城市道路交通噪音的測(cè)量計(jì)算方法探究

曹謙

摘? 要：文章討論了部分城市道路交通噪音的測(cè)量計(jì)算方法以及降噪措施，發(fā)現(xiàn)大幅度降低噪音需要對(duì)車輛（發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體流動(dòng)、機(jī)械和輪胎）進(jìn)行根本性的重新設(shè)計(jì)。通過合理的交通分配，結(jié)合相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，可以有效地降低城市道路交通噪音。

關(guān)鍵詞：城市道路;噪音;測(cè)量方法;影響因素

中圖分類號(hào)：R126.9? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）36-0131-02

Abstract： In this paper， the measurement and calculation methods and noise reduction measures of road traffic noise in some cities are discussed. It is found that greatly reducing the noise requires a fundamental redesign of vehicles （engine， gas flow， machinery and tires）. Through reasonable traffic distribution and the corresponding infrastructure construction， we can effectively reduce the urban road traffic noise.

Keywords： urban road; noise; measurement method; influencing factors

引言

無論在城市還是農(nóng)村，交通噪音的影響無處不在。城市道路交通噪音被列為社會(huì)公害之一[1]。然而，要評(píng)價(jià)噪音的影響卻不容易。目前的研究更多的集中在城市中心和人口密集地區(qū)的道路交通噪音[2]?，F(xiàn)有的劑量效應(yīng)關(guān)系大多是基于連續(xù)流動(dòng)的交通。對(duì)于間斷流，這些劑量關(guān)系并不適用。而且每輛汽車的結(jié)構(gòu)差異，駕駛行為與噪音都有直接的聯(lián)系。噪音的真正來源是什么？如何計(jì)算？是否有可靠的措施降低噪音水平？

1 測(cè)量計(jì)算方法

英國(guó)道路交通噪音（CRTN）的原始版本沒有計(jì)算等效噪音水平，而是計(jì)算L10水平[3]。這一水平是由一種統(tǒng)計(jì)方法確定，在評(píng)估給定噪音的時(shí)間中，超過評(píng)估時(shí)間10%的噪音水平，一般稱之為前景層（背景層的平衡），L10水平用于低流量道路或高排放變化，高水平約3～5dB（A）。CRTN模型中對(duì)低流量道路的有額外的校正。

法國(guó)的“Guide du Bruit des Transports Terrestres”也給出了勻速交通和加速交通之間的區(qū)別。對(duì)于30～50km/h的低速行駛速度，輕型車輛與重型車輛存在3～6dB（A）的差距。荷蘭的計(jì)算方法還對(duì)靠近路口或高速坡道/顛簸處進(jìn)行了修正[4]。這些修正的最大值約為2dB（A），但是這個(gè)值的可靠性目前還在論證中。這些計(jì)算方法都對(duì)多樣化的道路噪聲排放情況進(jìn)行了額外的修正。這些修正在2～3dB（A），在較低的一端，直到6～10dB（A）的最大值。

2 十字路口噪音測(cè)量

十字路口的測(cè)量大多是通過測(cè)量長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的等效噪聲水平來實(shí)現(xiàn)。測(cè)量時(shí)間通常為1小時(shí)或24小時(shí)。由于交通流量的變化，峰值水平和主導(dǎo)頻譜取平均值。得出一個(gè)平滑的交通噪聲譜，被用于計(jì)算里面隔離。這種計(jì)算方式一般情況下是正確的，但是車輛加速后其偏差較大。頻譜由發(fā)動(dòng)機(jī)的諧波主導(dǎo)，脈沖和音調(diào)噪音比連續(xù)隨機(jī)噪音對(duì)人影響更大。交通噪音不具有沖動(dòng)性，但是也存在例外情況。

3 道路車輛的來源

可以與道路車輛相區(qū)別的噪聲源有：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)/脈動(dòng)噪音，包括通風(fēng)系統(tǒng)和排氣。（2）輪胎/路面噪音。（3）空氣動(dòng)力噪音。

所有的這些噪聲源或多或少都與速度有關(guān)。輪胎/道路噪音和空氣動(dòng)力噪音通常隨著車輛的速度而增加。發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有更大的關(guān)系。圖1給出了發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和輪胎/道路噪聲相對(duì)于速度的噪聲排放?？諝鈩?dòng)力噪音在200～250km/h的運(yùn)行速度下很明顯。

