（环境工程专业论文）交通噪声对高校环境的影响.pdf

合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕 士学位论文质量要求。 答辩委员会签名：( 工作单位、职称) 主席：期垆月巴工业大学 教授( 博导) 委员：辱魂吻合肥通用机械研究院高工 寻馘创旺业大学 副教授( 硕副 教授( 博导) 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，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过的研究成果，也不 包含为获得金胆王些太堂或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 ，二 。 学位论文作者签名：墨元锡蚕签字日期： 年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金目巴王业太堂有关保留、使用学位 论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金月曼王业太堂可以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 别雅礼弘：乏、 、， a 7j 噍一i v _ 、 签字同期：年月 同签字r 期：幽，年彳月印同 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 交通噪声对高校环境的影响 摘要 本文围绕着噪声预测软件s o u n d p l a n ，对s o u n d p l a n 噪声预测软件的预测 原理、方法及其在噪声预测分析中的应用进行了较为全面系统的研究。 文章研究了国内外交通噪声研究现状、噪声的基本知识以及噪声预测的基 本原理，对噪声预测原理和s o u n d p l a n 噪声预测软件的历史和特点，软件的 原理和安装、运行进行了详细的阐述。 在对噪声预测原理以及s o u n d p l a n 预测软件详细研究的基础上，针对应 用s o u n d p l a n 预测软件对高校噪声环境的预测进行了主要研究。包括利用噪 声预测软件，建立交通噪声模型，分析交通噪声对合肥工业大学南区现状的影 响，以及对未来学校附近路段的修建和打通对学校可能造成的影响进行预测， 得出了合肥工业大学南区未来噪声环境可能会严重超标的结论。 运用s o u n d p l a n 噪声预测软件分别对学校现在和未来的环境噪声进行评 价和预测，得出校园噪声环境的噪声网格分布图，分析了未来交通噪声对学校 可能造成的影响。由于测量条件以及其它因素的影响，预测结果可能会出现误 差，甚至错误，故通过在学校内选择测点进行实测，将实测值与预测值进行对 比，实测值和预测值相差在3 d b 以内，所以预测结果是可信的，从而验证了 s o u n d p l a n 预测软件预测结果的可靠性。 关键词：交通噪声；噪声预测原理；预测模型；高校环境；噪声网格分布图。 t h ei n f l u e n c eo ft r a f f i cn o i s et ot h ee n v i r o n m e n to fc a m p u s a b s t r a c t t h ep r i n c i p l ea n dm e t h o do ft h en o i s ep r e d i c t i o ns o f t w a r es o u n d p l a na n d i t s a p p l i c a t i o n i nt h e a n a l y s i s o fn o i s ef o r e c a s ta r e c o m p r e h e n s i v e l y a n d s y m t e m a t i c a l l ys t u d i e di nt h i sa r t i c l e f i r s t l y , t h er e s e a r c ho ft r a f f i cn o i s eo fd o m e s t i ca n da b r o a d a n dt h eb a s i c k n o w l e d g eo fn o i s ea n dt h eh i s t o r ya n dc h a r a c t e r i s t i c so ft h en o i s ep r e d i c t i o n s o f t w