梁常德，張軍波，王大巖，何晉勇

（1.深圳市人居環(huán)境技術(shù)審查中心，廣東深圳518057；2.深圳深態(tài)環(huán)境科技有限公司，廣東深圳518000）

噪聲預(yù)測模式中不同車速取值方法的比較

梁常德1，張軍波1，王大巖1，何晉勇2

（1.深圳市人居環(huán)境技術(shù)審查中心，廣東深圳518057；2.深圳深態(tài)環(huán)境科技有限公司，廣東深圳518000）

以深圳市高速公路、城市快速路、城市主干道等三類較高等級城市道路交通噪聲為研究對象，對《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》（HJ 2.4-2009）中推薦的道路交通噪聲預(yù)測模式分別采用預(yù)測車速、實際車速、設(shè)計車速等三種不同車速取值方法，進(jìn)行模式預(yù)測與實測結(jié)果的對比研究，驗證分析不同車速取值方法下模式預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果可為HJ 2.4-2009導(dǎo)則中道路交通噪聲預(yù)測模式的應(yīng)用提供參考。

聲學(xué)；交通噪聲；預(yù)測模式；車速；聲導(dǎo)則

科學(xué)、準(zhǔn)確的道路交通噪聲環(huán)境影響評價預(yù)測方法對噪聲防治至關(guān)重要，目前環(huán)境保護(hù)部推薦采用的道路交通噪聲預(yù)測公式為《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中的模式（簡稱“09聲導(dǎo)則模式”），該模式并未明確平均輻射聲級的計算和汽車平均行駛車速的取值方法[1]。在實際應(yīng)用中，模式中的平均輻射聲級一般沿用《公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范》（JTGB03-2006）中的推薦公式[2]，但對汽車平均行駛車速的取值方法仍存在較大爭議，包括：(1)沿用JTGB03-2006中通過車流量預(yù)測車速的方法（即“預(yù)測車速”）；(2)通過實際監(jiān)測或類比監(jiān)測獲得實際行駛車速（即“實際車速”）；(3)直接取道路設(shè)計車速作為平均行駛車速（即“設(shè)計車速”）。

本文以深圳市多條不同等級城市道路的交通噪聲為研究對象，在實際監(jiān)測的基礎(chǔ)上，分別按預(yù)測車速、實際車速和設(shè)計車速這三種不同車速取值方法進(jìn)行模式計算，驗證采用不同車速取值方法下模式預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，以便為環(huán)境影響評價中09聲導(dǎo)則模式的應(yīng)用提供參考。

1 現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)

本文選取深圳城市高速公路、城市快速路和城市主干道三類較高等級的7條典型城市道路作為研究對象（包括2條高速公路、2條快速路、3條主干道）。每條道路監(jiān)測斷面測點依次設(shè)置在距道路中心線水平距離20 m、40 m、60 m、80 m、100 m、120 m、140 m等不同距離，同時監(jiān)測記錄噪聲值，以及通過的各類型車的車流量和行駛車速。

高速公路包括梅觀高速和水官高速。梅觀高速為雙向10車道，瀝青混凝土路面，設(shè)計車速100 km/ h；水官高速為雙向10車道，SMA降噪路面，設(shè)計車速80 km/h。

城市快速路包括北通道和筍崗西路。北通道為雙向8車道，瀝青混凝土路面，設(shè)計車速80 km/h；筍崗西路為雙向8車道，SMA降噪路面，設(shè)計車速80 km/h。

城市主干道包括留仙大道、紅荔路和龍翔大道。留仙大道和紅荔路均為雙向8車道，瀝青混凝土路面，設(shè)計車速60 km/h；龍翔大道為雙向10車道，瀝青混凝土路面，設(shè)計車速60 km/h。

各道路監(jiān)測斷面相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)詳見表1。

2 噪聲預(yù)測及結(jié)果分析

2.1 噪聲預(yù)測模式

2.1.1 模式基本公式

《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》（HJ 2.4-2009）中推薦的道路交通噪聲預(yù)測模式為[3]

式（1）、（2）中：Leq(h)i為第i類車的小時等效聲級，dB（A）；（LoE）i為第i類車、速度為Vi、水平距離為7.5m處的能量平均輻射聲級，dB(A)；Ni為晝間或夜間通過某個預(yù)測點的第i類車平均小時車流量，輛/h；r為從車道中心線到預(yù)測點的距離，m，適用于r＞7.5 m預(yù)測點的噪聲預(yù)測；Vi為第i類車的平均行駛車速，km/h；T為計算等效聲級的時間，1 h；ψ1、ψ2為預(yù)測點到有限長路段兩端的張角，弧度；△L為由其它因素(坡度、路面、障礙物等)引起的噪聲修正量，dB(A)。

