珞瑜路噪声监测实验.docx
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珞瑜路噪声监测实验
研究背景：
随着我国城市建设的迅猛发展和人口数量的迅速膨胀，城市道路建设逐步进入了持续、快速、发展的轨道，在道路为国民经济和社会发展做出贡献的同时，随之产生的城市道路交通噪声正逐步成为制约居民生活质量提高的主要公害之一，治理公路沿线噪声污染已成为
道路、交通及环保部门当前急待解决的首要问题。
武汉市珞瑜路是武汉市区主干道之一，起始于珞狮路与武珞路交叉路口，终点于关山大道与珞喻东路交叉路口，全长6.9公里。
路段主要经过湖北气象塔、华中师范大学、武汉大
学、武汉体育学院、光谷广场、华中科技大学。
从位置上来看，珞瑜路属于城市主干道，连接洪山区政府至华中科技大学，也是武汉市二环线与三环线的重要连接干道。
就研究对象而言，我们在预调查中发现，街道口至光谷广场前段主要分布商业区，测量不便于实施。
在实验之初，我们把研究对象定位在光谷。
珞瑜路是经光谷广场四条主干道之一，而在虎泉街、珞瑜路、民族大道、鲁磨路这几条干道之中，珞瑜路又是车流量最大的干道，因此，在光谷广场附近设置测位点对于珞瑜路的研究以及光谷广场的研究是比较有代表意义的。
由此不难看出，珞瑜路是武汉市中心城区的要道，对于其研究的意义不言而喻。
该条道路交通的研究不仅对于武汉市市区城市规划有建设性意义，对于武汉市交通、人口等问题的研究也有一定的说明性。
研究方式
道路交通噪声影响因素分析时，分别从车速、车流量两方面着手，采用线性拟合、统计分析等方法，对这两种影响因素进行分析，并得出相应结论：
车辆噪声和车速在一定的速度范围内呈近似线性关系，即随着车速的增大，噪声值呈逐渐增大的趋势；随着车流量的增加，产生的噪声值在最初阶段有显著增加，当车流量达到一定数量后，这种增加趋势就不是很明显了，即交通噪声和车流量呈对数正相关性。
一、区域概况
1.1武汉市概况
武汉位于中国的中部地区，地理位置东经113°41’~115°05’，北纬29°58’~31°22’。
东西距最大为134公里，南北距最大为155公里。
武汉处于江汉平原东部，东与黄冈市的团风县、鄂州市的华容区、梁子湖区、黄石市的大冶市接壤，南与咸宁市的嘉鱼县、咸宁市区相连，西与荆州市的洪湖市、仙桃市省辖市、孝感市的汉川市毗邻，北与孝感市的孝南区、孝昌县、大悟县、黄冈市的红安县、麻城市相接，形似一只自西向东的蝴蝶。
长江与其最大的支流汉水交汇于此，将武汉分为汉口、汉阳以及武昌等三部分，俗称武汉三镇。
武汉地形以平原为主，中部散列东西向残丘，且市内湖泊塘堰众多。
武汉素有“百湖之市”的美誉，现有大小湖泊166个，其中有43个在中心城区。
武汉的水域面积达2217.6平方公里，占全市面积的1/4还多一点，其中湖泊面积为803.17平方公里，湖泊水面率居全国各大城市的首位。
在中国经济地理中，武汉处于优越的中心位置。
水、陆交通十分发达，清代就有“九省通衢”的美称。
武汉是华中地区乃至中国内陆最大的工商业城市，拥有冶金、纺织、造船、制造、光电、信息、医药、食品、化工、汽车等产业。
在清朝末期、国民政府时期及中华人民共和国初期，武汉三镇经济繁荣，位居亚洲前列，故曾有“东方芝加哥”之称。
1.2武汉市道路交通
武汉是我国的主要交通要道。
316国道、318国道、106国道、107国道以及16条省道在此交汇，高速公路有京珠高速、沪蓉高速、沪渝高速、福银高速、大广高速、天河机场高速，天河机场第二机场高速、武汉外环线高速、汉蔡高速、和左高速、汉宜高速，汉十高速、六武高速、汉洪高速、硚孝高速、岱黄高速、汉麻高速、武英高速、青郑高速、武黄高速、武汉三环线高速等。
武汉正在积极建设武汉中心城区至武汉外环线及卫星城镇和远城区的“半小时交通圈”、武汉至相邻城市的“1小时交通圈”、武汉至邻省省会城市“4小时交通圈”。
同时，武汉是湖北省客运中心，现拥有傅家坡、宏基、新华路、金家墩、新荣村和杨春湖六个省级长途汽车客运中心。
武汉城区的道路交通流量，主要集中在以跨越长江、汉江桥梁为中心的交通走廊及重要干道上。
其中，城区主干道承担了全市道路流量的七成左右。
中心城区道路交通流量持续增加，交通拥堵状况进一步加剧。
汉口中心城区路网密度较大，交通出行均衡地分布在主、次干道上；武昌中心城区受湖泊和山体分割及城市格局的影响，交通出行主要分布在联系青山区与武昌区的南北向干道，以及与向东出城道路相连的东西向干道上。
