对北京市交通噪音污染情况的研究

刘紫薇 李丽 庞禹扬 薛怡文 魏来

【摘 要】针对北京市不同类型道路及不同楼层设置噪声监测点进行连续检测，采用交通噪声指标TNI、噪声平均峰值L10、噪声背景值L90计算噪声值，并得出噪声值与各个影响因素的数学关系，并将测量道路的噪声指数与国家相关标准（GB3096-2008）以及（《中华人民共和国环境噪声污染防治法》）进行比较。研究结果表明：本文中所选择的阜成路、西三环北路、紫竹院路、复兴路、广安路、西土城路等北京市主干路的交通噪声指数均高于国家对主干路上的噪声排放要求（70dB），紫竹院南路、北京西站南路、白云路、三里河东路、莲花池东路、万寿路等次干路中有60%的道路交通噪声指数高于国家标准（70dB），40%的噪声指数低于国家标准（70dB）；车流量与交通噪声指标TNI值的函数曲线基本拟合；为研究楼层高度与噪声分贝大小之间的线性关系，选择海淀区增光路附近具有一定居民楼代表性的建筑（图5）进行测量，经测量结果表明（以此楼为例）：在一定基层楼层范围内，随着楼层的增加，所接收到的噪声分贝大小呈稳态增加；至中间楼层（如8到9楼层）噪聲分贝减小明显，9-10楼层又显著增加，成折线型下降与上升幅度；到了一定楼层范围后（10+）噪声分贝大小呈反向线性泊松分布。

【关键词】北京市；交通噪声；楼层高度；车流量

中图分类号： TB53 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）27-0089-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.039

【Abstract】Aiming to detect different types of roads and residential buildings in Beijing， we set up several check points to do continuous monitoring. The traffic noise index TNI， L10 average peak noise， the noise background value L90 noise value calculation， and it is concluded that the noise value and the mathematical relationship between various influencing factors， and will measure the road noise figure and relevant national standards （GB3096-2008）， and （The law of the People's Republic of China on the prevention and control of environmental noise pollution）.

The result shows that the traffic noise index for the roads that the article selected to are mostly higher than the national standard（70 dB）. The function curve of TNI value of traffic flow and traffic noise is basically fitted. For studying the linear relationship between the floor height and the noise decibel size， we chose representative residential buildings along Zengguang road in ？Haidian district to detect. The measurement results show that （take this building for example） ： On a certain floor range， the noise level increases with the floor； The noise from the middle floor （e.g.， 8 to 9 floors） decreases significantly， while the noise from 9 to 10 floors increases significantly. The decibel size of （10+） noise is inversely linear Poisson distribution at a certain floor range.

【Key words】Beijng； Traffic noise； Floor height； Vehicle flow

1 文献综述

随着首都人口的迅速膨胀以及交通体系的日益完善，北京市的交通噪声污染问题也变得愈发严峻，成为了北京市城市环境污染的一大公害。关于交通噪声污染的研究也变得更加更为重要，目前研究指出，汽车鸣笛是交通噪声的主要来源，城市公交大客车和大货车的行驶噪声是仅次于鸣笛噪声的第二大交通噪声源。城市机动车辆剧增，交通拥挤，是这两类噪声的主要原因。轮胎与路面相互作用产生的噪声也是道路交通的噪声源之一。当汽车时速大于45至55公里时，轮胎噪声就成为小客车与轻型载重车噪声频谱的主要成分[1-2]。而本文采用交通噪声指标TNI、噪声平均峰值L10、噪声背景值L90计算噪声值，从而研究噪声值与不同时间段车流量、楼层高度以及不同路段间的数学关系，并通过建立数学模型，结合噪声控制相关知识，提出建议以降低交通噪声所造成的消极影响。

2 数据分析

2.1 原理

由于北京的空间紧张，更加压迫了道路与建筑之间的距离，导致道路周边的建筑受噪音影响更为严重。而在不同的车流量与道路类型下，道路周边建筑所接收到的噪音存在一定的差异，为了减少交通噪音对附近建筑的影响，控制相关的车流量与道路宽度及其它的无关变量因素，分析各时段的环境噪声值下污染的状况及不同自变量因素下所接收的道路噪音的差异关系，试图为完善我国有关城市噪音污染防治的法律进言献策。

