多因素GM（1,N）模型在城市道路交通噪聲預(yù)測

孫紅影(三亞學(xué)院,海南　三亞　572000　)

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多因素GM（1,N）模型在城市道路交通噪聲預(yù)測

孫紅影
(三亞學(xué)院,海南三亞572000)

摘 要：城市道路交通噪聲是影響人民生活質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素，本文采用Newton-Cores公式優(yōu)化后的GM(1.N)模型，對(duì)南方某城市道路交通噪聲進(jìn)行預(yù)測。

關(guān)鍵詞：交通噪聲；GM(1,N)模型；背景值優(yōu)化

0　引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活質(zhì)量提高，城市交通噪聲已經(jīng)開始影響我們的生活。特別是北京，上海以及南方發(fā)達(dá)城市，問題更加的嚴(yán)重，城市道路交通污染系統(tǒng)包括諸多因素，如人口數(shù)量，道路長度，車輛數(shù)量[1-2]。

本人以文獻(xiàn)[3]中南方某城市道路交通噪聲數(shù)據(jù)為例，利用多因素考慮的GM（1，N）模型對(duì)道路交通噪聲進(jìn)行預(yù)測，并與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，說明多因素的GM（1，N）預(yù)測精度更高。

1　灰色GM（1，N）預(yù)測模型背景值原理

GM（1，N）模型背景值的求法實(shí)際上就是數(shù)值分析中的梯形公式，然而在實(shí)際計(jì)算應(yīng)用中，梯形公式的誤差較大，致使GM（1，N）模型的模擬值誤差較大。在區(qū)間對(duì)公式(3)的兩邊進(jìn)行積分

整理后得到

2　基于Newton-Cores公式的GM（1，N）模型優(yōu)化

公式寫作

Newton-Cores積分系數(shù)一般取n￡4，基于穩(wěn)定性和精度考慮，現(xiàn)取n=4。則有

3　仿真實(shí)例分析

為了便于比較，本文采用文獻(xiàn)[2]中所給的數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)[2]給出了2002～2009年南方某城市道路交通噪聲平均聲級(jí)檢測數(shù)據(jù)，以及對(duì)該城市道路交通噪聲影響程度最大的兩個(gè)相關(guān)因素?cái)?shù)據(jù)，即道路行車線長度及常住人口，如表1所示。

表1　南方某城市道路交通平均噪聲、道路行車線長度及常住人口數(shù)據(jù)表

因原始數(shù)據(jù)較大，在此我們利用灰色關(guān)聯(lián)分析中的初值化算子對(duì)表1內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行初值化處理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無量綱化，結(jié)果見表2所示。

表2

將未經(jīng)優(yōu)化的原始 GM（1，N）模型記為模型1，基于Newton-Cores公式優(yōu)化的 GM（1，N）模型記為模型2，將文獻(xiàn)[2]中的數(shù)據(jù)帶入上述兩個(gè)個(gè)模型同時(shí)進(jìn)行建模，所得模型數(shù)據(jù)如表3所示。

從表3中可以看出，文獻(xiàn)[2]的GM(1,N)模型預(yù)測 值的平均誤差為5.4415%，而經(jīng)過本文優(yōu)化的GM(1,N)模型所得預(yù)測值的平均誤差分別為4.6813%，其預(yù)測精度遠(yuǎn)高于原GM(1,1)模型。通過實(shí)例驗(yàn)證可知模型具有較好的精度。

4　結(jié)論

表3　南方某城市2006～2009年的交通預(yù)測值

根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)證明，利用多因素GM(1,N)模型預(yù)測城市道路交通噪聲，模型精度高，預(yù)測結(jié)果可靠。

本人研究證明，利用灰色系統(tǒng)研究城市道路交通噪聲是可行的，為今后對(duì)城市規(guī)劃以及噪音處理提供了有力可行的科學(xué)方法。

參考文獻(xiàn):

[1]張超,陸愈實(shí),章博等.GM(1,N) 模型在城市道路交通噪聲預(yù)測中的精度分析[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2005,01(02):67-70.

[2]王素萍,溫莉霞.灰色系統(tǒng)GM(1,N)模型在城市環(huán)境噪聲預(yù)測中的應(yīng)用[J].噪聲與振動(dòng)控制,1999,19(01):40-43.

[3]H . Li, X. C. Peng, Z. Q. Zhong, etc. “Influence Factors and Control Countermeasures of Traffic Noise Based on Grey Relational Analysis,”Noise and Vibration Control. Shanghai, vol.22, pp. 93-95,February 2012.

作者簡介：孫紅影（1983-），女，黑龍江人，碩士,助教，教師，研究方向：不確定性系統(tǒng)與信息處理。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.232