴又占了交通噪聲投訴比例的絕大部分。如何在高速公路設(shè)計(jì)之初，考慮噪聲防控措施，體現(xiàn)交通環(huán)保理念，成為了交通事業(yè)發(fā)展面臨的新問(wèn)題。
　　 為有效控制和消除交通噪聲污染，需要遵循“防治結(jié)合，以防為主”的原則，在道路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)環(huán)節(jié)，考慮交通噪聲污染防治問(wèn)題，體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)理念。為了達(dá)到這一目標(biāo)，需要加強(qiáng)交通噪聲產(chǎn)生和傳播機(jī)理、噪聲檢測(cè)技術(shù)等方面的研究，特別是交通噪聲預(yù)測(cè)（評(píng)價(jià)）模型研究。國(guó)內(nèi)外眾多研究結(jié)果一致認(rèn)為，交通噪

3、聲預(yù)測(cè)模型可用于交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)和改擴(kuò)建階段的交通噪聲預(yù)評(píng)價(jià)；可部分地代替噪聲實(shí)測(cè)調(diào)查，降低調(diào)查成本；可用于已建道路的噪聲估算，為交通噪聲超標(biāo)評(píng)判和執(zhí)法工作提供科學(xué)的依據(jù)；可用于深入研究和分析交通噪聲特性；可用于設(shè)計(jì)噪聲防控措施和評(píng)價(jià)措施降噪效果?？傊?，無(wú)論從理論研究的角度，還是從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，交通噪聲預(yù)測(cè)模型均具有很高的研究?jī)r(jià)值。
　　 交通噪聲是一個(gè)綜合噪聲源，它的產(chǎn)生和傳播與交通流狀態(tài)、路面狀況、測(cè)點(diǎn)環(huán)境以及氣

4、候條件等因素有關(guān)。本論文通過(guò)文獻(xiàn)綜述，定性和定量地分析了交通量、車輛類型和車流速度3個(gè)主要因素與交通噪聲之間的關(guān)系，詳細(xì)地歸納和總結(jié)了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有交通噪聲預(yù)測(cè)模型（統(tǒng)計(jì)模型、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、理論模型和宏觀評(píng)價(jià)模型）的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，確立了本文采用理論模型與交通仿真模型相結(jié)合的研究方法。
　　 本論文根據(jù)噪聲產(chǎn)生和傳播機(jī)理，將車輛噪聲預(yù)測(cè)模型劃分為聲源模型和噪聲傳播模型兩部分。聲源模型主要用于計(jì)算車輛在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生噪聲的初始強(qiáng)度。本論文

5、依據(jù)聲學(xué)定理，建立了給定測(cè)點(diǎn)處噪聲級(jí)與車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)（相對(duì)位置、速度）之間的對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系式。對(duì)于噪聲傳播模型，本論文借鑒現(xiàn)有交通噪聲傳播模型，考慮傳播距離、大氣狀況和地面類型3個(gè)主要因素對(duì)噪聲傳播的影響。為了解決車輛噪聲預(yù)測(cè)模型標(biāo)定和驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集困難的問(wèn)題，本論文建立了一種基于車載全球衛(wèi)星定位設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱為GPS設(shè)備）的車輛軌跡與噪聲數(shù)據(jù)同步采集方法，實(shí)現(xiàn)了車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)軌跡與噪聲實(shí)時(shí)同步采集。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)方法采集實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用非線性回

6、歸理論和假設(shè)檢驗(yàn)方法，標(biāo)定和驗(yàn)證模型。通過(guò)模型比選方法，確定車輛噪聲預(yù)測(cè)模型計(jì)算式。
　　 為了實(shí)現(xiàn)車流整體噪聲預(yù)測(cè)的目的，本論文以Visual C++作為開(kāi)發(fā)工具，將車輛噪聲預(yù)測(cè)模型與公路仿真模型相結(jié)合，建立了交通噪聲仿真模型。利用該模型可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單公路網(wǎng)周邊區(qū)域噪計(jì)算及噪聲地圖繪制功能。通過(guò)對(duì)多條公路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用假設(shè)檢驗(yàn)法和誤差分析方法，驗(yàn)證了交通噪聲仿真模型有效性，確定了仿真模型的預(yù)測(cè)精度。
　　 基于交通噪聲仿真