武汉市区域环境噪声声源构成为生活噪声源、交通噪声源、工业噪声源、施工噪声源
二、实验原理
2.1声级计
声级计是最基本的噪声测量仪器，它是一种电子仪器，但又不同于电压表等客观电子仪表。
在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性；对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。
声级计是噪声测量中最基本的仪器。
声级计结构与组成
声级计一般由电容式传声器、前置放大器、衰减器、放大器、频率计权网络以及有效值指示表头等组成。
声级计的工作原理是：
由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。
放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权（或外接滤波器），然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器（或外按电平记录仪），在指示表头上给出噪声声级的数值。
声级计中的频率计权网络有A、B、C三种标准计权网络。
A网络是模拟人耳对等响曲线中40方纯音的响应，它的曲线形状与340方的等响曲线相反，从而使电信号的中、低频段有较大的衰减。
B网络是模拟人耳对70方纯音的响应，它使电信号的低频段有一定的衰减。
C网络是模拟人耳对100方纯音的响应，在整个声频范围内有近乎平直的响应。
声级计经过频率计权网络测得的声压级称为声级，根据所使用的计权网不同，分别称为A声级、B声级和C声级，单位记作dB（A）、dB（B）和dB（C）。
2.2声级计使用
1、声级计使用环境的选择：
选择有代表性的测试地点，声级计要离开地面，离开墙壁，以减少地面和墙壁的反射声的附加影响。
2、天气条件要求在无雨无雪的时间，声级计应保持传声器膜片清洁，风力在三级以上必须加风罩（以避免风噪声干扰），五级以上大风应停止测量。
3、打开声级计携带箱，取出声级计，套上传感器。
4、将声级计置于A状态，检测电池，然后校准声级计。
5、对照表（一般常见的环境声级大小参考），调节测量的量程。
6、下面就可以使用快（测量声压级变化较大的环境的瞬时值）、慢（测量声压级变化不大的环境中的平均值）、脉冲（测量脉冲声源）、滤波器（测量指定频段的声级）各种功能进行测量。
7、根据需要记录数据，同时也可以连接打印机或者其它电脑终端进行自动采集。
整理器材并放回指定地方
三、调查研究
3.1研究对象—珞瑜路概况
珞瑜路位于洪山区，街道口起，关山口止，全长约7.5公里。
沿线主要为商业区、居民区，尤其是东湖开发区，故生活噪声较多，有一些文教区，上下课时间将产生较大噪声；沿线工业区较少，故工业噪声较少；有几处施工地，故在施工附近区域施工噪声产生较大；由于珞喻路是主干道，车流量大，故主要噪声污染是交通噪声。
白天主要是客车、轿车为主，夜晚货车明显增多。
公交车车流量较大，在沿途产生较大噪声污染。
3.2研究意义
对于珞瑜路的研究突出表现在对于几个重点位置的研究，从位置上来看，珞瑜路属于城市主干道，连接洪山区政府至华中科技大学，也是武汉市二环线与三环线的重要连接干道。
就研究对象而言，我们在预调查中发现，街道口至光谷广场前段主要分布商业区，测量不便于实施。
在实验之初，我们把研究对象定位在光谷。
珞瑜路是经光谷广场四条主干道之一，而在虎泉街、珞瑜路、民族大道、鲁磨路这几条干道之中，珞瑜路又是车流量最大的干道，因此，在光谷广场附近设置测位点对于珞瑜路的研究以及光谷广场的研究是比较有代表意义的。
3.3位点选择
对于珞瑜路在街道口到卓刀泉路口之间路段，该段也是预调查中车流量最大的一段，但周围测量的进行；在卓刀泉路口至吴家湾段，主要穿过武汉市体育学院等文教区，是一个适合测点，但考虑经过街道口、广埠屯商业区、华中师范大学、武汉大学信息学部，周围干扰噪声源较多，加之到距离光谷广场距离较远，不具有代表性。
监测位点一（主）监测位点二（辅）
监测位点一设置在吴家湾附近，监测位点二设置在洪山区检察院附近，该路段向东连接珞喻东路，光谷广场的一条连接道路，但由于其车流量较小，我们将其选为辅助测量点。
位点一的选择是考虑到研究对象的问题，在研究珞瑜路的基础上我么更想把珞瑜路的研究推广到对于光谷广场以及武汉中心城区的研究上，那么，位点选择上我们尊重的原则是：