数据分析使用的是交通噪声指数（TNI）

TNI的表达式为TNI=4（L10-L90）+L90-30

L10：在取样时间内只有占10%时间的噪声超过该声级，相当于噪声平均峰值

L90：在取样时间内只有占50%时间的噪声超过该声级，相当于噪声背景值

第一项L10反 映了交通噪声起伏的程度， 第二项L90表示噪声的本底。交通噪声指数可以较好地反映交通噪声起伏状况， L10与L90的差值越大， 噪声波动起伏越大， TNI的数值越大；L90噪声的本底值， 本底值越大， 對人的影响越严重， TNI能够较好的反映公众主观感受[3-4]。交通噪声指数最早被提出时，指的是在一般情况下，交通噪声是符合正态分布的，可以近似地用八声级分布的中值和标准偏差两个量来表示它物理特性[5]，随着技术的发展，人们逐渐认识到L10与L90的重要性，也就是当两个噪声平均水平相 近时L90与L10差异越大则对人的感觉影响也越大， 因此在考虑噪声对人的影响和制订有关卫生标准时， 不但要考虑平均水平， 还应考虑峰值和本底值， 就是断续噪声的波动强度和幅度[4]。随后，为了解决噪声监测费时，费力的问题，人们引入了环境噪声自动监测技术（国家环保总局在下发的《环境监测技术路线》（环办[2003]49号）中，对环境噪声监测技术路线提出）。但由于自动监测技术有着无法过滤分析非常规噪声，使数据缺乏代表性，本文将采用人工记录噪声数据与自动监测技术相结合的方法采集数据。

2.2 主干路、次干路上噪声分贝与国家标准对比

根据GB 12525-90《交通干线环境噪声排放标准》选取阜成路、西三环北路、紫竹院路、复兴路、广安路、西土城路等北京市主干路，紫竹院南路、北京西站南路、白云路、三里河东路、莲花池东路、万寿路等次干路作为测量路段，各条路选取2个点，共计24个点进行监测。通过计算与统计，得出6条主干路的平均噪声指数为77.4dB，且有100%的道路超过了国家标准（70dB），6条次干路的平均噪声指数为71.3dB，且有60%的道路略超过了国家标准（70dB）。就此现象，本文分析了可能存在的原因。

车流量的增加是道路上的交通噪声不能达到标准的原因之一（图1）。根据数据统计显示，运输部经过多次修订，公布了国家道路交通的预测。最近的预报在1983年巳经发布。它指出了在1980年至2010年间不同车型（摩托车除外）可能发生的一系列变化：轿车增长32%至87%的范围内，货物运输车辆预计发展平缓，限制在减少4%至增长10%的范围内。车辆增长的速度远超过道路建设的速度，故造成了车流量急速增大，导致道路上的交通噪声达不到国家水平[6]。

同时，车辆行驶速度越高， 噪声就越大。据过去的研究文献显示行车速度加倍，噪声大约增加6分贝。在交叉口附近的交通噪声要比相同交通流量的一般道路噪声高8—10分贝[7]。由于此文中选定的道路，基本上为直行道，故车辆行驶的速度都较高，产生的噪声较大。

车型也为影响噪声的一个重要因素。据统计研究显示，摩托车，重型机动车如公交车等，由于轮胎在路面上滚动形成的噪音路噪与沙石冲击车底盘噪音等的不同，产生的噪声也各不相同且在交通噪声中占有一定的比重。

2.3 车流量

选取北京市海淀区阜成路（图2）作为实验道路。该路段作为西二环连接西三环的主干道之一，具有平直，顺畅，红绿灯干扰少的特点，来往车辆以小型车以及公交车为主，车速总体观测平稳，适宜开展噪声采集工作。

对实验路段选取工作日与周末进行连续三天的24h监测，整理整合数据，使其具有平均性与代表性并计算TNI，数据结果图表如图4所示。

从实验数据（图4）分析，由于上下班及出行返程高峰期导致，阜成路一天内出现3个车流量高峰，分别为早（7：00～8：00）、中（11：00～12：00）、晚（18：00～19：00）三个时间段。直接分析车流量与TNI之间的关系得到图3，可知，车流量与TNI近似成正比关系，但由于存在局部路段拥堵，车速变化不均以及鸣笛现象，使得数据出现起伏，无法呈现线性关系。其中20：00至21：00车流量较少，道路通畅，行驶速度较快导致TNI数值从75.8突升至79.6，仅次于当日最大值（TNI=83）。

