（环境工程专业论文）大连市城市道路交通噪声影响模糊评价.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 城市道路交通噪声对居民的冲击影响程度不仅与车辆运行辐射噪声级有关，而且还 与人口密度及昼夜间的人口比例等因素有关。模糊数学中的模糊集理论可以将这些评价 因素有机的结合起来，采用模糊数学的综合多级评判方法来评价城市道路交通环境噪声 污染，不会局限于仅仅对噪声级的评价，还可以包含道路交通噪声对居民的实际冲击影 响的综合比较评价，能够清晰的确定受体受噪声影响的程度，克服了传统评价方法的单 一性和机械性，使评价结果更科学、更合理。 本文立足于城市道路交通噪声的影响及大连市交通噪声的现状，结合国内外的研究 成果和经验，采用基于模糊数学的综合多级评判方法评价大连市若干城市道路交通环境 噪声污染程度，重点研究了城市环境噪声质量评价方法，城市道路交通噪声影响模糊综 合多级评判体系研究，大连市城市道路交通噪声现状监测及综合评判。运用e x c e l 运算 程序简化计算，从而克服该评价方法计算繁琐的缺点。通过计算，所研究的大连1 0 个 主要临近居民区路段受道路交通噪声冲击影响最大的是西安路大连商业城居民小区路 段，其次是东北路鹏辉新世纪居民小区路段，影响最小的是如意街大连商业城居民小区 路段，该结论与实际走访调查结果基本一致，并且与传统单因子评价方法相比较，从而 得出基于模糊数学得综合评价方法的合理性和科学性，从而也为规划部门城市交通道路 和建筑群布局提供了一种具有实际意义的方法论。 关键词：交通噪声；噪声冲击；人口密度；模糊综合比较评价 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 a s s e s s m e n to f d a l i a nu r b a nr o a dt r a 确cn o i s e b a s e do i lm u l t i l e v e lf u z z y a b s t r a c t 1 1 忙d e g r e e so ft r a f f i cn o i s ei m p a c t i n go nr e s i d e n t s u r b a nl i f ei sn o to n l yr e l a t e dt ot h e n o i s el e v e l sf r o mv e h i c l e s r u n n i n ge m i s s i o n ，b u ta l s oi sc o n c e r n e do fp o p u l a t i o nd e n s i t yo r p e o p l e sa c t i v i t yi nb o t hd a y t i m ea n dn i g h t f u z z ym a t h e m a t i c sc o m b i n e sw i t ht h e s ef a c t o r s a s s e s s m e n to fu r b a nr o a dt r a f f i cn o i s eb a s e do nm u l t i l e v e lf u z z yn o to n l yi n c l u d e st h en o i s e l e v e l b u ta l s oi n c l u d e st h er e a li m p a c t i o no nr e s i d e n t s n l i sm e t h o di sm o r es c i e n t i f i ca n d r e a s o n a b l e t l l i sp a p e ri sb a s e do nt h ei n f l u e n c e so f u r b a nr o a dt r a f f i cn o i s ea n da c t u a l i t i e so f d a l i a n t r a f f i cn o i s e ，c o m b i n i n g 、v i t he x p e r i e n c e sa n dr e s u l t sd o m e s t i c a l l ya n di n t e r n a t i o n a l l y ， a d o p t i n gaf u z z ym a t h e m a t i c si n t e g r a t e da s s e s s m e n tm e t h o dt oe s t i m a t et h en o i s ep o l l u t i o n d e g r e e so fd a l i a nu r b a nr o a dt r a f f i ci nd i f f e r e n tr o a d s ne s p e c i a l l yd e s c r i b e st h ea s s e s s m e m m e t h o do fu r b a nn o i s el e v e l s ，t