1.靠近光谷广场。
2.周围无大型的商业区。
3.离交通路口200m以上。
4.无强烈干扰源。
最终，我们把监测位点选在一处，预先调查中，将此监测点选定为主要监测点，此处相对无干扰声源，且附近有天桥，方便车辆的统计。
位点二我们选择在洪山区检察院附近，距离光谷广场商业区较远，周围无干扰声源；离路口较远；车辆相对方便计数。
位点二无论从噪声值还是车流量，与位点一相比较小，而位点二是邻接三环线的一个位点，也有很大的研究价值。
在预调查，将位点二选定为辅测点。
3.4调查过程
1、预调查过程
实验小组一共有八位同学，预调查时间选择在四月十九号，试验预调查从下午四点钟开始，从街道口步行至华中科技大学，对于沿途路况、交通、噪声值进行了初步的研究。
预调查至下午七点钟结束。
预调查中，小组成员大体将珞瑜路全段划分为四个区域进行研究，分别为：
街道口-体育学院、体育学院-鲁巷、光谷广场-关山大道、关山大道-珞喻东路。
由于光谷广场对于珞瑜路地理分割，加之小组成员有限，我们决定选择两个监测区域。
在这几个区域中选定了体育学院-鲁巷，光谷广场-关山大道这两个区域为研究对象，从而确立了选择位点1和2。
2、监测调查过程
正式的检测是从4-26日17：
00开始至4-27日17：
00开始，将小组八名成员分为两个小分队，实行主测点与辅测点分离检测的方式进行。
主测点在白天6：
00-24：
00每一个小时进行一次检测，噪声监测与车流量统计同时进行，夜间0：
00-6：
00期间每两个小时进行一测数据采集。
共采集四千余组数据。
辅测点在白天6：
00-22：
00每一个小时进行一次数据采集，噪声监测与车流量统计同时进行，夜间22：
00-6：
00每两个小时进行一次数据采集。
共采集四千余组数据。
4、实验数据统计分析
4.1噪声实验数据
主测点（珞瑜路西段）
时间
L10
L50
L90
Leq
0—2
76
72
64.2
74.3
2—4
71.6
64.5
55.2
69.0
4—6
71.4
65.4
56.4
69.2
6—7
73.6
68.4
60.8
71.1
7—8
75.4
72.7
70.9
73.0
8—9
74.8
72.2
69.8
72.6
9—10
76
72.3
70
72.9
10—11
76
71
67.8
72.1
11—12
73.7
68.5
65.1
69.7
12—13
74.4
71
68.2
71.6
13—14
73.7
70.5
68.3
71.0
14—15
74.7
70.8
68.3
71.5
15—16
74.1
70.5
68.3
71.1
16—17
75.6
70.5
67.1
71.7
17—18
76.7
69.2
64.9
71.5
18—19
75.5
70.2
66.4
71.6
19—20
73.9
69.8
66.2
70.8
20—21
74.7
72.1
69.8
72.5
21—22
75.1
71.6
69.1
72.2
22-23
73.6
70.9
66.5
71.7
23-24
73
70.4
66.4
71.1
辅测点（珞瑜路东段）
时间
L10
L50
L90
Leq
0—2
63.6
58
54.7
59.3
2—4
55.3
55.3
54.8
55.3
4—6
60.9
55.3
54.4
56.0
6—7
63.8
59.4
55.2
60.6
7—8
66.2
61.3
57.1
62.7
8—9
66.3
62
57.3
63.4
9—10
65.7
61.9
58.4
62.8
10—11
65.5
61.9
56.8
63.2
11—12
65.2
61.5
57.3
62.5
12—13
64.2
60.6
57
61.5
13—14
64.9
61.3
58.3
62.0
14—15
65
61.2
57.9
62.0
15—16
64.3
61.2
57.9
61.9
16—17
65.1
61.5
57.8
62.4
17—18
65.6
62.2
58.6
63.0
18—19
65.8
61.8
59
62.6
19—20
64.7
60.3
57.5
61.2
20—21
65.7
61.1
57.3
62.3
21—22
65.2
60.5
56.5
61.8
22—24
64.1
58.6
54.7
60.1
4.2实验数据分析
表3城市5类环境噪声标准值
声环境功能区
时段
昼间
夜间
