楊記芳

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，高速公路也得到了迅猛發(fā)展，客貨運(yùn)流量的增加直接導(dǎo)致了高速公路交通量的不斷增加，由此而來(lái)的交通噪聲問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。長(zhǎng)期處于噪聲環(huán)境中，周邊居民的正常生活會(huì)受到干擾，對(duì)人們的身心健康造成嚴(yán)重影響，因此，交通噪聲污染問(wèn)題已經(jīng)逐漸成為政府、專家學(xué)者和社會(huì)大眾所關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一[1-3]。

本文以2017年10月—2018年9月山西省交通環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600、太原繞城高速東環(huán)段K22+500和大同繞城高速西段K12+710、K24+630 等4 處噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)12 個(gè)月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了高速公路交通噪聲變化趨勢(shì)以及與交通量的相關(guān)性分析，為高速公路交通噪聲治理提供決策參考。

1 材料與方法

1.1 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)位概況

高速公路交通噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)1 位于山西省太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600（高速公路靠近太原市精神病康復(fù)醫(yī)院一側(cè)），標(biāo)高849 m，距離高速公路邊界線3 m，地理坐標(biāo)為N：37°53′11.7″，E：112°27′40.1″，區(qū)域環(huán)境狀況為高速附近居民醫(yī)院集中分布；在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)2 位于山西省太原繞城高速東環(huán)段K22+500（高速公路靠近山西省醫(yī)藥學(xué)院一側(cè)），標(biāo)高801 m，距離高速公路邊界線3.5 m，地理坐標(biāo)為N：37°46′28.9″，E：112°38′29.1″，區(qū)域環(huán)境狀況為高速靠近醫(yī)藥學(xué)院；在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)3 位于山西省大同繞城高速西段K12+710（高速公路靠近大同同煤棚戶區(qū)居民住宅一側(cè)），標(biāo)高1 033 m，距離高速公路邊界線3.5 m，地理坐標(biāo)為N：39°59′33.88″，E：113°12′30.03″，區(qū)域環(huán)境狀況為高速附近同煤棚戶區(qū)居民住宅集中分布；在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)4 位于山西省大同繞城高速西段K24+630（高速公路靠近大同師范學(xué)院一側(cè)），標(biāo)高1 074 m，距離高速公路邊界線2.5 m，地理坐標(biāo)為N：40°41′43.63″，E：113°13′7.93″，區(qū)域環(huán)境狀況為高速靠近大同大學(xué)師范學(xué)院。

1.2 噪聲在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)及方法

高速公路噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)的噪聲指標(biāo)為等效A 聲級(jí)Leq，累積百分聲級(jí)L10、L50、L90以及Lmax、Lmin，同步記錄車流量。等效A 聲級(jí)即一個(gè)時(shí)段的A級(jí)能量平均值，為國(guó)際與國(guó)內(nèi)常用的噪聲評(píng)價(jià)量。L10、L50、L90代表噪聲的起伏程度，分別代表平均峰值、平均中值和平均本底值。

噪聲在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由各在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)與信息平臺(tái)構(gòu)成，信息平臺(tái)協(xié)調(diào)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行，完成對(duì)噪聲監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程通訊控制和數(shù)據(jù)處理，最終形成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。噪聲在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與信息終端之間采用3G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。

1.3 噪聲評(píng)價(jià)依據(jù)

本文聲環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)執(zhí)行《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2008）。各類聲環(huán)境功能區(qū)環(huán)境噪聲限值見表1。

當(dāng)高速公路相鄰區(qū)域?yàn)? 類環(huán)境功能區(qū)時(shí)，高速公路邊界線外兩側(cè)50 m 以內(nèi)屬于4a 類聲環(huán)境功能區(qū)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4a 類聲環(huán)境功能區(qū)環(huán)境噪聲限值：晝間環(huán)境噪聲限值70 dB，夜間環(huán)境噪聲限值55 dB。

表1 環(huán)境噪聲限值 dB（A）

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010 和SPSS16.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、繪圖和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噪聲月變化趨勢(shì)

