汪 贇，魏峻山，張守斌，劉硯華

中國環(huán)境監(jiān)測總站 國家環(huán)境保護監(jiān)測質(zhì)量控制重點實驗室，北京 100012

道路交通噪聲是城市中的主要噪聲源，根據(jù)美國的調(diào)查顯示，46%的城市人口受到噪聲的困擾，其中86%的人指出噪聲主要來自汽車[1]。在中國城市道路交通噪聲普查式監(jiān)測已經(jīng)開展了近30年，由各城市的環(huán)保部門在每年春季或秋季進行。按城市規(guī)模不同監(jiān)測點位數(shù)量可為幾十至幾百個，按監(jiān)測點位所代表的道路長度加權(quán)得到城市道路交通噪聲的平均值[2]。在此類監(jiān)測中，監(jiān)測點位高度是選在距離地面1.2 m處。采用這個高度是因為目前主要是人工監(jiān)測，此高度在手工監(jiān)測時較為方便。但是，在1.2 m測量容易受到往來行人活動和交談的干擾，并受到道路兩側(cè)綠化帶衰減、地面反射等影響。隨著監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，自動化水平的提高，中國噪聲監(jiān)測已由人工監(jiān)測為主向自動監(jiān)測[3-5]為主的方向轉(zhuǎn)變，對自動監(jiān)測而言，從儀器運行、儀器安全、儀器維護等角度，也需要提升監(jiān)測點位高度。歐盟的噪聲指標標準中規(guī)定，戶外噪聲監(jiān)測高度宜離地面4 m以上，比傳統(tǒng)的1.2 m能更好反映戶外噪聲水平[6-7]。中國近年對自動監(jiān)測點位布設(shè)的探討中，也采用了點位高度在4 m以上的做法[7-8]。

然而，點位高度上移會使測量結(jié)果隨之改變，這造成了與傳統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)不連續(xù)和與相關(guān)標準[2]評價值不匹配。該文首次系統(tǒng)研究了道路交通噪聲監(jiān)測點位高度改變對測量結(jié)果的影響，通過在4城市多道路開展試驗，分析了噪聲測量值的變化規(guī)律并探討了監(jiān)測高度提高的優(yōu)點。

1 道路交通噪聲測點高度試驗

為了使試驗具有廣泛代表性，在北京、天津、上海、沈陽4個城市，共選擇了132條城市道路進行監(jiān)測，包括不同車道數(shù)、車流量及道路類型，道路具體信息列在表1中。

表1 道路基礎(chǔ)信息表

試驗中使用的監(jiān)測儀器是AWA 6228和AWA 6291型聲級計，精度等級為1級。測量量為20 min等效聲級，測量時同步記錄了大型車/小型車流量及路況信息。

試驗中測點高度分別設(shè)在1.2、4.5 m，均符合《環(huán)境噪聲監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 城市聲環(huán)境常規(guī)監(jiān)測》(HJ 640—2012)中對道路交通噪聲點位高度的要求。1.2 m是傳統(tǒng)手工監(jiān)測高度，監(jiān)測時使用三角架固定聲級計。4.5 m代表了自動監(jiān)測點位高度，按照《環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求(暫行)》中推薦的傳聲器高度(4～6 m)布設(shè)。在4.5 m監(jiān)測時使用延長桿和延長線，將傳聲器架設(shè)到高處測量。為在試驗中避開其他因素的干擾，兩個高度同時在同一測點位置測量。

測點位置分兩種情況布設(shè)：多數(shù)布設(shè)在機動車道外20 cm處，此類占監(jiān)測道路總數(shù)的60%(圖1a)。另有部分道路的機動車道緊鄰非機動車道或應(yīng)急車道，出于人員和儀器的安全考慮只能把點位布設(shè)在最外側(cè)車道外，因此與機動車道最近邊界的水平距離有2～8 m(圖1b)。由于機動車是道路交通噪聲的主要聲源，測點與機動車道的距離是影響噪聲值的重要因素之一，分別記錄不同水平距離的測量值以便后續(xù)分析。所有測點都布設(shè)在綠化帶前，與道路間無任何遮擋。