h ef u z z yi n t e g r a t e dm u l t i p l e l e v e ln s s e s s m e n ts y s t e m so fu r b a n r o a dt r a f f i cn o i s ei n f l u e n c e sa n da c t u a l i t ym o n i t o r i n g & i n t e g r a t e da s s e s s m e mo f d a l i a nu r b a n r o a dt r a f f i cn o i s e u s i n ge x c e lf u n c t i o nc a l c u l a t i o na v o i d st h er e d u n d a n tc a l c u l a t i o n so f n o r m a lm e t h o d s b yc a l c u l a t i n gt h i sp a p e rc o n c l u d e st h a tx i a nr o a dn e i g h b o u r h o o di st h e g r e a t e s ti m p a c tf r o mt r a f f i cn o i s e ，s e c o n d l yi sn o r t he a s tn e i g h b o u r h o o d ，m i n i m u mi sr u y i s 仃e e t n e i g h b o u r h o o d t h i sc o n c l u s i o nc o n f o r m s w i t ht h ea c t u a l i n v e s t i g a t i n gr e s u l t s c o m p a r e dw i t ht h es i n g l ef a c t o ra s s e s s m e n t ，a n da l s os u p p l yak i n do ff e a s i b l em e t h o dt h e o r y t ot h ep r o g r a m m i n gd e p a r t m e n t s ，u r b a nt r a f f i cr o a d sa n db u i l d i n gg r o u pd i s t r i b u t i o n s k e yw o r d s ：t r a f f i cn o i s e ；n o i s ei m p a c t i o n ；p o p u l a t i o nd e n s i t y ：m u l t i - l e v e lf u z z y a s s e s s m e n t i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： e t 菇j e 卑。垡4 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名： 导师繇 金窆 俎年血月丛日 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1绪论 1 1 立题的意义与背景 随着城市的发展和道路基础设施的逐步完善，城市的各类车辆数量急剧上升，道路 交通噪声污染也越来越严重。在一些大中城市形势尤为严峻。中国大中城市中，1 9 9 5 年交通干线两侧区域噪声超标的城市达7 1 4 。全国2 1 3 的城市居民生活在噪声超标的 环境中。目前中国城市环境噪声主要为交通噪声和社会生活噪声。1 9 9 7 年，在城市噪声 源中，交通噪声占4 6 8 ，社会噪声占2 8 9 ，建筑施工噪声占5 1 ，工业噪声占8 3 ， 其他噪声占1 0 9 。但交通噪声的比例有逐年上升的趋势，近年来达到6 0 以上，在欧 美一些发达国家和地区，这一比例高达7 0 0 5 以上“”。随着城市的规模不断扩大和城市交 通的只渐繁忙，城市道路交通噪声问题会逐渐加剧并成为制约城市人居环境质量提高的 重要因素。据研究测算，中国每年因道路交通噪声污染导致的经济损失约合人民币2 1 6 亿元，类似的经济损失美国为5 l 亿t j s $ 年，德国1 0 6 亿u s $ 年，芬兰2 8 u s $ 年”。 1 9 9 5 年以来城市居民对噪声的投诉比例占所有环境投诉6 2 “1 ，这一比例仍有逐年上升 的趋势。 噪声污染是一种能量污染，属于物理污染的范畴。噪声污染具有可感受性、局部性 和暂时性的特点。由于噪声污染的这些特点，决定了噪声评价指标、评价模式和评价方 法不同于其他环境污染物质的污染。而现行的声环境质量评价方法难以描述一个城市或 一个区域噪声污染的客观水平，且无法与其他环境要素的评价结果相结合，用于城市环 境质量的总体评价。如何选择一个统一的评价模式，兼顾环境质量的各个方面，直接给 出各区域声环境质量的优劣的结论，以便与区域间、城市间的比较和考核，将是十分必 要的。从城市环境质量综合评价而言，如何将不同性质的评价参量组合在一起，一直是 国内外环境质量研究领域的首选课题。