a r es o u n d p l a na r ei n t r o d u c e d ，a n dt h e p r i n c i p l e o ft h es o f t w a r e ，i t s i n s t a l l i n ga n dr u n n i n ga r ei l l u s t r a t e di nd e t a i l s e c o n d l y b a s e d o nt h en o i s e p r e d i c t i o np r i n c i p l e a n dt h es o f t w a r e s o u n d p l a nw h i c hi sw e l l - s t u d i e d ，t h en o s i ep r e d i c t i o ns o f t w a r es o u n d p l a ni s a p p l i e dt ot h ee n v i r o n m e n to fc a m p u ss u c ha sat r a f f i cn o i s em o d e li sb u i l t ，a n dt h e c u r r e n ti n f l u e n c et oh e f e iu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g ym a d eb yt r a f f i cn i o s ei s a n a l y z e d ，a n dt h ei n f l u e n c eo ft h ec o m p l e t i o na n dt h et h r o u g ho ft h er o a dn e a rt h e c a m p u si nf u t u r ei sf o r e c a s t t h ec o n c l u t i o no ft h ef u t u r en o s i ee n v i r o n m e n to ft h e c a m p u sw i l lb eo v e r r u na r ea c h i e v e d f i n a l l y , t h ec u r r e n tn o i s ee n v i r o n m e n to fc a m p u si se v a l u a t e da n dt h ef u t u r ei s f o r e c a s tr e s p e c t i v e l yb yu s i n gt h en o i s ep r e d i c t i o ns o f t w a r es o u n d p l a n an o i s e g r i dm a pi so p t a i n e da n d t h et r a f f i cn o i s et ot h e c a m p u si nt h ef u t u r e i s a n a l y s e d b e c a u s eo ft h el i m i to fm e a s u r ec o n d i t i o n sa n ds o m eo t h e rf a c t o r s ，t h e r e s u l tm a yb ee r r o r , t h r o u g h tc o n t r a s tt h ed a t aa c t u l lm e a s u r ea tt h ep o s i t i o ni nt h e c a m p u st ot h ep r e d i c t i o nd a t a ，t h er e s u l t ss h o wt h ee f f e c t i v e n e s sa n dv a l i d i t yo ft h e p r e d i c t i o nr e s u l tb ys o u n d p l a n k e y w o r d s ：t r a f f i cn o i s e ； n o i s ep r e d i c t i o np r i n c i p l e ；p r e d i c t i o nm o d e l ；c a m p u s e n v i r o n m e n t ；n o i s eg r i dm a p 致谢 论文虽然完成；但是我的心里却没有丝毫如释重负的感觉，更多的是惶恐 不安，因为我深知面对交通噪声对高校的影响这一复杂课题，我的论文犹如窥 豹一斑，有着太多的不足与缺憾，敬请各位老师和同学批评指正，以便我以后 更深入的研究和提高。 