2 結(jié)果與分析

試驗中，測得1.2 、4.5 m高度道路交通噪聲值共132組。由于主要研究的是兩高度測量值的差別，因此以下均使用兩者的差值進行分析。按車道數(shù)、車流量、測點距機動車道水平距離分別對測量的道路進行分類，分析不同類型道路兩高度噪聲測量值的區(qū)別。

2.1 按車道數(shù)分類比較

分析在不同車道數(shù)的條件下，測量高度對噪聲測量值的影響。為了不引入其他影響因素，統(tǒng)一采用距離機動車道0.2 m處測得的數(shù)據(jù)(共77組)，詳見表2。測量結(jié)果表明在路邊0.2 m處的點位，90%以上是1.2 m高度的噪聲值比4.5 m高度的噪聲值高，平均高1.2 dB(A)，最大的一組高2.8 dB(A)。僅在10車道時出現(xiàn)了幾組反例，4.5 m高度的噪聲值反而高于1.2 m高度。

按車道數(shù)分類，計算不同車道數(shù)道路的兩測點高度噪聲差值的平均值。結(jié)果表明，此差值隨著道路車道數(shù)的增加逐漸減小，由2車道的1.8 dB(A)，降至10車道時0.0 dB(A)。這是因為一方面，1.2 m高度比4.5 m高度的測點與聲源距離更近，聲源能量幾何發(fā)散衰減較小，使總體上1.2 m高度聲級較高。另一方面，遠車道的噪聲在傳播到測點的途徑中，1.2 m高度受地面吸收等影響衰減較強，4.5 m高度主要是直達聲衰減較小。因此車道數(shù)較多時， 4.5 m聲級升高得比1.2 m高度多。綜合這兩方面的原因，就出現(xiàn)了道路車道數(shù)較多時，1.2 m高度與4.5 m高度差距減小的現(xiàn)象。

因此，測量高度提高后噪聲監(jiān)測結(jié)果的變化與測量道路的車道數(shù)有密切關(guān)系。對于測點布設(shè)在路邊0.2 m的情況，2～10車道平均聲級變化范圍是0～1.8 dB(A)。

2.2 按車流量分類比較

車流量是道路交通噪聲強度的關(guān)鍵性影響因素之一。與上節(jié)相同，分析兩高度噪聲差值與其關(guān)系時也統(tǒng)一使用距離為0.2 m處的測量數(shù)據(jù)以便比較。試驗中測量了大型、小型車流量。按照國標《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》(GB 1495—2002)，每輛大型車的噪聲排放可相當于8輛小型車。按此將大型車流量折算為小型車后，與測量的小型車流量相加，得到總車流量。

并且，車流量與車道數(shù)有一定關(guān)聯(lián)。比如道路行駛車輛接近飽和時，車道數(shù)越大往往車流量越高。為了去除車道的影響，分析時用總車流量除以車道數(shù)，得到每車道平均車流量，反映了道路的車流密度。

將兩高度噪聲差值隨每車道平均車流量之間的變化趨勢做圖得圖2，數(shù)據(jù)分布較均勻并沒有呈現(xiàn)明顯趨勢。為了進一步分析，將測量數(shù)據(jù)按每車道平均車流量分為五檔，計算每檔的兩高度噪聲平均差值：當每車道平均車流量小于400輛/小時時，差值是1.4dB(A)；當每車道平均車流量為400～500輛/小時時，差值是1.3 dB(A)；當每車道平均車流量為500～600輛/小時時，差值是1.1 dB(A)；當每車道平均車流量大于600輛/小時時，差值是1.0 dB(A)。因此，兩高度噪聲平均差值隨每車道平均車流量的增加遞減，但降低幅度很小。

圖2 兩高度噪聲差值隨車流量分布圖

同時，計算兩高度噪聲差值與每車道平均車流量之間的相關(guān)性，兩者相關(guān)系數(shù)僅為-0.33，存在弱的負相關(guān)。因此，每車道平均車流量是兩高度噪聲差值的一個較弱的影響因素。