综上所述，车流量与噪声之间存在着正比例的关系。早晨（7：00-8：00）和中午（11：00-12：00）与傍晚（18：00～19：00）为车流量较多的时间段，交通噪声指数较大，且噪声指数的增大、减小与车流量的增减情况基本一致。

2.4 楼层高度

楼层住宅噪声分贝大小与距噪音源距离，本身及周围建筑结构等诸多因素有关，经过对诸多楼层进行抽样检测，可知：居民楼所受到的噪音分贝大小与楼层的高度存在一定的线性关系。

由于存在绿化带及吸声技术等降噪措施（如图5），低楼层（<3）所接收的交通噪音分贝值较小，但由于声音存在直射、反射与衍射，且受距离、地面车道的影响，在一定低基础楼层范围（<7），以振动、鸣笛、行驶声为主要形式的噪音所产生的分贝值相对较大，且随着楼层高度的增加处于一定稳度的增长状态。当楼层高度逐渐增加，距离及振动对噪声的影响不断减弱，距离所造成的声音衰减成为主要原因，声音在空气传播中不断衰减，导致中间楼层（诸如8、9）所接收到的噪音分贝为较小值。过后，随着楼层的显著增加，与噪声源的距离不断增大，较高的楼层能够接收广范围内的噪声，噪声分贝大小明显增大。声音又通过声波的形式传递，当楼层距声源的距离为波长整数倍时，噪声分贝较大。

在研究楼层高度与噪声分贝大小的关系中，得出：在一定低楼层范围内（<7），随着楼层的增加，所接收到的噪声分贝大小呈稳态增加；8到9楼层噪声分贝减小明显，9-10楼层又显著增加呈折线下降与上升性变化；超过一定楼层范围后（10+）噪声分贝大小呈反向线性泊松分布。

根据调查问卷调查显示，住宅楼层较低与较高的楼层住户受交通噪音影响（鸣笛）比中层住户较为严重，符合我们对楼层高度与所接收噪声分贝大小之间关系的预测。

3 结论

通过测量得出北京市大部分道路无法达到国家标准，不同车流量下不同的噪声分贝值说明车流量对道路的影响客观存在且呈正相关关系，而对不同楼层所接收到的噪音大小研究也为向住宅居民提建议做了决定性贡献。

本文从几个方面提出了治理噪声污染措施的建议，同时对用户选择住房提出了看法，希望能通过此文引起有关部门对北京市交通噪声污染的重视，从而建造一个更加绿色、环保、适宜居住和生活的首都城市。

4 建议

经问卷统计分析，大多数人失眠与噪声有关。人们可根据数据选择适宜的楼层进行居住，受影响严重的居民还可佩戴耳罩、耳塞等。同时，开发商应对隔音不好的楼层采取更有效的隔音材料以达到降噪的目的。

车流量大则制造噪声的车辆较多，导致车流量是造成交通噪声过高的主要原因，建议人们错峰出行，或采取公共交通、自行车下班的方式，减少驾车出行，政府对于拥堵路段应在不影响附近居民的情况下采取拓宽道路或新建支路的方式，最大程度减少各道路车流量，并规定在居住区附近行驶时禁止鸣笛，从而降低交通噪声指数。

在各道路两旁种植绿植，限制车辆车速，限制车辆类型从而达到降低交通噪声的目的。

【参考文献】

[1]顾尚华.道路交通噪声的危害与控制措施[J].交通与运输，2003（02）：24-25.

[2]宫瑞婷.城市交通噪声污染分析与防治研究[A].中国声学学会环境声学分会.全国环境声学学术讨论会论文集[C].中国声学学会环境声学分会：，2007：5.

[3]李国兵，张庆.论公路建设项目环境设计中的噪声影响[J].四川林勘设计，1999（03）：17-19+25.

[4]梁志鸣，阮小敏.韶关市区交通噪声调查及噪声卫生标准探讨[J].廣东卫生防疫，1991（03）：78-81.

[5]冯瑀正，程明昆.城市交通噪声的测量与控制[J].环境保护，1976（06）：22-25.

[6]史本杰，胡喜生，邱荣祖，刘开国.莆田市不同道路等级的噪声分析与评价预测[J].黑龙江八一农垦大学学报，2017，29（03）：117-121.

[7]杨阳.我国城市交通噪声污染防治研究[D]. 山东科技大学， 2008.