為了更好地分析高速公路噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)噪聲月變化趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)2017年10月—2018年9月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，取每月在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)晝間、夜間的等效A 聲級(jí)（Leq）和累積百分聲級(jí)（L10、L50、L90）的平均值，分別做出逐月變化曲線。

2.1.1 太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600

太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖1 所示，夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖2所示。

通過(guò)圖1、圖2 可以看出，該噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)晝間和夜間噪聲4 項(xiàng)指標(biāo)從2017年10月—2018年9月總體趨于波動(dòng)下降，下降的幅度不大，其中Leq和L10的逐月變化趨勢(shì)較為接近。2018年6月以前，晝間等效A 聲級(jí)（Leq）與L50差距逐漸拉大，與L10距離逐漸接近，說(shuō)明2017年10月—2018年6月期間，晝間噪聲的波動(dòng)幅度較大，噪聲數(shù)據(jù)處于不穩(wěn)定不集中的狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)差和極差比較大。晝間等效A聲級(jí)（Leq）月均值變化范圍為49.29～66.23 dB，平均值為59.76 dB，10月份噪聲值最高，6月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間晝間噪聲值全部達(dá)標(biāo)。夜間等效A 聲級(jí)（Leq）除2017年10月和2018年6月外基本與L50差距較大，與L10距離較近，說(shuō)明2017年10月—2018年9月期間，夜間噪聲基本處于不穩(wěn)定不集中的狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)差和極差比較大。夜間等 效 A 聲 級(jí)（Leq）月 均 值 變 化 范 圍 為47.38～61.73 dB，平均值為56.06 dB，10月份噪聲值最高，6月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間有7 個(gè)月噪聲值超過(guò)4a 類夜間環(huán)境噪聲限值55 dB，達(dá)標(biāo)率41.6%。

圖1 太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)

圖2 太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)

2.1.2 太原繞城高速東環(huán)段K22+500

太原繞城高速東環(huán)段K22+500 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖3 所示，夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖4所示。

圖3 太原繞城高速東環(huán)段K22+500噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)

圖4 太原繞城高速東環(huán)段K22+500噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)

通過(guò)圖3、圖4 可以看出，該噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)晝間和夜間噪聲4 項(xiàng)指標(biāo)從2017年10月—2018年9月總體呈緩慢下降趨勢(shì)，其中Leq和L10的逐月變化趨勢(shì)較為接近，L50和L90的逐月變化趨勢(shì)較為接近。2017年10月—2018年4月期間，晝間等效A聲級(jí)（Leq）與L50差距逐漸拉大，與L10距離較近，說(shuō)明該期間，晝間噪聲處于不穩(wěn)定不集中的狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)差和極差比較大。晝間等效A 聲級(jí)（Leq）月均值變化范圍為42.55～63.32 dB，平均值為52.49 dB，10月份噪聲值最高，5月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間晝間噪聲值全部達(dá)標(biāo)。夜間等效A聲級(jí)（Leq）在2017年11月—2018年4月期間與L50差距較大，與L10距離較近，說(shuō)明這段時(shí)間夜間噪聲處于不穩(wěn)定不集中的狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)差和極差比較大，在2018年5月—2018年9月期間與L50和與L10距離較近，說(shuō)明該段時(shí)間夜間噪聲處于穩(wěn)定狀態(tài)。夜間等效A 聲級(jí)（Leq）月均值變化范圍為42.1～60.47 dB，平均值為50.59 dB，11月份噪聲值最高，6月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間有4 個(gè)月噪聲值超過(guò)4a 類夜間環(huán)境噪聲限值55 dB，達(dá)標(biāo)率66.6%。

2.1.3 大同繞城高速西環(huán)段K12+710

大同繞城高速西環(huán)段K12+710 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖5 所示，夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖6所示。

圖5 大同繞城高速西環(huán)段K12+710噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)

圖6 大同繞城高速西環(huán)段K12+710噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)