2.3 按距機動車道水平距離分類比較

部分道路由于自身結(jié)構(gòu)，布設(shè)道路交通噪聲自動監(jiān)測點位時與機動車道邊沿間隔了一定距離(見圖1b)。在試驗中測量的132條道路，因存在有無非機動車道或應(yīng)急車道以及車道寬窄等區(qū)別，與機動車道較近邊界的水平距離有0.2、2、3、4、6、8 m多種情況，基本涵蓋了大部分道路結(jié)構(gòu)類型。此節(jié)分析這類監(jiān)測點位在監(jiān)測高度改變后噪聲數(shù)據(jù)變化情況。按測點距路沿不同水平距離把測量的道路分為6類，計算每類兩高度噪聲差值的平均值：距離路沿0.2、2、3 m處，1.2 m高度噪聲值較高，兩高度噪聲差值的絕對值分別是1.2、0.2、0.7 dB(A)；距離路沿4、6、8 m處，4.5 m 高度噪聲值較高，兩高度噪聲差值的絕對值分別是1.5、1.3、0.9 dB(A)。

對比其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)距離遠近不同時，測量高度提升后噪聲變化趨勢相反：距離機動車道水平距離在3 m內(nèi)，1.2 m高度平均聲級較高；距離較遠為4～8 m時，是4.5 m高度平均聲級較高。測點高度提升時測量值的平均改變量分別是-1.5～1.2 dB(A)。

2.4 兩高度水平距離衰減對比

為了進一步驗證上節(jié)結(jié)論并分析其原因，選擇了車道數(shù)相近(4～6車道)、車流穩(wěn)定的3條典型道路，道路一在0.2、6 m處測量，道路二在0.2、8 m處測量，道路三在0.2、10 m處測量。同條道路在距道路邊沿不同距離兩點測量時道路交通聲源強度接近，因此測點與機動車道的水平距離是聲級變化的主要原因。測量結(jié)果見表3。三組測量結(jié)果都符合之前的規(guī)律：即對于同一條道路，距離0.2 m處是1.2 m高度噪聲值較高，點位后移到距離6～10 m處則是4.5 m高度噪聲值較高。

分析此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：在水平距離0.2 m處，4.5 m高度測點與近車道聲源的距離是1.2 m高度的2倍以上，因噪聲能量幾何發(fā)散而聲級較低。但測點水平距離增加后，高1.2 m與4.5 m相比較，距聲源相對較近，幾何發(fā)散衰減快；且噪聲在1.2 m高度傳播中更易受遮擋，逐漸變?yōu)?.5 m高度聲級更大。

表3 不同距離的高度對比試驗數(shù)據(jù) dB(A)

注：“—”表示無數(shù)值。

另外，比較兩次測量之間1.2、4.5 m高度噪聲值變化情況。三組試驗中，1.2 m高度兩次測量變化量分別是2.1、2.4、4 dB(A)，而4.5 m高度兩次測量變化量是0.2、0.3、0.7 dB(A)。說明道路交通噪聲在道路兩側(cè)的分布特點是4.5 m高度的噪聲值隨水平距離變化量更小，相對更穩(wěn)定。

3 結(jié)論

通過該次的道路交通噪聲測點高度試驗，結(jié)果表明，在監(jiān)測高度從手工監(jiān)測時的1.2 m提高到自動監(jiān)測時的4.5 m后，監(jiān)測的道路交通噪聲值均出現(xiàn)了明顯變化。聲級是升高或降低，以及變化幅度主要取決于道路車道數(shù)和測點距機動車道距離這兩個因素。據(jù)試驗統(tǒng)計，不同類型道路的監(jiān)測結(jié)果變化范圍均在± 3 dB(A)以內(nèi)?？紤]到現(xiàn)行道路交通噪聲評價的標準中，每2 dB(A)劃分為一個噪聲等級，因此點位提高后，會造成道路交通噪聲級別在小范圍內(nèi)更改。另外，此次試驗結(jié)果也表明4.5 m高度噪聲值隨距機動車道水平距離增加衰減較小，可更靈活選擇布點位置。

[1] 馬蔚純，林健枝，沈家，等.高密度城市道路交通噪聲的典型分布及其在戰(zhàn)略環(huán)境評價(SEA)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學學報,2002,22(4):514-518.

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