而声环境质量评价指标的标准化就成为不可回避 的问题，新的声环境质量评价指标体系就显得十分必要和非常重要”。 对于任何一个环境影响评价，具体的评价方法对评价的结果有着直接的影响。目前 道路交通噪声影响评价的通常做法主要涉及噪声对环境影响的物理指标及地域范围”1 ， 采取单项评价的方法。单项评价主要是以有关法规、标准为依据，能准确反映各环境因 子的受影响状况，但是不能全面概括道路交通噪声对居民生活环境的综合影响，在体现 可持续发展的内涵方面稍有不足。模糊数学中的模糊集理论可以将多个评价因素有机的 结合起来，采用模糊数学的综合多级评判方法来评价城市道路交通环境噪声污染，不会 局限于仅仅对噪声级的评价，还可以包含道路交通噪声对居民的实际冲击影响的综合比 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 较评价，能够清晰的确定受体受噪声影响的程度，克服了传统评价方法的单一性和机械 性，使评价结果更科学、更合理。本论文就是基于模糊数学原理，对道路交通噪声影响 采用综合多级评判方法进行综合比较评价，并通过大连市城市道路交通噪声影响的模糊 评价，对该方法作进步验证。 1 2 关于城市道路交通噪声影响评价的文献综述 1 2 1 国内外城市道路交通噪声影响评价的研究概况 城市交通的噪声影响评价，在许多国家和地区都得到重视。2 0 世纪8 0 年代以来， 各国相继开发了基于当地实际情况的道路交通噪声预测模型。美国联邦高速公路管理局 ( f e d e r a lh i g h w a ya d m i n i s t r a t i o n ) 于1 9 7 8 那1 2 月发布的f h w a 高速公路交通噪声 预测模型”1 。该模型以等效连续a 声级l 。为评价指标，自发布以来经过数次改进，现 已日趋完善并在许多国家得到广泛应用。英国交通部( u k d e p a r t m e n to ft r a n s p o r t ) 于1 9 7 5 年发布了c r t n 模型( c a l c u l a t i o no fr o a dt r a f f i cn o i s e ) ，1 9 8 8 年又发布了 其改进牌c r t n 8 8 ”1 。该模型以交通噪声峰值l ，。为评价指标，自发布以来在所有英联邦 国家和中国香港地区广泛应用，并成为这些国家和地区法院在处理有关交通噪声诉讼案 件是唯一认可的标准模型。德国交通部公路建设司( r o a dc o n s t r u c t i o ns e c t i o no ft h e f e d e r a lm i n i s t r yf o rt r a n s p o r t ) 分别于1 9 8 1 年和1 9 9 0 年发布了r l s 8 l 模型及其改 进牌r l s 9 0 模型，该模型以等效连续a 声级l 。为评价指标。共包括声源模型和声传播模 型2 个子模型0 1 。法国、奥地利，瑞士、丹麦、芬兰、挪威、瑞典、意大利、日本、西 班牙、新加坡、泰国也都相继发布了自己的道路交通噪声预测模型。 城市交通噪声评价也成为近年来较活跃的环境声学领域。b r o w n 等详细研究了城市 不同功能区交通噪声评价的监测布点原则、分析方法及评价指标“。g a c i a 等在西班牙 7 个主要城市5 0 多个固定监测点进行了长达2 0 年共4 2 0 0 多个小时道路交通噪声实际监 测，在此基础上，分析了西班牙主要城市城区交通噪声的时间变化特性 1 l l 。a r a n a 等在1 8 5 个监测点对西班牙p a m p o n a 市主要居民区进行了交通噪声2 4 h 连续监测，并结合4 9 6 份 居民调查问卷，分析了该市居住区交通噪声的总体状况和时间分布，发现有5 9 的居民生 活在昼夜等效连续a 声级超过6 5 d b a 的环境中“。h e n g 、b o n o 、o n g 、m c n u l t y 等人也在 大量实测数据的基础上，对新加坡、马来西亚、日本、韩国的城市交通噪声状况作了客 观的评价“”。b r o w n 等人在澳大利亚s y d n e y 、m e l b o u r n e 等1 1 个大城市用c r t n 8 8 模 型进行了交通噪声预测，并结合2 6 4 点交通噪声监测结果，分析了该国城市交通噪声状况 “。b r o w n 等人还在4 6 2 5 个居住单元交通噪声实测的基础上，采用c r t n 模型预测了澳大 利亚l o g a n 市城区4 1 7 5 8 个居住单元的交通噪声的l 。，结果表明其中1 l 以上( 4 1 7 5 8 2 大连理工大学专业学位硕士学位论文 中的4 6 7 4 个) 居民生活在交通噪声严重超标环境中“。l a r a 等对中国香港荃湾区2 1 个居 住小区超过3 9 0 0 0 个居住单元的交通噪声l 。用c r t 8 8 模型进行了预测，结合3 0 9 个实测 点的监测数据。分析了该区交通噪声状况，发现最少有5 5 的住户交通噪声l 。超过 7 0 d 6 ，z 超过8 0 d b 。1 。国内学者也积极从事城市交通噪声评价研究，尤其是块市居住区交 通噪声评价研究，并取得一定的成果。