基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，該模型是在分析現(xiàn)有交通噪聲評(píng)價(jià)模型和方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)交通噪聲主觀感受性和污染局部性的特點(diǎn)，綜合考慮交通噪聲對(duì)暴露人群數(shù)量、暴露區(qū)域面積和各類聲環(huán)境功能區(qū)的影響程度差異上所提出的，并以已有城區(qū)城市交通噪聲污染總量TNPI、已有城區(qū)人均交通噪聲污染指數(shù)ANPI、待建城區(qū)交通噪聲污染總量TPNPI和待建城區(qū)平均交通噪聲污染指數(shù)APNPI四種模型來(lái)適應(yīng)不同需求下交通噪聲污染的評(píng)價(jià)，且對(duì)ANPI進(jìn)行分級(jí)表征。本評(píng)價(jià)模型量化了噪聲污染的大小，更加直觀的評(píng)價(jià)城區(qū)噪聲污染程度，可作為交通噪聲超標(biāo)排放的懲罰依據(jù)。
【專利說(shuō)明】基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的噪聲污染評(píng)價(jià)方法類，更具體地，涉及一種基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型NPI。
【背景技術(shù)】
[0002]日益增加的城市交通流量滋生出道路交通噪聲，逐漸影響人們正常的生活作息，制約著城市人居住環(huán)境質(zhì)量的提高。由于噪聲污染屬于能量污染，且具有主觀感受性和污染局部性的特征，決定了噪聲污染程度的評(píng)價(jià)與其他環(huán)境污染物的評(píng)價(jià)方法不同。噪聲污染評(píng)價(jià)最大的難度在于如何將噪聲的客觀物理量與噪聲對(duì)影響人群、污染區(qū)域范圍等因素有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。
[0003]為了更好的評(píng)價(jià)交通噪聲污染狀況，解決交通噪聲引起的環(huán)境問(wèn)題。多年以來(lái)，學(xué)者對(duì)交通噪聲的物理特性和污染程度進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和研究，提出了各種交通噪聲污染評(píng)價(jià)模型和指標(biāo)?，F(xiàn)有的城市道路交通噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有:等效連續(xù)聲級(jí)(Lrai)、累積百分聲級(jí)(Lx)、噪聲污染級(jí)(Lnp)、晝夜等效噪聲級(jí)(Ldn)、噪聲影響指數(shù)(NII)等。
[0004]目前采用的評(píng)價(jià)方法(Leq、Lx、LNP、LDN等)大多側(cè)重了噪聲源的評(píng)價(jià)，忽略了噪聲污染與噪聲輻射范圍大小、受影響人口多少以及居住環(huán)境之間的關(guān)系，實(shí)際上是對(duì)道路交通噪聲源狀況的評(píng)價(jià)，而不能反映的是城市道路交通的整體噪聲水平。值得一提的是，喻翔在《城市交通環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究》中提出的噪聲影響指數(shù)(NII)，考慮了噪聲本身的大小和噪聲對(duì)人的影響程度，引出了不同Ldn范圍下的干擾計(jì)權(quán)因子，但未能考慮不同聲環(huán)境功能區(qū)下的噪聲對(duì)人群污染程度的不一致性。道路交通噪聲除了交通量、車速及各車型比例等因素外，一般情況主要與聲環(huán)境功能區(qū)、人口密度等因素有關(guān)。由于沒(méi)能將這些因素綜合考慮，使得現(xiàn)有的交通噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)難以進(jìn)行更深層次的聲環(huán)境質(zhì)量分析。因此亟需提出一個(gè)新的交通噪聲污染評(píng)價(jià)指標(biāo)，賦予以上噪聲影響因子不同的權(quán)重，以提高用于城市間噪聲評(píng)價(jià)的可比性，更為客觀的反映噪聲污染大小，為治理交通噪聲污染問(wèn)題提供技術(shù)支持，從而改善居民聲環(huán)境質(zhì)量，提高城市環(huán)境的舒適性和宜居性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于暴露人群、暴露面積和聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染評(píng)價(jià)模型NPI，為適用不同評(píng)價(jià)場(chǎng)合的需要，將其分為以下四種:已有城區(qū)城市交通噪聲污染總量TNP1、已有城區(qū)人均交通噪聲污染指數(shù)Anp1、待建城區(qū)交通噪聲污染總量TPnp1、待建城區(qū)平均交通噪聲污染指數(shù)APnpi,并對(duì)Anpi進(jìn)行分級(jí)表征，量化噪聲污染大小，直觀的評(píng)價(jià)城市噪聲污染程度。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，包括以下步驟:
[0008]S1.劃分人口密度等級(jí)區(qū)域，判別各區(qū)域的聲環(huán)境功能區(qū)，并以聲環(huán)境功能區(qū)劃分小區(qū)域；采集交通流基礎(chǔ)信息和道路與建筑物的屬性信息，根據(jù)交通流基礎(chǔ)信息和道路與建筑物的屬性信息渲染交通噪聲地圖；
[0009]S2.根據(jù)SI中參數(shù)獲取各個(gè)小區(qū)域的暴露面積S1、暴露人群數(shù)量Iii和超標(biāo)噪聲聲級(jí)ALm，所述暴露面積是指暴露在超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定的噪聲允許值的區(qū)域面積，所述暴露人群數(shù)量是指暴露在超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定的噪聲允許值的人口數(shù)量；其中聲環(huán)境功能區(qū)劃分的各個(gè)小區(qū)域規(guī)定的噪聲允許值參照《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則聲環(huán)境》(HJ2.4-2009)，聲環(huán)境功能區(qū)分類，可參照《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)，按區(qū)域的使用功能特點(diǎn)和環(huán)境質(zhì)量要求，將其分為0-4類聲環(huán)境功能區(qū)；
[0010]S3.根據(jù)暴露面積S1、暴露人群數(shù)量IIi和超標(biāo)噪聲聲級(jí)Λ Lm建立交通噪聲污染模型NPI，交通噪聲污染模型NPI包括已有城區(qū)交通噪聲污染模型和待建城區(qū)交通噪聲污染模型；
[0011]所述已有城區(qū)交通噪聲污染模型包括已有城區(qū)城市交通噪聲污染總量Tnpi和已有城區(qū)人均交通噪聲污 染指數(shù)Anpi ;所述待建城區(qū)交通噪聲污染模型包括待建城區(qū)交通噪聲污染總量TPnpi和待建城區(qū)平均交通噪聲污染指數(shù)APnpi ；
[0012]已有城區(qū)城市交通噪聲污染總量Tnpi是指以超標(biāo)噪聲聲級(jí)Λ La作為因子，累加噪
聲對(duì)每個(gè)人的影響 ，
【權(quán)利要求】
1.一種基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，包括以下步驟: 51.劃分人口密度等級(jí)區(qū)域，判別各區(qū)域的聲環(huán)境功能區(qū)，并以聲環(huán)境功能區(qū)劃分小區(qū)域；獲取交通流基礎(chǔ)信息和道路與建筑物的屬性信息，根據(jù)交通流基礎(chǔ)信息和道路與建筑物的屬性信息渲染交通噪聲地圖； 52.根據(jù)SI中參數(shù)獲取各個(gè)小區(qū)域的暴露面積S1、暴露人群數(shù)量Iii和超標(biāo)噪聲聲級(jí)Λ Lm，所述暴露面積是指暴露在超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定的噪聲允許值的區(qū)域面積，所述暴露人群數(shù)量是指暴露在超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定的噪聲允許值的人口數(shù)量，所述超標(biāo)噪聲聲級(jí)ALm是指所有超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定噪聲值的超標(biāo)部分的加權(quán)平均值； 53.