通過(guò)圖5、圖6 可以看出，該噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)晝間和夜間噪聲4 項(xiàng)指標(biāo)從2017年10月—2018年9月總體處于較為穩(wěn)定的波動(dòng)變化中。2017年10月—2018年9月期間，晝間和夜間等效A 聲級(jí)（Leq）與L50差距接近，說(shuō)明這段時(shí)間晝間和夜間噪聲數(shù)據(jù)處于較為穩(wěn)定、集中的狀態(tài)。晝間等效A 聲級(jí)（Leq）月均值變化范圍為57.89～65.92 dB，平均值為62.13 dB，11月份噪聲值最高，9月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間晝間噪聲值全部達(dá)標(biāo)。夜間等效A 聲級(jí)（Leq）月均值變化范圍為56.98～64.11 dB，平均值為60.39 dB，5月份噪聲值最高，2月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間全部噪聲值都超過(guò)4a 類夜間環(huán)境噪聲限值55 dB。

2.1.4 大同繞城高速西環(huán)段K24+630

大同繞城高速西環(huán)段K24+630噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖7 所示，夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)如圖8所示。

圖7 大同繞城高速西環(huán)段K24+630噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲逐月變化趨勢(shì)

圖8 大同繞城高速西環(huán)段K24+630噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間噪聲逐月變化趨勢(shì)

通過(guò)圖7、圖8可以看出，該噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)晝間和夜間噪聲4 項(xiàng)指標(biāo)從2017年10月—2018年9月總體處于較為穩(wěn)定的波動(dòng)變化中，其中Leq和L50變化趨勢(shì)基本一致，且距離較為接近，說(shuō)明這段時(shí)間晝間和夜間瞬時(shí)噪聲數(shù)據(jù)處于較為穩(wěn)定、集中的狀態(tài)。晝間等效A 聲級(jí)（Leq）月均值變化范圍為65.67～72.54 dB，平均值為69.86 dB，10月份噪聲值最高，2月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間8 個(gè)月噪聲值超標(biāo)，達(dá)標(biāo)率為33.3%。夜間等效A 聲級(jí)（Le）q月均值變化范圍為63.88～70.34 dB，平均值為68.28 dB，10月份噪聲值最高，2月份噪聲值最低，2017年10月—2018年9月期間全部噪聲值都超過(guò)4a 類夜間環(huán)境噪聲限值55 dB。

2.2 交通量月變化趨勢(shì)

2.2.1 太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600

圖9給出了太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化情況。2017年10月—2018年2月期間，晝間、夜間車流量變化較大，2018年3月—2018年9月晝間、夜間車流量處于較為平緩的波動(dòng)變化中。

圖9 太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化趨勢(shì)

2.2.2 太原繞城高速東環(huán)段K22+500

圖10給出了太原市東環(huán)K22+500 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化情況。2017年10月—2018年4月期間，晝間、夜間車流量變化較大，2018年4月—2018年9月晝間、夜間車流量處于較為平緩的波動(dòng)變化中。

圖10 太原繞城高速東環(huán)段K22+500噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化趨勢(shì)

2.2.3 大同繞城高速西環(huán)段K12+710

圖11給出了大同市西北環(huán)K12+710 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化情況。2017年10月—2018年9月期間，晝間、夜間車流量處于波動(dòng)變化中，晝間車流量均值為1 627 pcu/h，方差為423 pcu/h，夜間車流量均值為610 pcu/h，方差為47 pcu/h。

圖11 大同繞城高速西環(huán)段K12+710噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化趨勢(shì)

2.2.4 大同繞城高速西環(huán)段K24+630

圖12給出了大同市西北環(huán)K24+630噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化情況。2017年10月—2018年9月期間，晝間、夜間車流量處于波動(dòng)變化中，晝間車流量均值為1 601 pcu/h，方差為251 pcu/h，夜間車流量均值為1 210 pcu/h，方差為221 pcu/h。

圖12 大同繞城高速西環(huán)段K24+630噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)車流量逐月變化趨勢(shì)

2.3 交通量與噪聲的相關(guān)性分析

高速公路交通噪聲具有多種影響因素，交通量是其中重要的一個(gè)影響因素，在一定程度上，交通量成倍增加，交通噪聲往往也會(huì)不斷變大，因此，本文根據(jù)已有研究結(jié)果[4]，取車流量的對(duì)數(shù)，利用SPSS軟件對(duì)各噪聲在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)晝間和夜間等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2.3.1 太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600