在这里，首先要感谢我的导师李志远教授。论文从选题、数据测量、 s o u n d p l a n 预测软件应用、模型建立、结果分析到论文的撰写成文，都是在李 老师的悉心指导下完成的。李老师在本硕士学位论文的成稿过程中倾注了大量 的心血，并在工作、学习、生活多方面对我关怀备至，李老师渊博的知识、严 谨治学的作风、孜孜不倦的求索精神是我今后学习的榜样。在此向李老师及其 家人表示崇高的敬意和衷心的感谢。 在这里，我还要感谢陆益民老师，魏浩征师兄，阮学云师兄，张宸维同学， 白宇同学，唐志胜同学，毕礼孟同学，陈慧同学，王晓燕同学以及噪声与控制 工程研究所的所有同学们，感谢你们再课题研究和论文写作期间对我的指导和 帮助，正是大家的相互鼓励、相互帮助使我顺利的完成学业。 最后感谢我的家人，谢谢你们的理解、支持和鼓励。 目录 第一章绪论：_ j l 1 1 引言1 1 2 国内外研究现状以及发展方向1 1 2 1 国内外研究现状1 1 2 2道路交通噪声预测的发展方向3 1 3 噪声预测软件的发展4 1 4 课题的来源与研究意义4 1 5 本文的研究内容5 第二章噪声的预测模型和基本理论6 2 1 引言- 6 2 2 交通噪声的预测模型6 2 2 1 我国城市道路交通特征6 2 2 2 噪声预测模型的影响因素：o 0 6 2 2 3 建立噪声预测模型的必要性6 2 2 4 三种预测模型的比较7 2 3 噪声的主观评价和噪声容许标准9 2 3 1 噪声的主观评价一9 2 3 2噪声容许标准l l 2 4 测量系统1 3 2 4 1测量系统12 2 4 2 噪声声压级的测量1 3 2 4 2 1 稳态噪声的测量13 2 4 2 2非稳态噪声的测量1 3 2 5 本章小结_ 13 第三章噪声预测原理1 5 5 5 5 5 6 7 8 9 1 l 1 l 1 工1 l 1 i 1 l 1 l ，l 3 4 1 公路噪声标准1 9 3 4 2 铁路噪声标准1 9 3 4 3 工业噪声标准1 9 3 4 4飞机噪声标准2 0 3 5s o u n d p l a n 的安装2 0 3 5 1硬件要求2 0 3 5 2安装要求2 0 3 6 s o u n d p l a n 模块2 0 3 7 本章小结2 1 第四章s o u n d p l a n 物理模型的建立及计算2 2 4 1 s o u n d p l a n 的基本介绍2 2 4 2s o u n d p l a n 数据库模块2 3 4 3 模型的计算和图形的生成3 l 4 3 1模型的计算3 1 4 3 2图形的生成。3 4 4 4 s o u n d p l a n 的使用步骤3 8 4 5s o u n d p l a n 软件操作流程3 9 4 5 1建立项目3 9 4 5 2模型的建立3 9 4 5 2 1 建模准备3 9 4 5 2 2 地形描述j 3 9 4 5 2 3 障碍物的设定3 9 4 5 2 4 声源的设定4 0 4 5 2 5计算区域的设定4 0 4 5 3 模型的计算j 一4 1 4 5 3 1 计算类型的设定4 1 4 5 3 2 计算数据4 1 4 5 4 结果的显示4 1 4 5 4 1 结果数据表4 1 4 5 4 2 电子数据表4 2 4 5 4 3 图形显示_ 4 2 4 6 本章小结4 3 第五章合肥工业大学南区环境噪声状况的分析和预测4 4 5 1 合肥工业大学南区交通现状4 4 5 2 车流量以及交通噪声的测量方法4 4 5 2 1 测点的选择和比较4 4 5 2 1 1测点的选择4 4 5 2 1 2金寨路和马鞍山交通状况的比较4 5 5 2 1 3黄山路测点的选择4 5 5 2 2 测量仪器和条件4 5 5 2 3车流量的记录4 5 5 2 4 各测点噪声频谱4 6 5 3 噪声预测模型的建立5 0 5 4 计算结果与分析5 2 5 5 本章小结_ 5 4 第六章总结与展望一5 5 6 1 工作总结5 5 6 2 研究展望5 5 参考文献5 7 攻读硕士期间发表的论文6 0 插图清单 图3 1 声屏障反射、透射、衍射图1 7 图3 2s o u n d p l a n 扇形算法模型图1 9 图4 1s o u n d p l a n 主界面示意图2 2 图4 2s o u n d p l a n 快捷栏2 3 图4 3s o u n d p l a n 数据库模块2 4 图4 4s o u n d p l a n 数据结构2 5 图4 5s o u n d p l a n 数据模型管理2 5 图4 6s o u n d p l a n 模型的显示方式2 6 图4 7s o u n d p l a n 的o p t i o n s 菜单2 6 图4 8s o u n d p l a n 声源频谱定义2 7 图4 9s o u n d p l a n 修正因子2 7 图4 1 0s o u n d p l a n 修正系数的设置2 8 图4 1 1s o u n d p l a n 相对高度和绝对高度的设置2 8 图4 1 一般材料的吸声系数。