ISOTS 13471-22022 声学.温度对轮胎道路噪声测量的影响.第2部分用旁路法进行试验时的温度校正标准立项发展报告

声学温度对轮胎/道路噪声测量的影响第2部分：用旁路法进行试验时的温度校正标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Acoustics—Temperatureinfluenceontyre/roadnoisemeasurement—Part2:Correctionfortemperaturewhentestingwiththepass-bymethods摘要轮胎/道路噪声是交通运输噪声的重要组成部分，其测量精度直接影响交通噪声评估、车辆法规认证及低噪声路面设计的科学决策。温度作为影响轮胎/道路噪声最为显著的环境因素之一，其变化可导致测量结果产生1~2dB的系统性偏差，这一量级足以影响法规符合性判定和工程降噪措施的效果评估。为系统解决温度校正的技术一致性问题，国际标准化组织（ISO）于2022年8月正式发布ISO/TS13471-2:2022《声学温度对轮胎/道路噪声测量的影响第2部分：用旁路法进行试验时的温度校正》。该标准作为ISO13471系列的重要组成部分（第1部分为CPX法温度校正），确立了旁路法（pass-bymethods）温度校正的通用技术框架，规定了温度校正方法选择原则、校正系数的确定步骤以及考虑暴露时间、轮胎胎面温度与空气温度差异影响的综合校正程序。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、关键方法与预期应用效益，并对标准实施前景提出展望。该标准的发布有效填补了国际轮胎/道路噪声旁路法测量温度校正领域的技术标准空白，对提升全球交通噪声评估的一致性和可比性具有重要意义。关键词：轮胎/道路噪声；温度校正；旁路法；声学测量；ISO/TS13471-2:2022；交通噪声Keywords:tyre/roadnoise;temperaturecorrection;pass-bymethods;acousticmeasurement;ISO/TS13471-2:2022;trafficnoise1引言1.1研究背景随着全球城市化进程加快和交通运输需求持续增长，交通噪声已成为影响居民生活质量和公共健康的主要环境因素之一。世界卫生组织（WHO）发布的《环境噪声指南（2018）》指出，长期暴露于道路交通噪声环境中可显著增加心血管疾病、认知障碍和睡眠干扰等健康风险。在此背景下，各国纷纷制定日趋严格的车辆噪声限值法规和路面声学性能评价标准，对轮胎/道路噪声测量技术提出了更高的精度和一致性要求。轮胎/道路噪声的产生与传播机制受多种环境因素耦合影响，其中温度是最为关键的影响变量之一。研究表明，轮胎/道路噪声对温度的敏感度约为−0.03至−0.05dB/°C（即温度升高10°C，噪声级可降低0.3~0.5dB），在部分中高频段甚至可达−0.1dB/°C。这一温度效应主要源于橡胶材料粘弹性特性的温度依赖性：温度升高使轮胎橡胶刚度降低，从而减弱胎面花纹撞击路面时的振动幅值；同时，路表空隙内的空气泵吸效应也随温度变化而改变。此外，路面材料（尤其是沥青混合料）的粘弹性模量同样对温度高度敏感，进一步复杂化了温度影响的定量描述。值得注意的是，轮胎/道路噪声测量的温度问题在国际层面尚未形成统一标准。ISO10844规定了测试路面的物理特性要求，但在实际测量中，不同国家和地区在温度条件控制和数据校正策略上存在显著差异。部分法规（如ECER117）要求测量期间空气温度在5°C至40°C范围内，并规定了简单的温度校正公式；但在学术研究和工程应用中，研究者常采用各自的经验校正系数或参考温度基准，导致不同来源的测量数据缺乏可比性。在更广泛的标准化操作中，部分实验室虽然遵循了ISO10844的测试路面铺设规范，但在环境温度控制与数据处理环节仍存在操作不一致，使得统一的温度校正标准成为迫切需求。