常规的道路交通噪声影响评价一般是评价公路项 目的噪声影响，采用“面向声源”的评价方法。而居住小区的道路交通噪声影响评价旨 在客观评价小区受到附近道路交通噪声的影响，须采用“面向受体”的评价方法，要求评 价所有居住单元窗外l m 处及小区内不同功能区典型测点的噪声。虽然一般评价区域面 积都较小( 小于l k m 2 ) ，但根据标准规定评价点在平面上不得少于1 0 0 个居住单位一般数 百个。如果采用常规的监测方法，不仅工作量巨大监测采样时间也不可能完全同步，难以 保证评价的质量。道路交通噪声预测模型和计算机模拟技术是解决这一问题的可能途 径。借助可靠的预测模型，能快速准确地计算大量噪声接受点的噪声值还可以根据需要 选择评价最差状况( w o r s tc a 辨a s s e s s m e n t ) 和中间状况( m e d i a nc 弱ea s s e s s m e n t ) 。借助计算 机模拟技术，可以客观有效她分折小区交通噪声的空闯分布、时闽分布、概率分布等特 性，为改善未达标小区噪声状况提供可行的整改措施和合理的规划方案。 郭静男等分析了中国城市区域环境噪声污染的特点，发现1 9 9 1 年中国有9 7 吐的城 市居住区噪声超标，绝大部分国控噪声监测城市的居住区噪声超标5 d b 以上，超标最高达 1 6 d b o “。王毅、李本纲等分析了北京市城区道路交通噪声的现状和时间变化特点，并简 单分析了交通噪声对居住区的影响“2 。“。熊韶峻提出了运用模糊数学、动态聚类、综合 评价和模糊概率相结合的f c a p 法评价区域噪声环境质量的新方法阱1 ，单德贵、李人协 等将土地利用、噪声污染指标、噪声管理指标相结合，探讨了进行城市区域噪声评价和 适用区域划分的新途径0 5 。陈向党等研究了城市环境噪声达标区验收标准、噪声监测 布点优化方法、环境噪声达标区评价方法。l i u x i a o t u 采用调查问卷和少量常规监测 方法对南京市2 个居住小区进行了噪声环境评价，发现交通噪声是该2 小区主要噪声源， 并对交通噪声在不同楼层的分布作了简单统计分析。朱建平等在分析现行区域噪声评 价的指标体系和评价方法的基础上，结合实例对城市区域噪声环境评价中的监测方法、 布点原则、评价指标体系、评价标准及应该注意的问题作了详细的研究”。贾新平、周 志龙等分析了城市噪声综合污染指数法、噪声冲击指数法、因子权重等方法在城市环境 噪声评价中的基本原则、实施步骤、技术要求、适用范围”。 从以上研究摄道看，早甥城市区域交通噪声评价大多采用实际监测采样的方法，近 期的研究则采用预测为主、实测验证的方法。 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 1 2 2 城市环境噪声质量评价方法 ( 1 ) 常用道路交通噪声评价量 道路交通噪声和车流量、车辆种类有密切关系。这种噪声在一天2 4 h r 内，完全是 无规则的随机变化。交通噪声对人们的影响程度不仅与声级、频谱有关，两且与它的持 续时间、起伏变化幅度有关。采用一个声级数值来评价机器的稳态噪声那样来评价交通 噪声，就会产生很大的困难。但是人们仍然希望用几个数值来表示一条街道的噪声大小， 这样就要用统计和计权的方法。所谓统计方法就是从一段时间测量的大量变化的数据 中，按统计学方法。求出几个统计参数来表示这段时间的噪声。计权的方法是指对几个 统计参数，按照它们和人们主观烦恼度的关系，适当组合后来描述这段时间的噪声大小。 以下为几种经常采用的评价量。 等效连续声级( l 。) 当评价噪声对人体的影响时，不但要考虑噪声的强度，而且要考虑它的作用时间。 交通噪声的强度是随时间变化的，于是提出了用噪声能量按时间平均的方法来评价噪声 对人的影响，即等效连续声级，用公式表示为 纠吨眦埘们司 式中：l a ( t ) 表示t 时刻的瞬时声级，d b ( a ) ；t 表示连续取样的总时间 当测量是采样测量，且采样的时间间隔一定时，上式可表示为 k 川小耖 ( 1 2 ) 式中：l a i 表示第i 采样测得的a 声级，d b ( a ) ；r l 表示采样总数。 累积百分声级 交通噪声是属于非稳态的，可用等效连续声级l e q 表达其大小，但是对噪声随机的 起伏程度却没有表达出来。因而可以用概率统计的方法来处理。为了测量一段时间内起 伏变化的噪声，可每隔一定时间测量一次，这样就得到了很多的数据。把这些数据按大 小顺序排列后，可以找出l o 的所测数据超过的声级，这个声级就称为l i o ，5 0 所测 数据超过的声级为l 5 0 ，9 0 的所测数据超过的声级为i m 。试验证明，对于车辆流量 4 大连理工大学专业学位硕士学位论文 较大的街道，l 5 0 数值和人们的主观吵闹感觉程度有较好的相关性。有些国家直接采用 l 5 0 来评价交通噪声。但是也应该指出，当车辆流量较少时，噪声随时间起伏变化较大， 同样l 5 0 数值的街道，噪声起伏变化数值越大，人们的主观烦恼度也越高。因此，在评 价这种类型街道的噪声时，除了考虑l 5 0 之外，也要兼顾l i o 和l 帅之间的差值。 交通噪声指数( t n i ) 交通噪声指数是英国建筑研究局提出的一种交通噪声评价参数。