交通噪聲微觀仿真模型研究.pdf

1、近年來，我國用于公路建設的投資逐年遞增，“十五”期間我國共建成高速公路2.47萬公里，是“八五”和“九五”建成高速公路里程總和的1.5倍。到2008年底，高速公路總里程達到6.03萬公里，穩(wěn)居世界第二位，僅次于美國。全國道路建設正向高等級、長里程、高密度方向發(fā)展。然而，伴隨著我國高速公路建設的迅猛發(fā)展，交通噪聲污染問題也日漸成為廣大公眾關(guān)注的焦點問題。根據(jù)環(huán)保部門統(tǒng)計調(diào)查，居民對環(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。如何在高速公路設計之初，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，在道路基礎設施規(guī)劃、設計和建設環(huán)節(jié)，考慮交通噪聲污染防治問題，體現(xiàn)環(huán)境保護理念。為了達到這一目標，需要加強交通噪聲產(chǎn)生和傳播機理、噪聲檢測技術(shù)等方面的研究，特別是交通噪聲預測（評價）模型研究。國內(nèi)外眾多研究結(jié)果一致認為，交通噪

3、聲預測模型可用于交通基礎設施規(guī)劃、設計和改擴建階段的交通噪聲預評價；可部分地代替噪聲實測調(diào)查，降低調(diào)查成本；可用于已建道路的噪聲估算，為交通噪聲超標評判和執(zhí)法工作提供科學的依據(jù)；可用于深入研究和分析交通噪聲特性；可用于設計噪聲防控措施和評價措施降噪效果?？傊?，無論從理論研究的角度，還是從實際應用的角度出發(fā)，交通噪聲預測模型均具有很高的研究價值。
　　 交通噪聲是一個綜合噪聲源，它的產(chǎn)生和傳播與交通流狀態(tài)、路面狀況、測點環(huán)境以及氣

4、候條件等因素有關(guān)。本論文通過文獻綜述，定性和定量地分析了交通量、車輛類型和車流速度3個主要因素與交通噪聲之間的關(guān)系，詳細地歸納和總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)有交通噪聲預測模型（統(tǒng)計模型、經(jīng)驗模型、理論模型和宏觀評價模型）的優(yōu)點和不足之處，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)生和傳播機理，將車輛噪聲預測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算車輛在運動狀態(tài)下產(chǎn)生噪聲的初始強度。本論文

5、依據(jù)聲學定理，建立了給定測點處噪聲級與車輛運動狀態(tài)參數(shù)（相對位置、速度）之間的對數(shù)函數(shù)關(guān)系式。對于噪聲傳播模型，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個主要因素對噪聲傳播的影響。為了解決車輛噪聲預測模型標定和驗證數(shù)據(jù)采集困難的問題，本論文建立了一種基于車載全球衛(wèi)星定位設備（以下簡稱為GPS設備）的車輛軌跡與噪聲數(shù)據(jù)同步采集方法，實現(xiàn)了車輛運動狀態(tài)軌跡與噪聲實時同步采集。根據(jù)該實驗方法采集實測數(shù)據(jù)，利用非線性回

6、歸理論和假設檢驗方法，標定和驗證模型。通過模型比選方法，確定車輛噪聲預測模型計算式。
　　 為了實現(xiàn)車流整體噪聲預測的目的，本論文以Visual C++作為開發(fā)工具，將車輛噪聲預測模型與公路仿真模型相結(jié)合，建立了交通噪聲仿真模型。利用該模型可實現(xiàn)簡單公路網(wǎng)周邊區(qū)域噪計算及噪聲地圖繪制功能。通過對多條公路實驗數(shù)據(jù)，利用假設檢驗法和誤差分析方法，驗證了交通噪聲仿真模型有效性，確定了仿真模型的預測精度。
　　 基于交通噪聲仿真