- 2 3 图4 1 2s o u n d p l a n 的b c r m 定义2 9 图4 1 3s o u n d p l a n 的s o u r c e s 块3 0 图4 1 4s o u n d p l a n 对地势的设定3 0 图4 1 5s o u n d p l a n 的模型文件一3 2 图4 1 6s o u n d p l a n 计算标准的选择- 3 2 图4 1 7s o u n d p l a n 模型网格选取设定3 3 图4 1 8s o u n d p l a n 插值计算3 3 图4 1 9s o u n d p l a n 图形生成菜单3 5 图4 2 0s o u n d p l a n 噪声围线图3 5 图4 2 1s o u n d p l a n 噪声区域图一3 6 图4 2 2s o u n d p l a n 建筑物正面噪声图3 6 图4 2 3s o u n d p l a n 截面噪声图3 6 图4 2 4s o u n d p l a n 三维图3 7 图4 2 5s o u n d p l a n 墙优化计算菜单3 7 图4 2 6s o u n d p l a n 墙优化计算结果图3 7 图4 2 7s o u n d p l a n 专家分析系统3 8 图4 2 8s o u n d p l a n 对声源的设定4 0 图4 2 9s o u n d p l a n 数据计算。4 l 图4 3 0s o u n d p l a n 计算结果数据表4 2 图4 3 1s o u n d p l a n 电子数据表4 2 图4 3 2s o u n d p l a n 图形显示4 3 图5 1 宁国路测点噪声频谱( 昼) 4 3 图5 2 宁国路测点噪声频谱( 夜) 4 3 图5 3 屯溪路测点噪声频谱( 昼) ：4 4 图5 4 屯溪路测点噪声频谱( 夜) 4 4 图5 5 金寨路测点噪声频谱( 昼) 4 5 图5 - 6 金寨路测点噪声频谱( 夜) 4 5 图5 7 九华山路测点噪声频谱( 昼) 4 6 图5 8 九华山路测点噪声频谱( 夜) 4 6 图5 - 9 黄山路测点噪声频谱( 昼) 4 7 图5 1 0 黄山路测点噪声频谱( 夜) 4 7 图5 1 l 工大平面图5 0 图5 1 2s o u n d p l a n 声学模型图5 1 图5 1 3s o u n d p l a n 计算结果图1 5 2 图5 1 4s o u n d p l a n 计算结果图2 5 3 表格清单 表2 1 城市区域环境噪声标准1 2 表2 2 机动车辆允许噪声标准o 1 3 表4 1 一般材料的吸声系数2 9 表5 1 车流量统计结果表4 6 表5 2 校内测点实测结果记录表5 2 表5 3s o u n d p l a n 预测结果表5 4 第一章绪论 1 1 引言 噪声对于环境是一种严重污染，塔对人体具有多方面的危害。长期的噪声 暴露对人的听觉、心脑血管、视觉、消化、神经功能等系统均会产生不同程度 的损害【l ，。交通噪声是目前城市环境的主要噪声源，交通噪声干扰人们的正常 工作与生活，严重时会影响人们的身体健康，尤其是对于学校教学和居住环境 的影响。近年来，随着科技的进步和经济的发展，城市道路建设也日趋完善， 一种立体纵横，网络棋布的新型道路格局正在形成，城市的各类车辆数量急剧 上升，这些在给经济的发展、人们的生活带来方便的同时，也给沿线的物理环 境和生态环境带来许多不利影响，引起了一系列的环境问题。特别是由机动车 辆产生的城市道路交通噪声，严重地威胁着人们的正常生活和身心健康，也越 来越受到人们的普遍关注1 2 】。 1 2 国内外研究现状以及发展方向 1 2 1 国内外研究现状 对道路交通噪声的工程性研究大约产生于2 0 世纪6 0 年代，直接引起的原 因是发达国家的城市化和机动车的迅速增加引起抱怨增加。从一开始这种研究 主要集中在四个方面【3 】：一是噪声对人的影响以及评价指标；二是噪声传播规 律的研究；三是噪声的生成机制的研究；四是建立在上述三个方面研究成果基 础上，并结合其他相关技术的噪声控制策略与降低技术的研究。