只适用于交通车辆 比较多的地段和时间内。它是在本底噪声l 帅的基础上，再考虑噪声的起伏变化( l i o k ) ，进行计权修正。它的定义为 t n i = 4 ( 厶。一上帅) + 一3 0 ( 1 3 ) 式中，第一项表示“噪声气候”的范围和说明噪声的起伏变化程度，第二项表示本 底噪声，第三项为修正值。 噪声污染级( l n p ) 噪声污染级是在能量平均声级( 也称等效声级) 的基础上，再考虑噪声起伏变化的因 素，它的表达式为 l n p = k + 2 5 6 0 ( 1 4 ) 式中，第一项是等效连续声级的量度，第二顶是由于声级的起伏而带来增加的烦扰 。为统计标准偏差，其表达式为 岳而 ( 1 5 ) 式中，l 为第i 个声级值，z 为所测1 1 个声级算术平均值，n 为取样总数。 昼间等效声级l d 和夜间等效声级l 。 昼间等效声级l d 为昼间a 声级的能量平均值，其表达式为 纠呻- s 扣屿) ( 1 6 ) 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 式中，l i 为昼间1 6 个小时中第i 个小时的等效声级。 夜问等效声级l 。为夜间a 声级的能量平均值，其表达式为 纠雌s 扩。) ( 1 7 ) 式中：l j 为夜间8 个小时中第i 个小时的等效声级。 昼夜等效噪声级( l d n ) 考虑到噪声在夜间比昼间更吵人，因此在研究昼夜2 4 h r 环境噪声水平时，引入昼 夜等效声级这个评价量。美国环境保护局已引用昼夜等效声级l d n 来评价交通噪声。为 了考虑噪声出现在夜间对人们烦恼的增加，规定夜间测得的值加上1 0 d b 作为修正值。 l d n 主要用于预计人们昼夜长时白j 暴露在环境噪声中所受的影响。根据上述规定，它的 定义为 三= 0 1 9 0 6 2 5 xi o o 1 。+ 0 3 7 5x i 0 “1 “】( 1 8 ) 式中，l d 为从早7 点到晚1 0 点的等效声级，l n 为从晚l o 点到次日早7 点的等效声 级。 交通噪声综合影响指数( l 。) 虽然很多国家和学者提出了不少交通噪声的评价参数，但是，目前国际上仍没有一 个统一的评价方法。许多试验都发现，交通噪声的主观烦恼度既与等效连续声级有关， 也与噪声起伏变化程度有关，还与入在不同时间段的感觉有很大关系。考虑到主要影响 交通噪声的这三大因素，结合我国的实际情况，借鉴美国的昼夜等效声级，考虑噪声出 现在夜间对人们影响较大，规定夜间测得的值加上1 0 d b 作为修正值，提出了交通噪声 综合影响指数。其定义为 l = 1 0 1 9 e 2x 1 0 。l l 一+ ；1x 1 0 。1 皿一+ i 】 ( 1 9 ) j j 其中，l d n p从早6 点到晚1 0 点的噪声污染级，l n n p 为从晚1 0 点到次日6 点的 噪声污染级。 一6 大连理工大学专业学位_ 匝士学位论文 式( 1 9 ) 在形式上与昼夜等效声级相似，但是有本质的区别。首先在时间段的选择上， 与昼夜等效声级不同，我们规定夜间为晚1 0 点到次日6 点，因为在我国的一些有关声 环境法规的条文中，一般都是这样选取的，如大连。其次，我们考虑了噪声起伏变化的 大小，选取噪声污染级l n p ，而昼夜等效声级是用等效声级。 道路交通系统是一个复杂的随机系统，对它的研究多采用概率统计的方法进行。对 于车流量较大的街道( 6 0 0 辆小时以上) ，噪声统计曲线一般都较好地符合高斯分布规 律。因此，也可以利用统计声级l i o 、l 、l g o 来表示噪声污染级，即： k = k + ( 厶。一) 或k = k + d + ( 1 j o ) 式中j = 上i o 一厶o ，k = k 一 ( 2 ) 噪声环境质量评价方法 功能区评价标准法( 单因子评价) 该方法主要依据是城市区域环境噪声标准( g b 3 0 9 6 9 3 ) ，本标准规定了城市 五类区域的环境噪声最高限值。将噪声监测值l 。与各功能区标准值对比，大于标准值 即超标，反之不超标。该方法为目前监测部门普遍采用的噪声评价方法，但是它局限于 仅仅对噪声级的评价，没有考虑到噪声对居民的实际冲击综合影响。 表1 ，l 城市5 类环境噪声标准( 单位：d b ) t a b 1 1 c i t ye n v i r o n m e n t a ln o i s e5c a t e g o r i e ss t a n d a r d ( u n i t ：r i b ) 其中： 0 类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城 郊和乡村的这一类区域分别按严于0 类标准5 d b 执行。 7 一 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 3 类标准适用于工业区。 4 类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区 域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声( 指不通过列车时的噪声水平) 限值 也执行该类标准。 声环境质量评价指标体系n p i ! 