灰关联熵分析在达州城区交通环境噪声治理中的应用研究

邹小林 唐海军 谢婧 甘娟 彭海琼 李浪蛟

摘 要：为解决城市交通噪音污染等问题，现选择达州市主城区进行研究。通过对造成达州市交通噪音污染的因素进行分析，利用matlab等数学软件对数据进行处理和编程，建立与污染因素相关的灰色模型，作灰关联熵分析出影响达州交通噪声的主要污染因素，并通过查阅文献资料确定达州噪声的污染级别。最后根据研究结果提出控制噪音污染的相关建议。

关键词：噪音污染的因素 灰关联熵分析 达州市

中图分类号：S565.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（b）-0048-02

随着经济发展，路网系统越来越复杂，人口、车流量等的增加，交通噪音污染加剧。噪声污染源一般来源于交通、生活、工业等，其主要因素为人口数量、车流量、道路规划完整度、交通管理程度、绿化等。本文通过网上查阅，实地考察采取数据，对灰关联系数进行熵分析，为改善城市噪声污染提供理论依据。

1 模型建立与求解

1.1 灰关联分析法

灰关联分析是贫信息系统分析的有效手段，是指对一个系统发展变化态势的定量描述和比较的方法，通过灰色关联度来分析和确定系统因素间的影响程度或因素对系统主行为的贡献测度。

1.2 计算灰色关联系数

首先将交通噪声声级视为被影响因素数据x0（k），将影响因素设为xj（k）。

将影响因素设为xj（k），所以建立下列公式：

比较数列Xi对参考数列X0在第k个指标上的关联系数，其中ρ∈[0，1]为分辨系数；minmin|X0（t）-Xt（t）|，maxmax|X0（t）-Xt（t）|分别为两级最小差及两级最大差。一般来讲，分辨系数ρ越大，分辨率越大，ρ越小，分辨率越小。一般P取0.5。根据（1）式计算表中数据的灰关联系数如下：

（1 0.876 0.619 0.67） （1 0.802 0.94 0.866）

（1 0.873 0.973 0.974） （1 0.728 0.732 0.748）

（0 0.555 0.333 0.355） （1 0.77 0632 0.785）

1.3 灰关联系数分布映射

灰关联系数分布映射的映射值称为分布的密度值，即：

P1=（0.3158 0.277 0.196 0.212） P2=（0.277 0.222 0.260.24）

P3=（0.262 0.299 0.255 0.255） P4=（0.312 0.227 0.22 0.233）

P5=（0.446 0.247 0.148 0.158） P6=（0.314 0.242 0.198 0.246）

1.4 计算灰关联熵

由熵定律可知，當序列xj的灰关联熵最大时，灰熵关联度越大，说明该因素影响越显著， 从而分析熵的大小来确定主要因素。

计算得到的熵值如下：

H1=1.369，H2=1.382，H3=1.385，H4=1.376，H5=1.28，H6=1.373。

2 结论分析与建议

2.1 分析

通过以上灰关联分析法计算，得到灰关联熵值大小比较H3>H2>H4>H6>H1>H5。以上熵值说明达州市噪音污染主要因素为交通管理程度，其次分别为平均路宽、绿化程度、车流量、人流量、重型车数量。达州市平均噪声分贝为70dB左右，属于轻度污染。由于达州许多道路交叉口较多，交通流量大，而红绿灯、路标设施、交警人员分配等不够合理，民众交通意识差，经常会造成交通堵塞，鸣笛等现象而造成噪音污染。同时道路规划不够完整，路面窄小，热闹地段小商贩居多，使得人流量与车流量此时相比增加；同时绿化程度不够大，没有达到防控噪音的作用。

2.2 方案

根据结果分析，对降低噪声污染提出以下方案。

（1）合理规划红绿灯的数量，加强交通管理，大力提高人们的交通意识，对乱鸣笛等现象采取强制管理。

（2）道路加宽，开设专门人行道，优化噪声敏感区域周边路网的交通组织。

（3）在道路与接受点之间种植绿化林带，利用植物对声波的反射和吸收作用降噪。

（4）合理控制交通流量，特别需限制载货汽车的通行。

（5）在源头上，采取消声或阻尼减震等技术控制噪音，同时修整路面，减小摩擦。

（指导教师：唐海军）

参考文献

[1] 司守奎，孙兆亮.数学建模算法与应用[M].北京.国防工业出版社，2011.

[2] 邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中理工大学出版社，1988.

[3] 李学全，李松仁，韩旭里，等.灰色系统理论研究（1）：灰色关联度[J].系统工程理论与实践，1996，16（11）：92-95.