其中针对道路 交通噪声的测量可分为实测分析方法和间接分析方法( 理论计算方法、经验模 型方法) 。 道路交通噪声的实测分析方法最早使用的也是最基本的方法是进行实测并 建立声场与相关条件之间的关系【4 】。早在7 0 年代，世界上许多国家和地区就很 重视交通噪声的评价研究【5 】，g r i f i e t h s l d 和f j l a n g d o n 等人在伦敦西北的1 2 个噪声现场调查了交通噪声污染和公众对交通噪声刺激的主观反映，得出公众 的不满意率与l 1 0 和l 9 0 的组合项( 交通噪声指数) 之间有较好的相关性，相 关系数为0 8 8 6 1 。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 多个小时道路交通实际监测，在此基础上，分析了西班牙主 要城市区交通噪声的时间变化特性f 7 1 。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 升级超过6 5 d b a 的环境中。l a m 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 1 0 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 的住户交通噪声评价的监测点原则、分析方法及评价指标。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噪声状况【8 】。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 a 、l 1 0 、l 8 h 。结果表明其中1 l 以上 ( 4 1 7 5 8 中的4 6 7 4 个) 居民生活在交通噪声严重超标环境中。h e n g 、h o n o 、 o n g 、m e 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【9 】。 我国的城市环境噪声污染研究起步相对较晚。在2 0 世纪7 0 年代以前，我 国的噪声侧重于工业噪声，研究的领域也主要集中在消声、吸声、隔声等方面 【1 0 1 。7 0 年代，中国科学院声学研究所等单位对我国七十多个城市的噪声环境状 况进行了调查，并且在此基础上提出了一些噪声环境标准和评价指标，但是这 一时期我国城市的环境噪声研究仍然停留在普查阶段，噪声治理研究也尚且处 在试点范围【1 1 1 。改革开放以后，我国城市环境噪声污染的研究进入快速发展时 期。当前，城市交通噪声监测采用定点监测的方法，但是，这种方法的工作量 大，消耗的人力、物力多，因此，许多学者对噪声监测布点优化进行了研究， 通过应用数理统计学、不确定性数学模型和减少实测数据来达到减少测点的目 的【1 2 】。马东生等人采用了灰色理论关联度分析法研究了朝阳市市区交通干线两 侧环境噪声测点优化，将测点数由原来的9 个减少到3 个【l3 1 。李文生等人采用 多元统计主成分分析法优化确定等效升级为优化布点的基础，对鞍山市环境噪 声监测方法进行了模糊批判优化和系统分析，选出了基本符合情况的优化点 【1 4 1 。陈向党和陈光华运用数理统计的方法对城市环境噪声达标区的网格监测资 料进行了分析研究，从而确定出小型区域环境噪声网格监测的最佳测点数【l5 1 。 同时，也有不少学者对噪声监测过程中数据处理、噪声监测的时效性、影响因 素以及噪声环境评价方法进行了一定的研究和探讨。徐福留等人将模糊聚类与 层次分析相结合，提出了多级模糊综合测评法f l6 1 ，此方法采用了层次分析法， 较好的解决了各评价要素的权值分配问题，并且在宣州市进行了实验验证。周 志龙对噪声冲击指数法在城市环境噪声评价中应用、存在问题等内容进行了详 2 细的研究【1 7 】。 随着人们对于环境质量调查逐步细化和对环境质量要求的不断提高，交通 噪声污染状况调查耗资也逐渐增多，但是由于定点实测获得的数据有时很难保 证客观性和典型性，所以交通噪声预测研究日益被重视，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于1 9 7 8 年 1 2 月发布了f h w a t l 8 】高速公路交通模型，该模型以等效连续a 声级l e q a 为评 价指标，自从发布以来，经过数次改进，现已日趋完善，并且在许多国家得到 了广泛应用。