0类
50dB
40dB
1类
55dB
40dB
2类
60dB
50dB
3类
65dB
55dB
4类
4a类
70dB
55dB
4b类
70dB
60dB
由数据整理不难看出，位点一处昼间噪声等效连续A声级Leq基本都在71dB以上，已经超过4类功能区，不达标；夜间噪声也已经超过60dB，超过4类功能区要求，属于不达标路段。
位点二昼间Leq处于65-70dB区间，属于四类城市干道功能区；夜间分布在55-60dB区间，属于四类城市主要干道功能区，在实验者观测期间基本达标，属于达标路段。
从曲线上不难看出，位点一处Leq随着时间是波动变化的，在凌晨0：
00处出现高峰（此处峰值不准确），正常的高峰应该是上午8：
00时间出现的，晚上3：
00处出现低谷。
大体上出现了三次波动，波动范围相对较大，波动分别发生在：
6：
00—12：
00、12：
00—20：
00、20：
00—4：
00波动幅度以第三个最大，出现了数据中的波峰0：
00处噪声值偏大的现象。
曲线波动幅度也在另一程度上表现了车辆的变化幅值的变化较大。
从曲线上不难看出，位点二处Leq也是随着时间是波动变化的，在上午8：
00处出现高峰，晚上3：
00处出现低谷。
大体上出现了三次波动，但波动范围与幅度不是很大，波动分别发生在：
6：
00—12：
00、12：
00—20：
00、20：
00—4：
00波动幅度以第三个最大。
曲线基本上与测点一曲线趋势相似。
曲线相对平缓，表现了车流量随时间变化幅值较小的现象。
将两变化曲线整合到一个这线图上进行横向对比，两条曲线在变化趋势上吻合率极高，变化趋势基本一致。
本次试验是有代表性的对于珞瑜路噪声的研究，进而对于光谷广场以及武汉市区道路交通提出改进意见，曲线吻合率高，那么我们基本上可以做出光谷广场相连的五条道路噪声值变化基本吻合的推断，可见光谷广场对于交通影响是巨大的，稍后我们会做更详细的分析讨论。
4.3车流量统计
主测点（位点一）
时间段/车辆种类
中小型客车
大型客车
小型货车
大型货车
摩托车
总计
1
484
0
2
8
16
510
2
484
0
2
8
16
510
3
148
0
4
0
2
154
4
148
0
4
0
2
154
5
184
20
8
4
8
224
6
184
20
8
4
8
224
7
315
68
20
0
24
427
8
1152
178
4
0
36
1370
9
1332
172
4
0
28
1536
10
1424
153
16
0
48
1641
11
1360
156
12
0
16
1544
12
1100
152
12
0
36
1300
13
1200
144
2
2
40
1388
14
1192
116
12
8
24
1352
15
1424
96
4
8
12
1544
16
1228
140
3
0
24
1395
17
1036
176
36
3
20
1271
18
1214
214
4
0
60
1492
19
1236
156
8
0
36
1436
20
820
132
8
0
30
990
21
1130
116
8
4
36
1294
22
1084
68
8
4
20
1184
23
860
24
12
4
12
912
24
788
4
28
4
4
828
位点一车辆类型主要以中小型汽车为主，摩托车数量相对较多，随时间分布变化较小，货车数量少，出现时段集中在夜晚，白天数量少。
由此可见，珞瑜路西段以载客为主。
一位光谷广场的进出以消费群体为主，所以主要路段多载客车辆。
这也是光谷广场对于其产生的重要影响之一。
上图是位点一车流总量随时间变化曲线，图中大致出现六段波动。
曲线最高点出现在上午10：
00左右，最低点出现在凌晨3：
00左右。
昼间车流量较大，基本处在4000辆/h以上。
夜间车流量出现低谷，基本处在1000辆/h以下。
这在很大程度上反映了交通情况与人们的作息之间的关系，由于珞瑜路所处位置以及其特殊的功用，特点突出表现在以下几个特点：
1.车流量白天大，夜间小。
2.白天车流量变化平稳，无较大幅度的波动。
3.时间一到凌晨，车辆数骤减。
位点二（辅测点）
时间段/车辆种类
中小型客车
大型客车
小型货车
大型货车
摩托车
总计
1
214
0
2
2
0
218
2
20
0
2
4
0
26
3
20
0
2
4
0
26
4
42
0
12
6
2
62
5