1.2标准立项的必要性（1）法规符合性判定的一致性需求。随着欧盟、日本、中国等主要经济体相继实施轮胎噪声标签制度和车辆型式认证噪声限值，温度校正方法的差异直接影响产品能否通过认证测试。以欧盟轮胎标签法规（EC）No1222/2009为例，轮胎滚动噪声的测定依据UNR117规程执行，其中涉及特定的温度校正程序。然而，不同测量机构在操作细节上的理解差异可能导致同一产品得出不同结论。（2）低噪声路面技术评估的准确性需求。多孔沥青路面、橡胶改性路面等低噪声路面技术的降噪效果通常为3~6dB，而温度引起的测量偏差可达1~2dB，若不能有效校正，将严重影响对路面声学性能的客观评价，制约低噪声路面的技术推广和政策制定。（3）跨区域数据比较的科学需求。在全球气候变化背景下，不同气候区域的测量数据需要在统一参考温度下进行归一化处理，以支持气候适应性路面设计和国际学术交流中的数据共享。（4）技术方法的碎片化现状。当前温度校正方法纷繁多样，从简单的线性回归到考虑多因素的非线性模型均有应用，缺乏统一的技术规范和最佳实践指引。ISO/TS13471-2:2022的发布正是针对上述需求，以技术规范（TechnicalSpecification）形式提供了一套经过广泛验证的、科学的温度校正方法论框架。1.3标准定位与适用范围ISO/TS13471-2:2022作为一份国际标准化组织发布的技术规范，定位于为采用旁路法进行轮胎/道路噪声测量的各类场景提供温度校正的标准化方法。旁路法是指传声器位于被测车辆行驶道路旁侧的测量方法，主要包括ISO11819-1中定义的统计通过法（SPB方法）、ISO10844测试路面上的受控通过法（CPB方法）以及ISO362中定义的车辆加速噪声通过测量方法。该标准对这些方法的温度校正进行了统一规范，但不适用于使用近距离测力法（CPX方法）进行连续测量时的校正场景（该场景由ISO/TS13471-1覆盖，为后续查阅提供了交叉引用依据）。适用对象涵盖车辆制造商、轮胎制造商、道路管理部门、声学测量机构、科研院所及法规认证机构等多元主体。标准内容兼顾不同气候区域和不同测试条件下的适用性，提供了灵活而严谨的技术方案。2标准技术内容2.1标准结构框架ISO/TS13471-2:2022采用国际标准的规范结构，正文部分包括范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和缩略语、温度影响的机理概述、温度校正方法、校正程序、不确定度评估及报告要求等章节，并附有若干资料性附录以提供背景说明和应用实例。全文约32页，系统阐述了从测量原理到实际操作的全链条技术内容。2.2温度校正方法体系该标准的核心贡献在于提出了一个多层级温度校正方法体系。依据测量精度要求和实际条件，将温度校正分为不同层级（Level1至Level3），各层级在校正精度、数据需求和操作复杂度上逐级递进。层级越高，校正精度越高，所需输入参数也越多。使用者可根据测量目的和可用数据条件选择适当的层级，从而实现精度与成本的合理平衡。Level1方法为简单线性校正法。该方法假设轮胎/道路噪声级与环境温度之间呈线性关系，通过预先确定或引用标准推荐的温度系数进行校正。其基本计算公式为：L_ref=L_meas+α×(T_ref−T_meas)其中，L_meas为在测量温度T_meas下获得的噪声级，T_ref为规定的参考温度（通常为20°C），α为温度系数（单位为dB/°C），其取值依据测量频率和路面类型等因素确定。该方法适用于温度范围较窄、精度要求中等的应用场景，如日常路面声学性能监测和初步评估。Level2方法为分频段校正法。考虑到不同频率成分对温度的敏感度不同，该方法将噪声信号按倍频程或1/3倍频程划分，对各频段分别应用温度系数进行校正后再合成总声级。相较于Level1方法，该方法在频率细节上更具针对性，适用于噪声频谱分析、声学建模和法规测试等需要频率分辨率的应用场景。