英国交通部于1 9 7 5 年发布了c r t n 模型【l 引，1 9 8 8 年又发布了其 改进的c r t n 8 8 。此模型以交通噪声峰值l l o 为评价指标，自从发布以来，在 中国香港地区和所有英联邦国家得到广泛应用，并且成为这些国家和地区法院 在处理相关交通噪声诉讼案时唯一认可的标准模型【2 们。德国交通部公路建公司 分别于1 9 8 1 和1 9 9 0 年发布了r l s 8 1 模型以及其改进的r s l 9 0 模型【2 1 1 ，该模 型以等效连续a 声级l e q a 为评价指标，包括声传播模型和声源模型两个子模 型。法国、瑞士、挪威、奥地利、丹麦、日本、意大利、西班牙、泰国和新加 坡也都相继发布了自己的道路噪声预测模型。 目前，国内的很多学者在城市交通噪声预测方面做了大量的研究工作【2 2 1 ， 建立了相应的噪声预测模型。城市交通噪声预测方法主要可以分为两类：一类 是根据不确定性数学原理，引用统计分析提出的预测方法。这类方法以实测数 据在实践序列上的规律为基础，应用时不受周边环境条件和物理机制的影响， 但是预测模型公式使用有很大的局限性【2 3 1 。随着信息处理系统和技术的发展， 此类预测方法也在不断的改进和完善。林志周，周国玲等运用灰色系统的理论 模型对城市环境噪声进行综合预测【2 4 】；张继萍，吴硕贤等研究了人工神经网络 在道路交通噪声预测中的应用【2 5 】；另一类是根据噪声产生与传播的物理原理所 提出的理论计算预测方法，此类方法受传播介质和噪声源的限制大，不一定符 合自由或半自由声场和理想的泊松流条件，而且参数众多，有较为复杂的表达 式【2 6 1 。这类方法以预测为主，实验验证，因此，是当前许多国家所采用的主要 方法。我国以往研究大多以分析和介绍国外预测评价模型为主，对于建立符合 我国实际环境状况、环境标准的预测模型的研究比较少【2 。 1 2 2道路交通噪声预测的发展方向 早期城市区域交通噪声大多采用经验模型预测或实际监测采样的方法【2 8 1 。 但是对于城市道路交通噪声而言，一方面，实测只能用于评价已有的交通道路 3 噪声影响，对于正在修建和规划中的道路则无能为力，而且交通噪声实测考虑 的仅仅代表测量时的噪声状况，而测量时间未必具有代表性；另一方面，预测 可以根据需要用一天平均交通流量成一定时间段内最大流量，求出一定时间内 的最大噪声级和相应的一天的等效声级，但是，以往经验模型都存在一定得不 足与缺陷，预测精度难以保证【2 9 1 。因此，通过采用实际监测数据和国内外成熟 预测模式相结合的方法，利用信息系统和现代技术为工具，全面表征城市道路 交通污染水平与空间分布，为城市区域环境综合治理，城市建设与规划，政府 决策提供理论依据，更好的控制道路交通噪声应该是今后的发展方向【3 0 】。 1 3 噪声预测软件的发展 s o u n d p l a n 是噪声预测的一种软件，在噪声预测工作中有着较为广泛的应 用。目前，国际上通用的环境噪声预测软件有很多，其中德国的s o u n d p l a n 软件、c a d n a a 软件和丹麦的l i m a t m 等商业软件在噪声预测工作中得到了广 泛的应用【3 1 1 。而s o u n d p l a n 软件是独一无二的进行外部噪声计算、建筑物透 声计算、互动的噪声控制优化设计的集成软件。包括：道路，铁路，飞机交通 规划；降噪方案优化；石油化工厂，炼铁厂，发电站，采矿厂，制造厂等的项 目根据噪声限值的规划：o s h a ( 职业安全与卫生条例( 美) ) 标准的鉴定，社 区噪声控制，工人工作环境噪声控制等。 s o u n d p l a n 噪声预测软件自1 9 8 6 年颁布以来，迅速成为德国户外声学软 件的标准，并逐渐成为世界上关于噪声预测、制图以及评估的领先软件，欧洲 市场占有率为7 0 。集成软件包括：墙优化设计，成本核算，工厂内外噪声评 估，空气污染评估等。s o u n d p l a n 的使用范围从小工厂到整个城市的噪声规划， 对实体和项目的尺寸没有任何限制。软件提供的多种多样的界面、数据库、工 具箱让建模计算高效、省时。目前，s o u n d p l a n 已有3 8 个国家的3 5 0 0 多个用 户，已经成为噪声评估界使用最广泛的软件【3 2 1 。 1 4 课题的来源与研究意义 噪声污染是造成高校环境污染的主要因素之一，而交通噪声是高校噪声污 染的主要来源，噪声污染对人们的正常学习与工作以及人体健康都有较大的危 害 3 3 】。目前，随着城市交通干线的扩建和新建，甚至出现交通干道穿过学校的 情况，例如合肥市黄山路的打通，将穿过合肥工业大学校园，势必会对校园噪 声环境造成重大影响。因此，交通噪声对高校环境的影响日益受到人们的重视。 