42
0
12
6
2
62
6
192
46
10
4
6
258
7
516
90
2
0
0
608
8
532
56
14
12
4
618
9
682
74
12
2
2
772
10
668
66
8
2
8
752
11
686
63
8
0
0
757
12
676
52
8
0
4
740
13
734
48
10
4
1
797
14
608
52
12
2
4
678
15
634
72
8
2
4
720
16
752
56
8
2
10
828
17
806
63
6
0
0
875
18
676
70
0
0
10
756
19
612
46
4
6
2
670
20
518
22
6
6
4
556
21
516
26
0
2
6
550
22
310
10
2
2
6
330
23
310
10
2
2
6
330
24
214
0
2
2
0
218
位点二车辆类型主要以中小型汽车为主，摩托车数量相对较少，随时间分布变化较小，货车数量相对较多，出现时段集中在白天，夜间数量少。
由此可见，珞瑜路西段也是以载客为主，但是也存在较大的货物运送功能，这是由于光谷广场对于外界货物的需要基本是从该条路段运进的。
该段线路是连接三环线的重要一段，光谷广场所需的货物运进武汉市从运费的角度考虑这条道路是一个不错的选择。
首先，进入武汉市必须要由外环线进入，此处是从三环线切进市区的重要干道。
其次，该段路相对平坦，车流量较小，在观测期间基本未出现堵车等情况。
综合以上两点情况，载客功能与于物流运送便利的特点，该段路的载客与货运将是占有很大的比例。
上图是位点二，珞瑜路光谷广场东段车流总量随时间变化的波动曲线，其变化趋势基本与位点一相似，但是也有很大的不同。
辅测点处昼间车流量基本处在2400辆/h这个数值上，相对于位点一处比较，数值下降幅度为45%左右，可见虎泉路与民族大道和鲁磨路对于光谷广场的分流产生了重要的分流作用。
夜间基本低于300辆/h，车流量很小，在该段，货车所占比例明显上升。
5、城市交通噪声的危害
5.1来源
交通噪声污染对道路沿线居民正常生活、工作、学习、休息环境的干扰程度和范围也随之加剧和扩大。
交通噪声污染已经逐渐变成道路沿线特别是交通主干道沿线居民最为关注的环境污染问题。
据调查：
噪声会对人的心理和机体同时产生不良影响，特别是对神经系统和心血管系统造成危害； 噪声能损害儿童的大脑， 长期处在噪声环境里的儿童，其智力发育要比在安静环境里的儿童大约低20%；对妇女来说， 噪声会对排卵机能有不良影响， 还可能使胎儿产生畸形发育。
因此，为了适应交通的快速发展，控制和减少交通噪声真的是当务之急
城市交通噪声来源包括飞机、火车、轮船、各种机动车辆等交通运输工具产生的噪声。
其中以飞机噪声强度最大。
但对环境影响大的主要是汽车和摩托车，噪声的主要来源是喇叭声（电喇叭90-95dB、汽喇叭105-110 dB）、发动机声、进气和排气声、启动和制动声、轮胎与地面的摩擦声等。
汽车超载、加速和制动、路面粗糙不平都会增加噪声。
交通噪声几乎影响每一个城市居民。
有关资料表明，城市环境噪声的70%来自交通噪声
5.2危害
1.损伤听力
噪声对听力的损伤是人类认识最早的一种影响。
人们在噪声环境中暴露一定时间后，听力会下降，离开噪声环境到安静的场所休息一段时间，听觉就会恢复。
当噪声持续不断所产生的影响大到依靠人的本能已无法消除时，体力便开始衰退。
有资料表明，若在80 dB以上的噪音环境中生活，造成耳聋的可能性可达50％。
2.损害视力
耳朵与眼睛之间有着微妙的内在“联系”，当噪音作用于听觉器官时， 也会通过神经系统的作用而“波及”视觉器官，噪音可使色觉、色视野发生异常，使人的视力减弱。
3.引发各种疾病
长期生活在噪声环境中会使人们的健康水平下降，引发各种慢性疾病的发生。
试验表明，噪声会引起人体紧张的反应，刺激肾上腺素的分泌，引起心律改变和血压升高，从而引发心血管疾病、中枢神经疾病、消化系统疾病和神经疾病。
4.对人心理的影响
噪声使人睡眠不好，注意力不能集中，记忆力下降等心理症状，然后导致心情烦乱，情绪不稳，乃至忍耐性降低，脾气暴躁，最后产生高血压、溃疡、糖尿病等一系列的疾病。
心理学上将这种病症称为心身疾病，意指由心理因素引起的身体上的疾病。
噪声对人体的直接危害
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