Predictor-lima预测软件在道路交通噪声预测中重要参数的影响分析

邱涌涛，高 峰，姜春红，李宪同

(1.北京市劳动保护科学研究所，北京 100054；2.辽宁省沈阳生态环境监测中心，辽宁 沈阳 110169；3.中国环境监测总站, 北京 100012)

1 引言

随着城市化进程不断加快，人民生活水平的不断提高，私家车数量的不断增多，道路交通噪声对两侧沿线居民的生活引起了越来越多的不利影响[1～3]。对于道路交通项目环境影响而言，噪声是需要考虑的最主要因素。噪声预测软件是道路交通项目环境影响评价工作中的重要应用工具之一。道路交通噪声预测工作中常用的预测软件主要由三种：Cadna/A，Eia和Predictor-lima。影响噪声预测计算结果的参数除车速、车型、车流量等主要参数之外，还包括声源条数、道路宽度、道路坡度、网格大小、声源高度、地面系数等。车速、车型、车流量的影响比较明确，但声源条数、道路宽度等参数对预测结果的影响研究较少，鉴于此，文中基于该软件计算分析了这些参数对预测结果的影响，为广大环评工作者提供参考。

2 预测软件概况

Predictor-lima软件是由B&K公司生产的环境噪声计算和绘图软件，能够基于GIS、CAD地理数据快捷准确的建立声场模型，该软件内部集成了多个国家(中国、德国、法国、澳大利亚等)的计算模型，用户可根据需要自行选择不同的计算模型对道路交通噪声进行预测。Predictor-lima预测软件相较于其他软件具有计算速度快、用户友好度高和展示效果好的特点，可以作为我国声环境影响评价的工具软件，也可用于城市或区域环境噪声的预测、评价和控制方案设计。

不同预测模型都具有相似的基本形式，预测点声压级是由车辆参考声压级加上各类修正项得到。表示型式如下。

3 重要参数对预测结果的影响

影响噪声预测计算结果的参数除车速、车型、车流量等主要参数之外，还包括声源条数、道路宽度、道路坡度、网格大小、声源高度、地面系数等。本文基于《环境影响评价导则 声环境》(HJ2.4-2009)推荐的计算模型，在预测软件中分别进行建模计算，对各参数进行分析。

3.1 声源条数

笔者在文献[4]中对道路交通噪声预测声源简化研究进行过深入研究，推导了2车道、4车道、6车道、8车道和10车道道路简化为1条线声源与多条线声源的误差公式，例如，对于10车道道路，不同简化方式的绝对误差为：

n表示接收点与道路边缘距离与道路宽度的比值。得出结论，道路宽度越大，将道路交通声源简化为1条线声源和多条线声源预测结果的绝对误差越大，当接收点位于道路边缘时(n=0)时，绝对误差最大，均超过1 dB，且对于10车道的道路，误差大于3 dB。当接收点与道路边缘的距离大于道路宽度的一半时(n大于0.5)，绝对误差可以控制在0.5 dB之内。

3.2 道路宽度

Predictor-lima预测软件中将道路声源简化为一条线，没有对于道路宽度的设置。然而，道路宽度对预测结果是有重要影响的，笔者在文献[5]中的研究认为道路宽度，道路到建筑物距离，围墙等隔声措施高度是影响建筑物最大噪声点分布的主要因素。并且Cadna/A[5]预测软件也有道路宽度的设置，因此，在建模时有必要设置道路宽度。

Predictor-lima预测软件中道路宽度可以通过在道路下方增加“地面地区”模型的方式添加。假设路宽分别为20 m和60 m，其他参数都一致，通过计算发现，有无“地面地区”(即路宽)模型时，预测结果误差为0 dB。可见，在Predictor-lima预测软件中，路宽不是其主要考虑因素。在使用在Predictor-lima预测软件进行道路交通噪声预测时可直接将道路简化为线声源，不用设置路宽。道路宽度对应的计算时间如表1所示。

表1 有无“地面地区”(即路宽)模型的计算结果及误差

3.3 道路坡度

在预测软件下，分别选取不同的道路坡度，比较其差别。设定坡度分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%。表2为不同道路坡度的计算结果及误差。可见，对于大型车，坡度每增加1%，声级增加约1 dB；对于中型车，坡度每增加1%，声级增加0.7 dB；对于小型车，坡度每增加1%，声级增加0.5 dB。

表2 不同道路坡度的误差

3.4 计算网格大小

通过计算发现，计算区域的网格尺寸越小，计算网格数目越多，计算速度则越慢，展示效果越好(图1)。然而从计算结果来看，预测结果对计算结果没有影响。表3是计算网格分别为5 m，20 m和50 m的计算结果。图1为预测结果展示图。

表3 计算网格分别为5 m，20 m和50 m的计算结果

图1 计算网格分别为(a)5 m，(b)20 m和(c)50 m的预测结果展示

3.5 声源高度

户文成等[7]在《道路交通噪声预测模型实践探析》中使用CNOSSOS-EU模型，将声源简化后高度定为0.05 m，我国噪声评价中也是将车辆简化为0.5 m高的点源。Predictor-lima预测软件中声源高度是可以设置的，通过计算，相对于声源高度设置为1 m，声源高度越低，预测结果越小，声源高度分别为1 m与0.2 m时，预测结果相差0.3 dB。不同声源高度的计算误差如表4所示。

表4 不同声源高度的计算误差

3.6 地面系数

Predictor-lima中的地面系数指的地面的软硬程度，地面系数数值设定为0～1。地面系数越大，表示地面越软，对声波的吸收作用越大。如表5所示，通过计算发现，地面系数越大预测结果越小，地面系数为1时，预测结果比地面系数为0时低4.3 dB。

表5 不同地面系数的计算误差

4 结论

通过对Predictor-lima预测软件中各参数的建模计算及分析，可以得出以下结论。

(1)根据前面的分析结果，声源条数、道路宽度、道路坡度、网格大小、声源高度、地面系数等参数对预测结果、计算速度和预测图展示效果等均有影响。

(2)道路交通噪声预测过程中，应该根据道路宽度及预测点与道路边界的距离关系，将其简化为一条位于道路中心线的线声源或者两条线声源；在使用在Predictor-lima预测软件进行道路交通噪声预测时可直接将道路简化为线声源，不用设置路宽；对于道路坡度而言，坡度增加，预测声级增加，大、中、小型车增加幅度分别为1 dB、0.7 dB和0.5 dB；计算网格大小对计算结果没有影响，但会影响展示效果，降低计算速度；声源高度越低，预测结果越小，声源高度为1 m与0.2 m时，预测结果相差0.3 dB；地面系数越大预测结果越小，地面系数为1 h，预测结果比地面系数为0时低4.3 dB。

(3)分析结果将有助于环评工作者在进行噪声预测时合理、准确地选择参数，保证预测结果。