Level3方法为综合物理模型校正法。该方法综合考虑空气温度、路面温度、轮胎胎面温度及其相互之间的热传导关系，引入暴露时间（即轮胎在特定温度条件下运行的时间）作为修正参数，构建了更为精确的物理模型。该模型修正了以往测量实践中的一个重要偏差来源：ISO10844虽然在实质上规定了测试路面的物理特性要求，但在进行精准的温度效应评估时，仍需结合胎面温度与空气温度的差异进行深入分析。该方法适用于高精度研究、法规认证测试和争议仲裁等高要求场景。2.3关键影响因素的处理策略（1）空气温度与路面温度的协同效应。标准明确指出，单一使用空气温度作为校正变量存在局限性。路面温度（尤其是路面表层以下2~5cm处的温度）对噪声产生机制的直接影响更为显著，而空气温度则主要影响声波传播过程。标准推荐在条件允许的情况下同时记录空气温度和路面温度，并依据测量目的选择适当的温度参数作为校正基准。（2）暴露时间的修正作用。在实际测量中，车辆在测试路段上的行驶时间通常较短（数十秒级别），而环境温度条件在一天内可能发生显著变化。标准引入了暴露时间的概念，要求记录测量前车辆和轮胎在特定环境条件下的停放和适应时间，以及在测量过程中的行驶时间，以评估热平衡状态对测量结果的影响。（3）轮胎胎面温度与空气温度差异的修正。轮胎在高速行驶过程中因内部摩擦和形变会产生热量积累，导致胎面温度显著高于环境温度（尤其在冬季条件下可高出15~25°C）。标准提出了胎面温度的测量方法和将胎面温度与空气温度差异纳入校正模型的数学处理方法，有效减少了这一因素引起的系统误差。（4）风速和湿度的辅助修正。虽然温度是主导影响因素，但标准也承认风速和湿度对测量结果有次要但不可忽略的贡献，建议在测量条件记录中纳入这些参数，并在异常气象条件下提供操作指导。2.4不确定度评估与报告要求测量不确定度评估是标准的重要组成部分。标准要求在使用温度校正方法时，应结合ISO/IECGuide98-3（GUM）提供的测量不确定度评估框架，分析温度测量误差、温度系数不确定度、声学测量本身的不确定度等分量的合成，从而给出校正后结果的扩展不确定度。标准同时规定了测量报告的规范格式，要求报告需完整记录测量时间、温度条件（空气温度、路面温度、胎面温度）、校正方法层级、采用的温度系数来源及不确定度分析结果等关键信息，以满足数据可追溯性和结果可复现性的双重要求。3标准的技术创新与水平分析3.1技术规范的创新性贡献ISO/TS13471-2:2022在国际标准化组织框架内首次系统地解决了旁路法温度校正的方法论问题，具有以下创新特征：第一，建立了层级化校正方法体系。不同于以往标准中提供单一校正公式的做法，该标准通过架构设计和内容安排，构建了面向多样化应用场景的技术路径分类框架，使不同精度需求的用户都能获得适用的解决方案。这一框架的设计思路体现了ISO技术规范在方法体系建构方面的创新性探索。第二，将多温度参量协同纳入校正体系。标准首次将空气温度、路面温度和轮胎胎面温度作为相互关联的参数体系综合处理，突破了以往仅以空气温度作为单一校正变量的局限，显著提高了校正方法的科学性和准确性。第三，明确了温度影响机理的统一描述框架。标准基于现有学术研究成果，对温度影响轮胎/道路噪声的物理机理进行了系统化归纳，为后续研究和技术改进提供了共同的理论基准。3.2与相关标准的技术衔接该标准具有良好的标准兼容性。在测量方法层面，它衔接了ISO11819-1（统计通过法SPB）、ISO10844（测试路面声学特性）和ISO362（车辆加速噪声测量）等技术标准，在不改变原有测量方法核心流程的前提下，增添了温度校正的标准化程序。在校正方法层面，它与ISO/TS13471-1（CPX法温度校正）形成互补，共同构建了完整的温度校正标准体系框架；ISO/TS13471-1:2022已于2022年发布，其规定的CPX法温度校正程序在工程实践中与旁路法形成应用互补，两者的技术一致性为ISO13471系列的整体协调性提供了保障——二者在温度参量定义和校正程序框架上保持了一致的设计理念。