4 計(jì)算方法

協(xié)調(diào)/想象計(jì)算方法給出了輪胎/道路噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的單獨(dú)計(jì)算算法。這種單獨(dú)的計(jì)算方法使得我們可以在具有不同參數(shù)的結(jié)點(diǎn)上進(jìn)行計(jì)算。在工程計(jì)算方法的統(tǒng)計(jì)和準(zhǔn)確性方面有統(tǒng)一的報(bào)告。

圖2a和圖2b顯示了一個(gè)路口的模擬。這個(gè)模擬基于一個(gè)簡(jiǎn)單的路口，所有的車輛都需要停下來。由于交通流量小，加上建筑物的遮擋作用，假設(shè)交通對(duì)路口一側(cè)的影響相對(duì)較小，在確定考慮的路面水平時(shí)可以忽略不計(jì)。進(jìn)出路口車輛的有效車源相距5m，只模擬輕型車輛（第一類車輛），如圖2所示。

根據(jù)所作的假設(shè)模擬幾個(gè)情景的效果是不穩(wěn)定的。低加速度對(duì)高加速度的影響約為4～5dB（A），并且是局部的，因此最高水平通常出現(xiàn)在路口15m內(nèi)，并且在離路口更遠(yuǎn)的地方變的更低。對(duì)普通致密瀝青混凝土路面進(jìn)行了模擬，對(duì)于低噪瀝青，其效果會(huì)隨著輪胎路面噪聲的降低而提高。使用Harmonoise/Imagine模型進(jìn)行仿真（如圖3所示）。這是一個(gè)簡(jiǎn)單道路的模擬，交通從左到右。第一幅噪聲圖給出了以2m/s2的加速度從路口開始加速的交通噪聲水平。右邊的圖給出了持續(xù)流動(dòng)的交通噪聲水平。

5 駕駛行為的影響

生態(tài)駕駛方式也被證明對(duì)燃料消耗。二氧化碳和交通安全有顯著的積極影響。為了能夠充分利用新型駕駛的優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)目的中心思想是提高低轉(zhuǎn)速（1500～2500rpm）到最高轉(zhuǎn)速的速度。低轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的噪音更少，所以這個(gè)項(xiàng)目有助于減少城市地區(qū)的噪音。另一方面，司機(jī)也會(huì)通過齒輪的改變聽取發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。

從這些測(cè)量結(jié)果可以清楚的看出，在速度約為40km/h，輪胎/道路噪聲占主導(dǎo)地位。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，噪音越大，從一個(gè)樣本到10輛測(cè)試車輛，在路口處的加速度最大差異約為7dB（A）。所有的車輛都處于最佳狀態(tài)，車輛的排氣裝置無損壞。粗略估計(jì)，這些車輛在路口加速時(shí)的最大差異約為15～20dB（A）。但是對(duì)于摩托車數(shù)值會(huì)偏高。

6 結(jié)束語

在十字路口、交通燈處或在道路顛簸處或減速坡道處加速時(shí)產(chǎn)生的交通噪音會(huì)增大，而輪胎上的噪音相對(duì)較小。與生態(tài)駕駛相比，激烈的駕駛行為會(huì)產(chǎn)生更高的噪音。這些較高的噪音水平高達(dá)7dB（A）。若排氣系統(tǒng)損壞，會(huì)產(chǎn)生15～20dB（A）的差異。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲有較多的純音和諧波成分。它也有更多的低頻噪聲。特別是重型卡車有更多的低頻能量。屏障和立面隔離在低頻段效能較差。所以在室內(nèi)相對(duì)于完全的噪音水平我們有更多的低頻噪音。可識(shí)別的諧音的感知相對(duì)于輪胎噪音等純隨機(jī)噪聲或偽隨機(jī)噪聲，給人們帶來了更多的煩惱。生態(tài)駕駛行為是一個(gè)值得推廣的措施，但執(zhí)行有一定難度。從駕駛員的角度來看，道路環(huán)境等因素會(huì)影響其駕駛行為。從汽車本身而言，電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力引擎也可以有良好的降噪效果。

參考文獻(xiàn)：

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