习 a 评价指标体系的建立 中国环境监测总站朱建平等1 9 9 5 年建立声环境质量评价指标体系，主要依据是 g b 3 0 9 6 9 3 城市区域环境噪声标准，适当兼顾其他相关的噪声排放标准。由于噪声 污染的特点，该评价指标体系主要反映城市居民对所感受到的环境噪声的心理和生理影 响。该体系的基础是区域环境噪声评价，即可用于城市声环境的评价，又可以作为城 市环境综合整治定量考核中的综合指标而取代目前考核的区域环境噪声平均值、道路交 通噪声平均值和环境噪声达标区覆盖率三项指标。 该评价指标体系的核心是将原来的以城市为评价单元改为以城市内各类功能区为 评价基本单元。要求城市内每一类功能区均按统计抽样理论的要求布1 0 0 个以上的测点 ( 网格) ，将每一个网格上测取的等效声级求取面积加权平均值( 在同一类区域中，可 采取等面积的网格布点，此时面积加权平均等价于算数平均) ，可求得每一类区域的平 均等效声级。 声环境质量评价指标体系有三种指标构成：一是用于全市声环境质量评价的加权平 均超标声级p ，二是用于各类功能区评价的基本评价单元p i ，三是辅助指标声源构成百 分比。方法特点是兼顾环境质量的各个方面，便于区域间、城市间的比较考核。 声环境质量指标体系如下： p i = l 目一l i i + 1 0 当l c q i l 。i 1 0 时，p i = 0 ，l e q i 为i 类区域的平均等效声级；l s i 为该类区域的声环境 质量标准。 将城市中各类区域的p i 进行加权平均，可得到用于全市声环境质量评价指数p ： 大连理工大学专业学位硕士学位论文 ，= 巩磋川一，4 其中；a i 为权系数，可选择各类功能区的面积作为权系数，单位为k r a 2 。 b 评价指标的阈值和等级的划分 国内外研究资料表明，4 5 d 是最为理想的声环境，此时的声环境对正常人群不产生 明显的影响。实际的城市声环境一般不会出现大于1 0 0 d b 的瞬时声级。对于区域或全市 平均声级而言，由于经时间计权( l 。) 及空间计权平均，声级一般分布在5 0 7 0 d b 范围 表1 2 声环境指标环境效应分级与功能区评价标准对比 t a b 1 2c o n t r a s to f e n v i r o n m e n t a le f f e c t sg r a d ea n df u n c t i o n a le v a l u a t i o nc r i t e r i a 表1 3 声环境效应程度分级表 t a b i 3e n v i r o n m e n t a ln o i s ee f f e c t sg r a d et a b l e 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 从经济、技术可行性角度而言，满足标准要求即可视为噪声污染不存在，由此可得 声环境分指标n p i 。由于声级是一对数关系，噪声标准是按5 d b 分档的。为便于与标准 的比对，仍采用5 d b 为分级间隔，即c l i l 2 c 。1 = 5 x m = m + 器- 1 + ( 力( o p 2 0 ) p ，= ( 肌一1 ) x i n “，) ( 1 1 3 ) ( 1 1 4 ) 声环境效应级别的阈值为0 - 2 0 d b ，当p 值超过阈值时，以阈值计，但这种情况很 少出现。当p 介于0 - 2 0 d b 之间时，采用连续分级方法，可更细致地描述噪声污染水平， 便于与其它环境要素一起参与城市环境质量综合评价。 城市噪声综合污染指数法【3 l l a 方法简介 耻l 以| ( 1 1 5 ) 其中，p n 为城市噪声综合污染指数；l 。为城市平均等效声级( d b ) ； l b 为等效声级的基准值，取7 5 d b 。 根据p w 大小划分出全城噪声污染程度级别。目前我国采用的是分级法，见表1 4 。 噪声污染综合指数计算简单，能比较清楚的反映各功能区的变化情况，但对居民的实际 冲击影响仍然没有考虑进去。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 表1 4 城市环境噪声污染等级 t a b 1 4t h er a t i n go f e n v i r o n m e n t a ln o i s ep o l l u t i o n b 城市噪声综合污染指数法应用 某市1 9 9 9 2 0 0 3 年的环境噪声监测结果见表1 5 。 表1 5 嘉兴市近五年城市区域环境噪声监测结果表 t a b 1 5t a b l ef o rm o n i t o r i n gr e s u l t so fu r b a ne n v i r o n m e n t a ln o i s ei nj i a x i n gc i t y 下面用r 法对某市城市噪声污染程度进行评价。评价结果见表1 6 。 参考国家环境质量分级标准，制定评价等级i v 级，各噪声质量分级与分级标准如表 1 7 、l - 8 所示。 