4修订的企事业单位或标委会4.1ISO/TC43/SC1声学技术委员会概述ISO/TS13471-2:2022由国际标准化组织声学技术委员会（ISO/TC43）下设的建筑声学分技术委员会（ISO/TC43/SC1）负责制定。ISO/TC43成立于1947年，是ISO最早设立的技术委员会之一，其工作范围涵盖声学领域的标准化，包括但不限于声学量的定义和测量方法、声学仪器的技术要求、噪声暴露评估及声学对人体和社会的影响等。TC43下设多个分技术委员会和工作组，其中SC1（建筑声学）负责建筑和建筑构件的声学性能标准化，以及环境噪声和交通噪声测量相关标准的制定与维护。SC1的秘书处由丹麦标准协会（DS）承担，主席和秘书人选来自不同成员国，体现了国际标准的广泛代表性和技术权威性。在轮胎/道路噪声测量领域，SC1直接负责或参与维护的标准包括：ISO11819-1（统计通过法测量路面声学性能）、ISO10844（声学测量道路车辆和轮胎噪声用测试路面的技术规范）、ISO13471系列（温度对轮胎/道路噪声测量的影响）以及ISO362系列（道路车辆加速噪声测量工程法）等。这些标准共同构成了国际上道路声学测量标准体系的核心。4.2标准制定过程与协作机制ISO/TS13471-2:2022的制定过程历时约三年，经历了新工作项目提案（NWIP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和技术规范最终草案（FDTS）等阶段。项目由SC1内专门设立的工作组负责，工作组成员来自欧洲、北美、亚洲等多个国家和地区的声学研究机构、汽车和轮胎制造商、独立检测机构及政府部门，确保了标准技术内容的广泛适用性和技术先进性。制定过程中，工作组系统收集了来自全球各地的旁路法测量数据，包括欧盟成员国在轮胎标签法规实施过程中积累的海量测量数据，以及日本、韩国、中国等国家在路面声学性能评价中的实测数据集。基于这些数据，工作组进行了大规模的统计学分析，评估了不同温度校正模型的适用性和残差特性，最终确立了标准所采用的分级校正方法框架。4.3主要参与单位的贡献在ISO/TS13471-2:2022的制定过程中，多个国家的标准化机构和研究机构作出了实质性贡献。其中，荷兰应用科学研究组织（TNO）作为该标准制定的核心技术支撑单位，发挥了突出的作用。TNO是荷兰最大的应用科学研究机构，其声学与振动研究部门长期从事交通噪声测量与建模研究，在轮胎/道路噪声领域拥有超过三十年的研究积累。TNO的科学家团队在标准制定中承担了以下核心任务：（1）牵头完成了温度影响机理的系统文献综述和物理模型构建；（2）基于其庞大的轮胎/道路噪声数据库开展了温度系数的大规模回归分析；（3）主导设计了Level3综合校正方法的算法框架；（4）组织开展了跨实验室间的比对测试，验证了标准方法的可重复性和可再现性。除TNO外，欧洲汽车制造商协会（ACEA）、欧洲轮胎和橡胶制造商协会（ETRMA）等行业协会也深度参与了标准的技术讨论和意见反馈。德国联邦公路研究所（BASt）、瑞典国家道路与交通研究所（VTI）等国家研究机构提供了丰富的实测数据和技术建议。法国标致雪铁龙集团（PSA）、德国大陆集团（Continental）等企业和机构也在各自擅长领域为标准的完善贡献了技术力量。5结论与展望5.1标准发布的意义ISO/TS13471-2:2022的正式发布是轮胎/道路噪声测量标准化进程中具有里程碑意义的事件。该标准首次以国际标准文件的形式，为旁路法测量中的温度校正提供了系统化、规范化的技术路径，有效弥补了该领域长期存在的标准空白。其核心贡献体现在三个层面：在技术层面，该标准构建了从简化线性校正到综合物理模型的多层级方法体系，在精确性和可操作性之间实现了合理平衡，为不同应用场景提供了科学的方法选择依据。标准中