一種基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法
2023-04-25 04:01:56 2
一種基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法
【專利摘要】本發明提出一種基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，該方法利用噪聲監測數據和原交通流數據，首先對路段和監測點數據進行組織，構造各個監測點的有效路段集合；然後進行局部修正，根據能量守恆定律計算監測點有效路段集合中各路段的修正差值；接著對局部修正的結果做區間劃分，根據區間劃分結果確定其他未修正路段的修正差值，最後計算渲染得到更新後的道路交通噪聲地圖。本發明應用於道路交通噪聲地圖的更新，計算效率高，更新效果好。
【專利說明】一種基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及交通噪聲地圖領域，更具體地，涉及一種基於噪聲監測數據的道路交 通噪聲地圖更新方法。
【背景技術】
[0002] 道路交通噪聲地圖能夠模擬計算一定區域內道路交通噪聲的汙染程度以及汙染 分布情況，作為環境噪聲管理的重要工具，它應該具備時效性，其更新十分必要。目前交通 噪聲地圖主要使用預測模型來計算繪製。根據道路交通噪聲的產生特點、噪聲傳播規律以 及障礙物分布對傳播的影響等建立起預測模型，將所需的數據（比如交通流數據）輸入到 模型中進行計算，模擬求解出區域內交通噪聲情況。為了更新某一區域的噪聲地圖，通常需 要重新採集該區域內的交通流數據，而如果區域面積很大，重新採集交通流數據的難度就 會很大，需要耗費大量的人力物力。
[0003] 交通噪聲地圖的更新，包括兩種類型：一是短時間間隔的更新，比如實時交通噪聲 地圖的更新；二是長時間間隔的更新，比如年度交通噪聲地圖的更新。國外現有如下的一些 方法：1.通過設立參考點，利用監測儀器測量記錄參考點處的聲壓級和影響該參考點的各 聲源的特性，處理分析數據，劃分測量時間段內的噪聲事件，確定各噪聲事件中各聲源的權 重比例，選擇主要聲源來代替該噪聲事件中全部聲源的作用，計算出參考點處新的聲壓級， 再根據參考點處聲壓級結果和傳播衰減模型計算受該噪聲事件影響的各點處的聲壓級； 2.利用固定的噪聲監測裝置獲取噪聲監測數據，結合噪聲監測數據和已有的交通流數據反 演計算出監測點位處新的交通流參數，然後根據新的交通流參數使用預測模型計算渲染噪 聲地圖。方法1過程較為複雜繁瑣，計算量較大，且對噪聲監測設備要求較高，側重於一段 時間序列的噪聲地圖的動態更新。方法2隻能在監測點覆蓋的一定範圍內進行更新，要做 到較大範圍的更新只能通過設立更多的監測點來實現，側重於長時間間隔交通噪聲地圖的 更新。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題是較長時間間隔交通噪聲地圖的更新，提供一種計算效率 高、更新效果好的基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法。
[0005] 為了達到上述技術目的，本發明的技術方案如下：
[0006] -種基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，根據歷史交通流數據和當 前噪聲監測數據實現道路交通噪聲地圖更新方法，其中噪聲監測數據包括噪聲監測點經緯 度、噪聲監測的等效聲壓級結果、監測點距離道路第一車道中心線的距離，所述道路交通噪 聲地圖更新方法包括以下步驟：
[0007] Sl :對於每一監測點，構造在其監測範圍內的監測路段集合；
[0008] S2:剔除各監測路段集合中的無效路段，形成各個監測點的有效路段集合，其方式 為：
[0009] 計算監測路段集合中路段Ii對監測點j的預測聲壓級Li^求L maju與Lu的差值， 當該差值小於聲壓級判斷閾值3時，則該路段Ii為對應監測點j的有效路段，Lmaju為監測點 j的監測路段集合中各路段對監測點j的預測聲壓級中的最大值；
[0010] S3 :局部修正：計算各個有效路段集合中各路段的最終修正差值；
[0011] S4 :根據局部修正的結果對已修正的路段進行區間劃分；
[0012] S5 :擴展修正：根據區間劃分結果確定所有未修正的路段的最終修正差值；
[0013] S6:將各路段的最終修正差值作用在區域噪聲更新計算過程中，計算渲染出更新 後的道路交通噪聲地圖。
[0014] 進一步的，所述步驟S3根據以下方式獲取有效路段集合中各路段的最終修正差 值
[0015] 由以下兩式獲取監測點j的有效路段集合中所有路段的總修正差值a j，並計算出 路段Ii的修正差值Ai j :
【權利要求】