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 表1 61 9 9 9 2 0 0 3 年噪声污染现状评价 t a b 1 6n o i s ep o l l u t i o nl e v e lf r o m1 9 9 9t o2 0 0 3 年限融香顺映譬娴u 篙剐n 篙掌w 嚣适全城 表1 7 噪声质量分级 t a b 1 7n o i s eq u a l i t yg r a d i n gt a b l e 1 2 大连理工大学专业学位硕士学位论文 表1 8 噪声质量分级标准( d b ) t a b 1 8t h es t a n d a r d sf o rn o i s eq u a l i t yg r a d i n g 模糊综合多级评判方法 不确定性是客观事物具有的一种普遍属性，量子力学中的测不准原理说明了不确定 性的存在。随着环境声质量评价工作的不断深入，人们对它的评价有时需要用模糊的语 言来表达，运用模糊数学中的模糊集理论，用隶属函数来描述噪声质量分级，并刻划出 界线的模糊性。 a 模糊矩阵的建立 同样用前述城市噪声综合污染指数法中所举实例说明，在进行噪声污染评价时，首 先取u 为各因子指标集合，取v 为噪声质量分级集合，即取：u = 1 , 2 ，3 ，4 ) ，v = i ，i i ， i ，v ，先根据噪声的五级标准做出五个级别的隶属函数。 如因子1 居民文教区五级隶属函数为： f 0 “( “) ： 4 0 一工，l o 【1 删= 0 焉： x 2 4 0 3 0 j 4 0 x 茎3 0 工5 0 或3 0 3 0 工 4 0 4 0 工 5 0 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 4 ( ”) = 【( ( x 7 。- 一5 0 0 x ) ) ，1 1 。0 ，c“，=cx一；。，。 工6 0 蜀h 4 0 4 0 x 5 0 5 0 x 6 0 x 7 0 或x 5 0 5 0 j 6 0 6 0 x 7 0 工6 0 6 0 工 7 0 x 7 0 依次建立因子1 4 的隶属函数，把每年的某市功能区域噪声实测值代入，求出各 因子的隶属度，得出四组5 个数，组成一个4 5 的模糊矩阵，为模糊关系矩阵r 。 b 权重矩阵的确定 单项指标在总体权重的大小与某种用途的单项分级标准无关。所以对权重，用公式 p i = c i s i 。公式中标准值s i 分别取s j = 4 0 ，s 2 = 5 0 ，s 3 = 5 5 ，$ 4 = 6 0 ，为了进行模糊运算， 各单项权重还须归一化，得w i _ p “p i ，对于模糊集合u 上的单项指标的权重，写成4 x 1 矩阵，即得权重模糊矩阵b 。 c 模糊综合评价法 建立权重模糊矩阵b 和关系模糊矩阵r 后，把b 和r 进行运算便得出综合评价指 数，a = bo r 。根据模糊数学最大隶属度原则，a 中最大值所对应的等级，即为模糊评价 中的最终评价等级。 该评价方法计算稍繁，但其描述更严谨、科学，能够较好的反映噪声对居民的实际 影响程度，对居民冲击影响能进行综合比较评价。 1 2 3 近年来大连市城市道路交通噪声状况 “十五”期间，大连市区道路交通噪声平均值为6 9 9 分贝，低于国家标准0 1 分贝。 2 0 0 4 年的超标点位较多，超标率为6 8 o 。具体情况见表1 9 和表1 1 0 。 m m 叫圳 o o ，、l = ： 表1 9“十五”期间大连市道路交通噪声监测结果统计 t a b 1 9s t a t i s t i c st a b l ef o rm o n i t o r i n gr e s u l t so f t r a f f i cn o i s e i nd a i i a nd u r i n g “l 锕hf n e - y e a rp “p c r i e d 表1 1 0“十五”期问大连市道路交通环境噪声超标情况 t a b 1 1 0s t a t i s t i c st a b l ef o re x c e e d i n gt h es t a n d a r do f t r a f l i cn o i s e i n d a l i a nd u r i n g ”i o t hf i v e y e a r p l a n ”p e r i o d 2 0 0 5 年市区道路交通噪声加权等效声级为6 9 8 分贝，低于国家标准0 2 分贝，在 1 6 9 个道路交通噪声测点中，超过7 0 分贝的测点有1 0 5 个，占测点总数的6 2 2 ；超过 7 0 分贝的干线长度为1 0 7 0 千米，占干线总长度的6 8 6 。其中等效声级最大值为7 9 1 分贝，出现在香周路大连锁厂，超过国家标准9 1 分贝。最大车流量点位出现在中山路 东方饭店，统计结果为7 3 0 9 辆，j 、时。 2 0 0 5 年市区道路交通噪声质量处于重度污染等级( 大于7 4 o 分贝) 的干线长度为 8 1 4 千米，占干线总长度的5 2 ；处于中度污染等级( 7 2 1 7 4 0 分贝) 的干线长度为 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 1 7 2 千米，占干线总长度的1 1 0 0 6 ；处于轻度污染等级( 7 0 i - 7 2 0 分贝) 的干线长度为 8 1 7 千米，占干线总长度的5 2 4 ：处于较好等级( 6 8 1 7 0 0 分贝) 的干线长度为1 0 5 千米，占干线总长度的6 7 ；处于好等级( 不大于6 8 0 分贝) 的干线长度为3 8 3 千米， 占干线总长度的2 4 6 。