根據(jù)暴露面積Sp暴露人群數(shù)量Iii和超標(biāo)噪聲聲級(jí)ALm建立交通噪聲污染模型ΝΡΙ，交通噪聲污染模型NPI包括已有城區(qū)交通噪聲污染模型和待建城區(qū)交通噪聲污染模型； 所述已有城區(qū)交通噪聲污染模型包括已有城區(qū)城市交通噪聲污染總量Tnpi和已有城區(qū)人均交通噪聲污染指數(shù)Anpi ;所述待建城區(qū)交通噪聲污染模型包括待建城區(qū)交通噪聲污染總量TPnpi和待建城區(qū)平均交通噪聲污染指數(shù)APnpi ； 已有城區(qū)城市交通噪聲污染總量Tnpi是指以超標(biāo)噪聲聲級(jí)ALJt為因子，累加噪聲對(duì)每個(gè)人的影響，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，所述步驟SI中劃分人口密度等級(jí)區(qū)域是按土地使用類型和人口密度等級(jí)劃分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，所述人口密度等級(jí)區(qū)域具體劃分為四種類型，分別為: I級(jí)區(qū):指土地使用類型以居民住宅、醫(yī)院、城中村為主，且人口較多的區(qū)域； 2級(jí)區(qū):指土地使用類型以商業(yè)金融、集市貿(mào)易、居住商業(yè)混雜為主，且人口密度中等的區(qū)域；3級(jí)區(qū):指土地使用類型以規(guī)模大的體育用地、集中的交通用地為主，且人口較少的區(qū)域； 4級(jí)區(qū):指土地使用類型以植被、農(nóng)田及工業(yè)用地占很大比例或者樓房稀疏、層次不高，綠地很多為主，且人口稀疏的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，步驟SI中采集交通流基礎(chǔ)信息具體是:采集城市浮動(dòng)車的速度數(shù)據(jù)，根據(jù)浮動(dòng)車速度算法，計(jì)算出各個(gè)路段的區(qū)間平均車速作為噪聲計(jì)算的輸入?yún)?shù)，并且根據(jù)道路標(biāo)線及交通流的行駛狀態(tài)，標(biāo)定暢行速度和阻塞密度兩個(gè)參數(shù)，代入到格林伯的速度-密度對(duì)數(shù)模型中，如公式(I)所示，獲取整個(gè)城市路網(wǎng)交通量； 格林伯的速度-密度對(duì)數(shù)模型:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，所述步驟SI中渲染交通噪聲地圖的具體實(shí)現(xiàn)方式為:選取區(qū)域道路交通噪聲計(jì)算模型，所述區(qū)域道路交通噪聲按線聲源模型進(jìn)行計(jì)算，綜合考慮聲傳播途中的距離衰減、地面吸收及各種障礙物的遮擋衰減作用后， 距行車線r處的等效聲級(jí)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，所述步驟S2中獲取各個(gè)區(qū)域的暴露面積Si的獲取方式為: 結(jié)合渲染出的噪聲地圖和各個(gè)小區(qū)域的聲環(huán)境功能區(qū)屬性，就可以計(jì)算出暴露在超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定的噪聲允許值的區(qū)域面積； 所述暴露人群數(shù)量Iii的獲取方式為:結(jié)合暴露面積Si和估算出的人口密度Pi,可以估算出暴露在超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定的噪聲允許值的暴露人群數(shù)量； 超標(biāo)噪聲聲級(jí)ALm的獲取方式為:在各個(gè)小區(qū)域內(nèi)，將所有超過(guò)聲環(huán)境功能區(qū)規(guī)定噪聲值的超標(biāo)部分進(jìn)行加權(quán)平均，得到超標(biāo)噪聲聲級(jí)ALmij
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于暴露人群\面積\聲環(huán)境功能區(qū)的交通噪聲污染模型，其特征在于，所述已有城區(qū)人均交通噪聲污染指數(shù)Anpi分級(jí)限制: Anpi為O，聲環(huán)境質(zhì)量級(jí)別為I級(jí)，聲環(huán)境質(zhì)量狀況屬于無(wú)污染； Anpi為1-5，聲環(huán)境質(zhì)量級(jí)別為II級(jí)，聲環(huán)境質(zhì)量狀況屬于輕微污染； Anpi為6-10，聲環(huán)境質(zhì)量級(jí)別為III級(jí)，聲環(huán)境質(zhì)量狀況屬于輕度污染； Anpi為11-15，聲環(huán)境質(zhì)量級(jí)別為IV級(jí)，聲環(huán)境質(zhì)量狀況屬于中度污染； Anpi為16-20，聲環(huán)境質(zhì)量級(jí)別為V級(jí)，聲環(huán)境質(zhì)量狀況屬于中度重污染； Anpi為>20，聲環(huán)境質(zhì) 量級(jí)別為VI級(jí)，聲環(huán)境質(zhì)量狀況屬于重度污染。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103440411SQ201310357215
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】蔡銘, 謝林華, 馬俠霖 申請(qǐng)人:中山大學(xué)