1. 一種基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，根據歷史交通流數據和當 前噪聲監測數據實現道路交通噪聲地圖更新方法，其中噪聲監測數據包括噪聲監測點經緯 度、噪聲監測的等效聲壓級結果、監測點距離道路第一車道中心線的距離，其特徵在於，所 述道路交通噪聲地圖更新方法包括以下步驟： 51 :對於每一監測點，構造在其監測範圍內的監測路段集合； 52 :剔除各監測路段集合中的無效路段，形成各個監測點的有效路段集合，其方式為： 計算監測路段集合中路段Ii對監測點j的預測聲壓級Li^求Lmaju與L i,,的差值，當該 差值小於聲壓級判斷閾值3時，則該路段Ii為對應監測點j的有效路段，Lmaju為監測點j的 監測路段集合中各路段對監測點j的預測聲壓級中的最大值； 53 :局部修正：計算各個有效路段集合中各路段的最終修正差值； 54 :根據局部修正的結果對已修正的路段進行區間劃分； 55 :擴展修正：根據區間劃分結果確定所有未修正的路段的最終修正差值； 56 :將各路段的最終修正差值作用在區域噪聲更新計算過程中，計算渲染出更新後的 道路交通噪聲地圖。
2. 根據權利要求1所述的基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，其特徵在 於，所述步驟S3根據以下方式獲取有效路段集合中各路段的最終修正差值\ : 由以下兩式獲取監測點j的有效路段集合中所有路段的總修正差值A ^並計算出路段 Ii的修正差值Ai j :
其中，為監測點j的監測聲壓級，Ey為路段Ii對該監測點j作用的能量值，Ej為 監測點j有效路段集合中所有路段對該監測點j作用的總能量值， 由下式獲取路段Ii的最終修正差值：
其中：n = Pu+Pi』+ ? ? ? +Pi，N，pi;1、Pi，2 ? ? ?、Pi，N分別表示路段Ii對各個監測點 的能量貢獻率，N表示總的監測點數。
3. 根據權利要求2所述的基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，其特徵在 於，所述步驟S4的過程如下： 541 :計算各個已修正路段的表徵道路聲源屬性的變量SSPL值，所述SSPL值計算表達 式如下： SSPL = IOlg (102-2V12-632N^lO 0-88V23-048N2+10 L 26V32-473N3), 其中HN3分別為每小時內大型車、中型車和小型車的車流量；Vi、V2、V3分別為大型 車、中型車和小型車的車速； 542 :以各個已修正路段的SPPL值為橫坐標，以各個已修正路段的最終修正差值為縱 坐標建立平面坐標系； S43 :取輸入集合中SSPL值最小的點作為第一個聚類中心，取SSPL值最大的點作為第 二個聚類中心，若這兩者距離小於閾值e，則將計算出的已修正路段的SSPL值的集合中所 有的點作為一個聚類並結束；否則，跳轉至步驟S44,所述輸入集合是指各個監測點有效區 域內的所有已修正路段集合； S44:計算輸入集合中第m個未被作為聚類中心的點分別到第一和第二聚類 中心的距離d^、dm，2,並求出它們之中的最小值dm，min = minlid^，dm，2]，當4 = maxDninlidw，dm，2]]> 0，則該點作為一個新的聚類中心； S45 :若已有k個聚類中心，計算輸入集合中第m個未被作為聚類中心的點分別到各 聚類中心的距離d^、dm，2、……、dm，k，獲取距離d^、d m，2、……、dm，k中的最大值dmax = maxDninlid^，dm，2, X X X，dm，k]]，如果dmax> 0，則將該點作為聚類中心，重複這一過程對輸 入集合中剩餘未被聚類中心的點進行處理，當判斷出不再有新的聚類中心出現之後，則跳 轉到下一步； S46:在判斷出不再有新的聚類中心出現之後，將剩下的各點按照最小距離原則分配到 各聚類中，即對於剩下的每一個點，計算它到各聚類中心的距離，將它加入到距離最小的那 個聚類中去； S47 :聚類完成之後，一個聚類對應一個區間，該聚類的橫坐標上限即為區間上限，該聚 類的橫坐標下限即為區間下限。
4. 根據權利要求3所述的基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，其特徵在 於，所述步驟S5的過程如下： 對於所有未修正路段，計算它的SSPL值，若其SSPL值處在一個已劃分出來的區間中， 則該路段的最終修正差值為該區間中的所有已修正路段修正差值的平均值。
5. 根據權利要求3或4所述的基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，其特 徵在於，所述步驟Sl中監測點的監測範圍是指以該監測點為圓心，半徑為R米的圓形區域； 所述步驟S43中監測點的有效區域是指以該監測點為圓心，半徑為r米的圓形區域，R>r。
6. 根據權利要求1所述的基於噪聲監測數據的道路交通噪聲地圖更新方法，其特徵在 於，所述步驟S6的具體實現方式為： 對計算區域進行網格劃分，對於每一個網格點，計算各路段Ii對該網格點的噪聲 聲壓級Li,考慮各路段的最終修正差值A/,，則路段Ii對該網格點的最終噪聲聲壓級為 L = A_ + A;, ;該網格點的總聲壓級為
；網格點之外的區域使用插值方 法計算對應的聲壓級，根據整個監測道路的網格計算結果渲染出噪聲地圖；所述網格點即 為網格的頂點。
【文檔編號】G06F19/00GK104331609SQ201410566947
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】蔡銘, 呂梓燊 申請人:中山大學