具体情况见表1 1 l 。 表1 1 1 不同污染等级状况统计 t a b l l ls t a t i s t i c st a b l ef o rd i f f e r e n tp o l l u t i o ng r a d e 1 2 4 城市道路交通噪声控制 改善和控制交通噪声己成为城市居民的迫切要求。城市交通噪声控制是一个涉及到 噪声控制技术、城市规划建设、行政管理等多方面的综合性问题。参考国内外对交通噪 声治理和控制方法的经验，以下为治理和控制交通噪声的常用方法。 ( 1 ) 低噪声车辆的研究 降低城市交通噪声的最直接措施是控制车辆本身产生的噪声。道路噪声尤其是噪声 峰值，主要决定于载重汽车、公共汽车等重型车辆。因此低噪声车辆研究的主要对象应 是这类车辆。在交叉口范围内，大型车辆往往频繁减速、刹车和启动、加速，产生了很 大的噪声，研究大型车辆在这些特殊行驶状态下的噪声特性尤为重要。道路行驶车辆的 噪声主要源于发动机噪声、排气噪声、汽车喇叭及车轮与地面摩擦噪声等。研制科学有 效的新型排气噪声消声器和低慢声喇叭是降低交通噪声的关键措施。上路的机动车辆必 须保持良好状态，凡是噪声等级超过汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法( g b l 4 9 5 - 2 0 0 2 ) 、摩托车和轻便摩托车噪声限值( g b l 6 1 9 1 9 9 6 ) 和农用运输车噪声 限值( c a b l 8 3 2 4 - 2 0 0 1 ) 规定的车辆禁止上路行驶为了促进汽车工业的发展和对低 大连理工大学专业学位硕士学位论文 噪声车辆研究的重视，汽车检测部门应该把汽车噪声的高低作为检测的一个重要方面， 同时政府应该制定用车更新和淘汰的法规和技术标准。根据中国汽车工业的发展趋势和 经济发展水平。制定更加严格的机动车辆噪声标准。 ( 2 ) 道路设计 随着车辆速度的增加，尤其是高速公路和高架公路的增加，道路附近噪声有时可达 9 0 1 0 0 d b ，因此在公路设计中，也应考虑噪声控制问题。其主要措施是在道路附近建 立不同形式的声屏障来降低噪声。声屏障是建筑在公路沿线和居民区之间的实体障碍 物，声波传播过程中遇到屏障时一部分被吸收，还有一部分被透射、反射、绕射。对于 一般城市道路，可采用绿化带、临街建筑或凹槽式道路等形式作为声屏障。对于高速公 路来说，应采用专门设计的声屏障。利用声屏障来降低噪声时，如果被保护点位于声影 区，等效声级可降低8 1 5 d b 。如果被保护点位于非声影区，其效果仅为3 d b 。因此， 在公路和附近建筑规划时应尽量使保护对象处于声屏障的声影区内。建设声屏障已成为 降低公路交通噪声的一项最直接有效的工程措施。 ( 3 ) 城市规划 影响城市交通噪声的重要因素是城市交通状况，因此合理地进行城市规划和建设也 是控制噪声的有效措施之一。一条道路附近的噪声主要决定于车流量、重型车辆比例数 和车辆行驶速度。对于要求较安静的街道，要适当限制车流量和车辆行驶速度。在一般 情况下，交通流量减少一倍，噪声减少3 d b 。控制车流量来降低噪声，总是有限制的， 因此主要还应限制重型车辆的流量。某些街道的最大噪声并不是出现在最大车流量时， 而是出现在l 2 最大车流量时，这是由于后者的平均车辆行驶速度一般都比前者高。 因此，在限制车流量时，也要适当注意控制车速。交叉路口和一些较拥挤的街道，由于 车辆频繁的加速起步，噪声比一般街道要高。采用立体交叉路道结构或者采用自动信号 管理，减少车辆的停车和加速次数也可明显降低噪声。我国大多数城市现阶段在噪声控 制技术和经济实力不够的情况下，道路狭窄，人流拥挤的现象难以很快改善，所以，采 取科学的城市交通管理措施，对降低城市噪声污染是经济有效的办法。以下两项工作对 降低交通噪声会有明显的效果。第一，减少车流量。限制进入市区范围的载重卡车在商 业繁华的交通干道上通行。第二，减少鸣喇叭次数。喇叭声级明显高于车辆本身的噪声 级，其声级值可达1 1 0 1 2 0 d b 。鸣笛可使交通噪声声级增加3 6 d b ，相当于车流量增 加2 5 倍所造成的影响。因此，在交通主干线限制鸣笛，在市区夜间应禁止鸣笛是降 低交通噪声的重要措施。 ( 4 ) 标准和法规 大连市城市道路交通噪声影响模糊评价 为了有效地控制城市环境噪声，仅依靠采取技术措施是不够的，颁发必要的限声标 准和法规也是十分重要的。它不仅可以保证技术措施的实施，而且也能促进噪声控制技 术的发展。噪声标准和法规的制订，是一个十分复杂的工作。为使它们发挥应有的作用， 各国制订和实施标准、法规的主要经验是：在制订标准时，要考虑技术实现的可能性和先 进性，即不要标准过高，没有有效的措施保证实施，也不要标准过低，使其不能发挥作 用。根据技术的发展，对标准要不断地修改、充实和提高。标准和法规要由有权威的机 构