4 交通噪声评价可以采取实际采样监测和预测为主、实测验证两种方法，由 于实测方法存在只能评价已有道路的噪声影响、难以弥补同步性、人力物力耗 费大等方面的不足，而借助模型可以对拟建项目、降噪方案进行预测评价，可 以提高效率和节约社会成本，是今后的发展方向【34 1 。 本课题来源于合肥工业大学南区周边正在修建中的马鞍山路轻轨和未来可 能被打通并穿过校园的黄山路可能对校园噪声环境造成的重大影响。因此，有 必要利用噪声预测软件建立噪声预测模型，通过在校园内实测与预测值对比， 验证预测结果的可信度，并对未来的校园噪声环境状况进行评价和预测。 1 5 本文的研究内容 s o u n d p l a n 作为目前被广泛应用的噪声预测软件，在实际应用中得到了很 好的效果。本文对s o u n d p l a n 噪声预测软件进行了详细的研究，并对该软件 的应用问题进行了有益的探讨，本文主要研究内容： 第一章阐述了城市交通噪声分析预测的重要意义，噪声预测软件以及模型， 总结了本文的主要研究内容。 第二章对有关交通噪声的基本知识进行了探讨，包括噪声的定义、传播、 分布规律、评价量、评价标准以及测量技术。 第三章研究了噪声预测的原理。 第四章详细研究了s o u n d p l a n 噪声预测软件的使用，探讨了如何利用预 测软件建立物理模型以及计算。 第五章，以合肥市合肥工业大学南区为实例，根据校园内外交通状况和道 路环境特征，通过s o u n d p l a n 预测软件建立预测模型并计算。在校园内外选 点进行实测，与s o u n d p l a n 预测结果进行了对比验证，验证了预测结果的可 靠性。并在此基础上，对未来马鞍上路修建完工和黄山路打通对校园噪声环境 的影响进行预测。 第六章对全文进行了总结和展望。 5 第二章噪声的预测模型和基本理论 2 1 引言 人们生活在充满着各种声音的世界里，生活离不开声音。判断一种声音是 否属于噪声，很大程度上取决于接受者的主观因素。噪声是指人们不需要的声 音，噪声可能是有人为活动产生的，也可能是由自然现象产生的；可以是节奏 和谐的乐音，也可能是杂乱无序的宽带声音。当声音超过社会活动以及人们生 活所能承受的程度时就成为噪声污染【3 5 1 。目前存在的城市交通环境问题，是我 国经济持续、快速发展的结果，是社会前进中产生的问题。交通噪声是影响我 国城镇声学环境的主要噪声源，随着我国国民经济的蓬勃发展，公路建设步伐 越来越大，车流量也随之增加。伴随着通车里程、车流量以及行驶车速的与日 俱增，道路交通噪声污染对沿线居民的影响程度和范围也随之加剧和扩大，道 路交通噪声污染已经逐渐变成沿线居民最为关注的环境污染问题。如何利用交 通噪声预测模型对道路噪声进行预测分析，并根据预测结果采取具体的噪声防 治措施，从而进行有效的交通噪声控制是一个值得研究的问题。 2 2交通噪声的预测模型 2 2 1 我国城市道路交通特征 伴随着社会经济的快速发展，我国机动车保有量保持着快速增长。机动车 车型结构也正在由货运车辆为主向客运车辆为主的结构发展，特别是小客车的 比例越来越大。与此同时，公共交通的发展得到重视，正稳步增长。城市交通 基础设施按照新建和扩建并举的模式发展，但是增长的速度较为缓慢。 由于小汽车的快速增长和使用、出行次数增加等原因，促使我国城市交通 需求超过了缓慢增长的道路交通基础设施所提供的能力，从而引起了城市交通 拥挤。因此，我国的城市，尤其是交通问题比较突出的大城市，应重视调控交 通需求与交通供给的平衡。 2 2 2 噪声预测模型的影响因素 交通噪声的大小取决于道路车流量、车辆构成、车辆行驶状况、道路因素 以及噪声源与直接接受者之间的遮蔽物等因素。其中，车流量是影响交通噪声 的首要因素。随着车流量的增加，噪声源的增多，交通噪声声级和累积百分统 计声级呈上升趋势，但是当车流量增加到一定程度时，噪声级就基本保持不变 了，各统计评级参数的标准偏差变小，交通噪声的起伏也随之减小。此外，它 还与道路车辆的种类以及各种车辆所占的比例有关。道路因素对交通噪声大小 的影响也比较显著，包括道路的路面状况、纵断面形态、护栏与隔离设施、沿 路建筑物等。此外，道路交通管理对交通噪声也有一定的影响。 2 2 3 建立噪声预测模型的必要性 随着人们对环境质量要求的不断提高和环境质量调查的逐步细化，交通噪 声污染状况调查的耗资也逐渐增加，但是实测数据在部分线路布点也存在一定 的实际困难，所以交通噪声的预测研究日益被各国所重视，许多国家都建立了 各自的预测模型。日本在1 9 6 9 年就建立了以l 5 0 作为评价指标的交通噪声预 测模型；英国在1 9 7 5 年发布了c r t v 模型；