2.2.1 模式參數(shù)計算公式

蘇鵬飛等[6]通過霧化法制備René104 鎳基高溫合金粉末，制備樣品具有良好的球形度和適宜的含氧量。

（1）平均輻射聲級(LoE)i

HJ2.4-2009中推薦的預(yù)測模式中對7.5 m處的平均輻射聲級的計算并沒有明確，目前大多沿用《公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范》（JTGB 03-2006）中推薦的計算方法，計算公式如下[4]

小型車

中型車

大型車

式中S、M、L——分別表示小、中、大型車；Vi——第i型車的平均行駛速度，km/h。

表1 典型道路噪聲、車流量、車速監(jiān)測數(shù)據(jù)

（2）平均行駛車速Vi

因HJ2.4-2009中推薦的預(yù)測模式對汽車平均行駛車速的取值并沒有明確，在實際應(yīng)用中，有采用直接取設(shè)計車速或?qū)崪y車速方法，也有通過車流量預(yù)測車速的方法。對于通過車流量預(yù)測車速，大多沿用《公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范》（JTGB 03-2006）中推薦的預(yù)測車速計算方法[4]

式中vi為第i型車的預(yù)測車速，km/h，當(dāng)設(shè)計車速小于120 km/h時，該型車預(yù)測車速按比例降低；ui第i型車的當(dāng)量車數(shù)；ηi第i型車的車型比；vol單車道車流量，輛/h；m i其他2類車型的加權(quán)系數(shù)；k l、k 2、k 3、k 4分別為系數(shù)，按表2取值。

表2 平均行駛車速計算公式系數(shù)

（3）縱坡修正量ΔL坡度

式中β為公路縱坡坡度，%。

（4）路面修正量ΔL路面

不同路面材料引起的噪聲修正量按表3取值。

（5）障礙物衰減修正量ΔS

指由聲屏障、建筑物、樹木、路堤等遮擋物引起的噪聲衰減量，參考屏障衰減計算公式[5]。

2.2 噪聲預(yù)測結(jié)果

為研究不同汽車平均行駛車速V取值方法下模式預(yù)測的準(zhǔn)確性，分別設(shè)定汽車平均行駛車速三種不同取值方法如下：

方法1：取預(yù)測車速，預(yù)測車速的計算采用公式6和公式7計算；方法2：直接取實際車速（即實測車速或通過類比監(jiān)測獲得行駛車速）；方法3：直接取該道路的設(shè)計車速。

表3 常見路面噪聲修正值單位：dB(A)

以表1實際監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在上述不同平均行駛車速取值方法下，采用09聲導(dǎo)則模式對深圳市多條典型城市道路預(yù)測點進(jìn)行噪聲計算，預(yù)測結(jié)果見表4。本文以預(yù)測模式在不同距離測點求算的平均誤差值大小作為衡量模式預(yù)測誤差的大小，用以評價不同方法下模式預(yù)測的準(zhǔn)確程度或精度。

2.2 預(yù)測結(jié)果與實測結(jié)果對比分析

基于上述三種不同車速取值方法下的模式預(yù)測結(jié)果與實測結(jié)果對比見圖1—圖7。

圖1 梅觀高速噪聲預(yù)測與實測對比圖

從圖1—圖7可知，基于不同車速取值方法下模式預(yù)測與實測結(jié)果的噪聲衰減曲線趨勢均具有較好的一致性，說明09聲導(dǎo)則模式對城市高速公路、城市快速路和城市主干道等較高等級道路的噪聲預(yù)測具有較好的適用性。從預(yù)測與實測結(jié)果的對比圖可知，基于設(shè)計車速方法和實際車速取值方法的模式預(yù)測結(jié)果與實測結(jié)果偏離較大，而基于預(yù)測車速取值方法的模式預(yù)測結(jié)果與實測結(jié)果很接近。

