本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及噪聲預(yù)測(cè)模型構(gòu)建【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法。該方法通過在實(shí)際城市道路采集數(shù)據(jù)，并加以環(huán)境影響修正，然后根據(jù)修正數(shù)據(jù)計(jì)算得到本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型。由于本發(fā)明采用實(shí)際城市道路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，可以在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量本地化樣本，而不需要在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)場(chǎng)中對(duì)一輛或多輛單車進(jìn)行大量的測(cè)試，就能快速建立本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型；并且，由于本發(fā)明選取實(shí)際城市道路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)作為建?；A(chǔ)，更符合所在城市的實(shí)際情況，更能反映本地化的道路交通噪聲源強(qiáng)特點(diǎn)；因此本發(fā)明能夠反映我國不同城市道路交通噪聲源強(qiáng)的差異性，能夠?qū)崿F(xiàn)本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建。
【專利說明】本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及噪聲預(yù)測(cè)模型構(gòu)建【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]噪聲預(yù)測(cè)模型涵蓋了噪聲源強(qiáng)模型和噪聲傳播模型兩方面。國外對(duì)交通噪聲預(yù)測(cè)模型的研究起步較早，許多國家都建立了反映本國特色的交通噪聲預(yù)測(cè)模型。我國目前尚未出臺(tái)符合我國國情的預(yù)測(cè)模型，在實(shí)際應(yīng)用中常使用的是美國FHWA (Federal HighwayAdministration,美國聯(lián)邦公路總署)模型?，F(xiàn)有成熟模型的基本形式都是:預(yù)測(cè)點(diǎn)噪聲強(qiáng)度=源強(qiáng)+各項(xiàng)修正。其中，源強(qiáng)的準(zhǔn)確性是關(guān)鍵，通常以距離聲源一定距離處的A聲級(jí)作為參考聲壓級(jí)。源強(qiáng)的獲得工作較為復(fù)雜，通常需要經(jīng)過大量反復(fù)的測(cè)試，樣本量大，且對(duì)測(cè)試場(chǎng)地要求嚴(yán)格。對(duì)此，美國聯(lián)邦公路局公布了建立FHWA模型時(shí)的測(cè)試要求，我國也頒布了 GB1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲的測(cè)量方法》。
[0003]美國聯(lián)邦公路局在建立FHWA模型時(shí)，對(duì)環(huán)境的要求為:測(cè)試路段周圍開闊平坦，或者距離觀測(cè)點(diǎn)30m以內(nèi)沒有大型的反射面，觀測(cè)點(diǎn)到道路的視角150度范圍內(nèi)清晰無遮擋；觀測(cè)點(diǎn)到聲源間地面類型單一；行車道是光滑的硬性混凝土路面，沒有摻雜其他材料，如碎石沙礫等；背景噪聲不能影響測(cè)量，15m處的背景噪聲最少要比實(shí)際測(cè)量值低10分貝，觀測(cè)點(diǎn)要遠(yuǎn)離已知的噪聲源；觀測(cè)點(diǎn)位置要選在車速恒定的道路，速度范圍是15-100km/h，遠(yuǎn)離交叉口等特殊路況；麥克風(fēng)距離地面1.5m，距離最近行車道中心線15m，分別還可以設(shè)置7.5m, 30m ;為了避免其他車輛的影響，兩輛同類型車之間的距離最少在120m以上，不同類型車要在300m以上；0-70km/h車速范圍內(nèi)，每10km/h速度范圍內(nèi)樣本數(shù)量最小值為:10、10、20、30、100、200、100 ;測(cè)量中目標(biāo)車輛速度變化3km/h的數(shù)據(jù)應(yīng)剔除。
[0004]FHWA模型雖已成熟，且在我國實(shí)際工作中經(jīng)常使用，但由于該模型中車型、車齡、車況、輪胎類型、路面狀況等參數(shù)與我國國情存在較大的差異，如果直接套用FHWA模型，將會(huì)影響噪聲預(yù)測(cè)的精度。為了獲得符合我國國情的車輛預(yù)測(cè)模型，許多學(xué)者都進(jìn)行了研究，我國也提出了相應(yīng)的《汽車加速行駛車外噪聲的測(cè)量方法》，該方法對(duì)測(cè)量環(huán)境做出要求，測(cè)量場(chǎng)地應(yīng)達(dá)到的聲場(chǎng)條件是:a)以測(cè)量場(chǎng)地中心為基點(diǎn)、半徑為50m的范圍內(nèi)沒有大的聲反射物，如圍欄、巖石、橋梁或建筑物等；b)試驗(yàn)路面和其余場(chǎng)地表面干燥，沒有積雪、高草、松土或爐渣之類的吸聲材料；c)傳聲器附近沒有任何影響聲場(chǎng)的障礙物，并且聲源與傳聲器之間沒有任何人站留，進(jìn)行測(cè)量的觀察者也應(yīng)站在不致影響儀器測(cè)量值的位置。測(cè)量場(chǎng)地應(yīng)基本上水平、堅(jiān)實(shí)、平整，并且試驗(yàn)路面不應(yīng)產(chǎn)生過大的輪胎噪聲。為了達(dá)到以上要求，測(cè)試通常在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，或者在城郊空曠、車流量很小的路段進(jìn)行。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)主要有以下缺陷:
[0006](I)由于我國各地車輛狀況、道路狀況、交通環(huán)境存在較大差異，在某一地區(qū)獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的地域性，并不能普遍適用于國內(nèi)不同地市；
[0007](2)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)場(chǎng)中測(cè)試的車輛只是針對(duì)特定車型、車齡、車況、輪胎類型的，難以涵蓋所有情況；按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)一回歸建模，對(duì)樣本量的要求非常嚴(yán)格，很難在有限經(jīng)費(fèi)和時(shí)間內(nèi)完成，不利于在全國大范圍推廣。
[0008](3)如果在郊區(qū)車流量較小的道路測(cè)量，雖然車型、車齡、車況有所不同，但由于其速度不可人為控制，大多分布在比較集中的范圍內(nèi)，這樣建立的道路交通噪聲源強(qiáng)模型適用的速度范圍具有局限性；

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](一)要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種符合我國國情的車輛噪聲源強(qiáng)建模方法，用以實(shí)現(xiàn)本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0013]一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法，包括步驟:
[0014]S1.在實(shí)際城市道路采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；
[0015]S2.標(biāo)準(zhǔn)化所述步驟SI中采集及記錄的數(shù)據(jù)，并加入環(huán)境影響修正；
[0016]S3.根據(jù)所述步驟S2中得到的數(shù)據(jù)，以各類型車輛速度的對(duì)數(shù)為函數(shù)的變量，以相應(yīng)類型車輛噪聲強(qiáng)度為函數(shù)值，反推得到所述函數(shù)的待定參數(shù)；
[0017]S4.將所述步驟S3中得到的待定參數(shù)值代入函數(shù)，構(gòu)建本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟SI包括:
[0019]多個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在至少一條城市道路采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟SI包括:
[0021]一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在至少兩條城市道路采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)；每條城市道路的車輛類型、車輛流量以及車輛速度均不同。
[0022]優(yōu)選的，所述步驟S3中，根據(jù)所述步驟S2中得到的數(shù)據(jù)計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)噪聲強(qiáng)度，并通過優(yōu)化算法使觀測(cè)點(diǎn)噪聲強(qiáng)度計(jì)算值更接近于該點(diǎn)處的實(shí)測(cè)值。
[0023](三)有益效果
[0024]本發(fā)明的一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法通過在實(shí)際城市道路采集數(shù)據(jù)，并加以環(huán)境影響修正，然后根據(jù)修正數(shù)據(jù)計(jì)算得到本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的各個(gè)參數(shù)。由于本發(fā)明采用實(shí)際城市道路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，可以在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量具有本地化特征的樣本，而不需要在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)場(chǎng)中對(duì)一輛或多輛單車進(jìn)行大量的測(cè)試，就能快速建立單車噪聲源強(qiáng)模型；并且本發(fā)明選取實(shí)際城市道路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)作為建?；A(chǔ)，更能反映本地化的道路交通噪聲源強(qiáng)特點(diǎn)；由此建立的模型能夠反映我國不同城市道路交通噪聲源強(qiáng)的差異性，能夠?qū)崿F(xiàn)本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法的流程示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明的一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型與日本ASJ模型單車聲功率級(jí)曲線對(duì)比圖一輕型車；
[0027]圖3是本發(fā)明的一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型與日本ASJ模型單車聲功率級(jí)曲線對(duì)比圖一重型車；