從表2可以看出，太原繞城高速西北環(huán)段東社互通K738+600 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間和夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)均具有極顯著的線性相關(guān)性。從圖13、圖14可以看出，利用Excel 做出的晝間、夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的散點(diǎn)圖，對(duì)散點(diǎn)圖進(jìn)行趨勢(shì)線擬合，得到對(duì)數(shù)趨勢(shì)線的擬合程度較大。

表2 K738+600 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)的相關(guān)性

圖13 K738+600 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間等效聲級(jí)隨車流量的變化

圖14 K738+600 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間等效聲級(jí)隨車流量的變化

2.3.2 太原繞城高速東環(huán)段K22+500

表3 K22+500 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)的相關(guān)性

圖15 K738+600 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間等效聲級(jí)隨車流量的變化

從表3可以看出，太原繞城高速東環(huán)段K22+500噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間和夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)均具有極顯著的線性相關(guān)性。從圖15、圖16可以看出，利用Excel 做出的晝間、夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的散點(diǎn)圖，對(duì)散點(diǎn)圖進(jìn)行趨勢(shì)線擬合，得到對(duì)數(shù)趨勢(shì)線的擬合程度較大。

圖16 K22+500 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間等效聲級(jí)隨車流量的變化

2.3.3 大同繞城高速西環(huán)段K12+710

表4 K12+710 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)的相關(guān)性

圖17 K12+710 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間等效聲級(jí)隨車流量的變化

圖18 K12+710 噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間等效聲級(jí)隨車流量的變化

從表4 可以看出，大同繞城高速西環(huán)段K12+710 噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間和夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)的線性相關(guān)性均極顯著相關(guān)。從圖17、圖18 可以看出，利用Excel 做出的晝間、夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的散點(diǎn)圖，對(duì)散點(diǎn)圖進(jìn)行趨勢(shì)線擬合，得到對(duì)數(shù)趨勢(shì)線的擬合程度較大。

2.3.4 大同繞城高速西環(huán)段K24+630

圖19 K24+630噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間等效聲級(jí)隨車流量的變化

表5 K24+630噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)的相關(guān)性

圖20 K24+630噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)夜間等效聲級(jí)隨車流量的變化

從表5可以看出，大同繞城高速西環(huán)段K24+630噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間噪聲等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)具有一定的線性相關(guān)性，夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的對(duì)數(shù)具有極顯著的線性相關(guān)性。從圖19、圖20 可以看出，利用Excel 做出的晝間、夜間噪聲等效聲級(jí)與車流量的散點(diǎn)圖，對(duì)散點(diǎn)圖進(jìn)行趨勢(shì)線擬合，得到對(duì)數(shù)趨勢(shì)線的擬合程度較大。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)山西省4 處高速公路噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)2017年10月—2018年9月期間的交通噪聲變化趨勢(shì)研究，得出了期間高速公路晝間噪聲基本能夠達(dá)到4a 類聲環(huán)境功能區(qū)環(huán)境噪聲限值70 dB，交通噪聲狀況良好，而高速公路夜間噪聲不同程度地超過(guò)了4a 類聲環(huán)境功能區(qū)夜間環(huán)境噪聲限值55 dB，交通噪聲狀況較差。交通量是影響高速公路交通噪聲的因素之一，通過(guò)對(duì)4 處高速公路噪聲在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)晝間、夜間等效噪聲與車流量的對(duì)數(shù)的相關(guān)關(guān)系分析，交通量的對(duì)數(shù)與晝間、夜間等效噪聲具有較顯著的相關(guān)關(guān)系。

高速公路的交通噪聲變化趨勢(shì)還需要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)研究，本文主要研究了車流量對(duì)于交通噪聲等效聲級(jí)的影響，還不夠全面，后續(xù)還可以從路基路面結(jié)構(gòu)、道路寬度、車型結(jié)構(gòu)等方面繼續(xù)深入研究[5]，這對(duì)于更為準(zhǔn)確和全面地對(duì)高速公路交通噪聲進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)具有十分重要的理論與實(shí)際意義。