表4 模式預(yù)測值及平均誤差

圖2 水官高速噪聲預(yù)測與實測對比圖

圖3 北通道噪聲預(yù)測與實測對比圖

圖4 筍崗西路噪聲預(yù)測與實測對比圖

圖5 留仙大道噪聲預(yù)測與實測對比圖

圖6 紅荔路噪聲預(yù)測與實測對比圖

圖7 龍翔大道噪聲預(yù)測與實測對比圖

根據(jù)表4中多條不同等級道路噪聲預(yù)測誤差計算結(jié)果可知：方法1的最大平均誤差1.2 dB(A)，最小平均誤差0.6 dB(A)，平均值0.9dB(A)；方法2的最大平均誤差4.7 dB(A)，最小平均誤差0.8 dB(A)，平均值2.7 dB(A)；方法3的最大平均誤差6.2 dB(A)，最小平均誤差3.0 dB(A)，平均值4.9 dB(A)。不同車速取值方法的模式預(yù)測誤差大小依次為：方法1＞方法2＞方法3，由此可見，總體而言，采用預(yù)測車速的方法其預(yù)測結(jié)果與實測結(jié)果最為接近，其次為采用實際車速的方法，預(yù)測結(jié)果與實測結(jié)果相差最大的是采用道路設(shè)計車速的方法。

方法1的誤差平均值為0.9 dB(A)，方法2的誤差平均值為2.7 dB(A)，方法3的誤差平均值為4.9 dB(A)。方法1和方法2的誤差平均值均在3.0 dB (A)以內(nèi)，屬于可接受的預(yù)測誤差范圍，這兩種方法可用于噪聲預(yù)測；方法3的模式預(yù)測結(jié)果誤差平均值高達(dá)4.9 dB(A)，該方法不建議用于噪聲預(yù)測。因此，建議在09聲導(dǎo)則模式應(yīng)用中，平均行駛車速的確定應(yīng)優(yōu)先考慮取基于車流量計算的預(yù)測車速，其次為實測車速或參考同類道路的實際車速，不建議取道路設(shè)計車速。

3 結(jié)語

在環(huán)境影響評價中，《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中推薦的道路交通噪聲預(yù)測模式并未明確平均輻射聲級的計算和汽車平均行駛車速的取值方法。在實際應(yīng)用中，平均輻射聲級一般可沿用《公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范》（JTGB03-2006）中推薦的平均輻射聲級計算公式，而對于汽車平均行駛車速的取值，建議應(yīng)優(yōu)先考慮取基于車流量計算的預(yù)測車速，其次為實測車速或參考同類道路的實際車速，不建議取道路設(shè)計車速。

[1]吳敬慧，盧振蘭.對道路交通噪聲預(yù)測模式的探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2012(3)：190.

[2]康春玉.對常用的幾種公路交通噪聲預(yù)測模式的探討[J].能源與環(huán)境，2010(3)：54-55.

[3]HJ2.4-2009.境影響評價技術(shù)導(dǎo)則—聲環(huán)境[S].北京：中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，2009.

[4]JTGB03-2006.公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范[S].北京：中華人民共和國交通部，2006.

[5]徐令倫.高速公路交通噪聲預(yù)測模式預(yù)測及源強的探究[D].成都：西南交通大學(xué)，2011：15-17.

Comparison and Analysis of Vehicle’s Speed Selection Methods in Noise Prediction Models

LIANG Chang-de1,ZHANG Jun-bo1,WANG Da-yan1,HE Jin-yong2

(1.The Technology Review Center of Shenzhen Habitation and Environment, Shenzhen 518057,Guangdong China; 2.Shenzhen Deep Ecology Environmental Technology Co.Ltd.,Shenzhen 518000,Guangdong China)

Taking the traffic noises in high-speed roads,expressways and main traffic roads in Shenzhen as the research objects,three different vehicle’s speed selection methods recommended by“Technical Guidelines for Environmental Impact Assessment of Environmental Noise”(HJ2.4-2009),including the predictive speed,actual speed and design speed,are compared and analyzed.Results of the road traffic noise by the prediction model are compared with the measured noise,and the accuracy of the noise prediction model by using different vehicle’s speed selection methods is validated.The research results can be used as a reference for application of the noise prediction model in HJ2.4-2009 guideline.

acoustic;traffic noise;prediction model;vehicle speed;sound guideline

TB5；TU112.3

A

10.3969/j.issn.1006-1335.2014.01.024

1006-1355(2014)01-0104-05

2012-01-22

梁常德（1980-），男，廣東韶關(guān)人，碩士，國家注冊環(huán)保工程師，中國聲學(xué)學(xué)會會員，主要從事噪聲與振動控制方面工作。

E-mail:lcd1119@tom.com