[0028]圖4是本發(fā)明構(gòu)建的本地化模型和日本ASJ模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值對(duì)比圖——興業(yè)大街；
[0029]圖5是本發(fā)明構(gòu)建的本地化模型和日本ASJ模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值對(duì)比圖——西南四環(huán)；
[0030]圖6本發(fā)明構(gòu)建的本地化模型和日本ASJ模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值對(duì)比圖一宣武門大街；
[0031]圖7本發(fā)明構(gòu)建的本地化模型和日本ASJ模型平均誤差對(duì)比圖【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033]本發(fā)明的一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法，在車輛流量、車輛速度、車輛類型以及路況車況等都能代表所在城市實(shí)際情況的城市道路上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，之后對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并加以環(huán)境影響修正。然后，采用優(yōu)化算法反推模型待定參數(shù)，得到本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型；流程圖如圖1中所示，具體包括以下步驟:
[0034]S1.在車輛流量、車輛速度、車輛類型以及路況車況等都能代表城市實(shí)際情況的城市道路上進(jìn)行測(cè)量，采集車輛噪聲強(qiáng)度數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；例如，可以在多個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在至少一條城市道路采集車輛噪聲并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)；也可以在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在至少兩條城市道路采集車輛噪聲并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)，每條城市道路的車輛類型、車輛流量以及車輛速度均不同。本實(shí)施例中步驟Si具體為:
[0035]選取一條或多條包含豐富交通流信息的實(shí)際道路，例如，包含不同車輛流量、車輛速度、車輛類型以及加減速運(yùn)行狀態(tài)等，這樣是為了盡可能的完全反映城市道路的真實(shí)情況；在路旁設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，采集一段時(shí)間內(nèi)的等效連續(xù)A聲級(jí)，同時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)時(shí)間段的輕型車、重型車的流量和速度，記錄路面、坡度、綠化、建筑物、天氣等參數(shù)。表1為在北京市選取的三條不同路段的信息；
[0036]表1實(shí)測(cè)路段信息
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型的快速構(gòu)建方法，其特征在于，包括步驟: 51.在實(shí)際城市道路采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)； 52.標(biāo)準(zhǔn)化所述步驟SI中采集及記錄的數(shù)據(jù)，并加入環(huán)境影響修正； 53.根據(jù)所述步驟S2中得到的數(shù)據(jù)，以各類型車輛速度的對(duì)數(shù)為函數(shù)的變量，以相應(yīng)類型車輛噪聲強(qiáng)度為函數(shù)值，反推得到所述函數(shù)的待定參數(shù)； 54.將所述步驟S3中得到的待定參數(shù)值代入函數(shù)，構(gòu)建本地化道路交通噪聲源強(qiáng)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步驟SI包括: 多個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在至少一條城市道路采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步驟SI包括: 一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在至少兩條城市道路采集車輛噪聲數(shù)據(jù)并記錄該時(shí)間段各類型車輛的流量、速度以及環(huán)境參數(shù)；每條城市道路的車輛類型、車輛流量以及車輛速度均不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的建模方法，其特征在于，所述步驟S3中，根據(jù)所述步驟S2中得到的數(shù)據(jù)計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)噪聲強(qiáng)度，并通過優(yōu)化算法使觀測(cè)點(diǎn)噪聲強(qiáng)度計(jì)算值更接近于該點(diǎn)處的實(shí)測(cè)值。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104021669SQ201310063183
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】李賢徽, 楊潔, 蔣從雙 申請(qǐng)人:北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所