Cadna/A和GIS在城市道路交通环评中的应用

郭红连

0 引言

噪声污染是现代城市重大环境问题之一，城市的声环境质量状况已经成为判断城市居住环境质量优劣的重要指标之一。掌握准确的环境噪声信息，科学评价声环境质量现状、科学预测规划和建设项目实施后声环境的变化情况，是噪声管理和治理的重要基础。

噪声数据具有很强的时空分布特征，GIS是对空间数据进行采集、存储、分析处理及显示输出的计算机技术系统。建立较为复杂的空间模型、空间和非空间数据的显示查询这些功能是GIS能有别于其他数据库软件和制图软件的地方，也是其优势所在。

城市道路交通噪声是城市最重要的噪声污染源，在环评中，目前国内使用较多的交通噪声模拟和预测软件是基于RLS90模型的Cadna/A噪声软件。

1 噪声模拟软件Cadna/A简介

目前，国际上使用的噪声预测模型有:美国联邦高速公路管理局发布的以等效连续A声级LAeq为评价指标的FHWA高速公路交通噪声预测模型、英国交通部发布的以交通噪声峰值L10为评价指标的CRTN88模型、德国交通部公路建设司发布的以等效连续A声级LAeq为评价指标的RLS90模型。

Cadna/A是基于德国RLS90通用计算模型的噪声模拟软件，其计算原理源于国际标准化组织规定的ISO 9613-2:1996户外声传播的衰减的计算方法。软件中对噪声物理原理的描述、声源条件的界定、噪声传播过程中应考虑的影响因素以及噪声计算模式等方面与国际化标准组织的有关规定完全相同。我国公布的GB/T 17427.2-1998声学户外声传播的衰减第2部分:一般计算方法，等效采用了国际标准化组织规定的ISO 9613-2:1996标准。因此Cadna/A软件的计算方法和我国声传播衰减的计算方法原则上是一致的。经国家环保总局环境工程评估中心认证，该软件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。

RLS90模型共包括声源模型和声传播模型两个子模型，对道路车辆、重车比、车速、路面性质、道路坡度、声屏障、地形、建筑物、气象条件都有考虑，而且它考虑噪声在道路两旁隔声设施间的多重反射，非常适用于路旁隔声设施的效果评价。

2 基于GIS的交通噪声评价和预测系统

基于GIS的交通噪声评价和预测系统的数据主要由两部分组成:一部分是交通空间数据，各种不同尺度的基础地理信息数据库，包括城市的交通图、建筑等，另一部分是有关交通状况的属性数据，包括路宽、路长、车流量等。这些数据建立起来的空间数据库和属性数据库，结合交通噪声的评价和预测模型计算所得数据，达到对城市不同路段道路交通噪声分布和变化趋势的直观表示。对城市道路局部污染严重区域、重点路段进行科学的预测，对严重超标路段系统给予警告，以供决策者采取相应措施。系统结构如图1所示。

3 GIS和Cadna/A的结合应用

陆家嘴功能区位于浦东新区西北部，该功能区成立于2004年10月，至今已基本建设完成。陆家嘴功能区的功能定位是现代服务业聚集区、国际金融贸易核心功能区、综合性的文化行政中心，以及具有国际水准的生活居住区。因此，其主要环境污染因子为生活污水、固体废弃物，而其中，区域内已经建设完成的快速路2条、主干路10条、次干路16条、城市支路95条的交通路网格局，频繁的交通运输以及上海市不断攀升的汽车保有量，使得陆家嘴功能区噪声污染影响不容忽视。

我们对陆家嘴功能区进行补充规划环评，评价采用美国ESRI公司的ArcGIS v9.2软件，建立基于GIS的陆家嘴功能区域环境评价基础信息平台。

系统的主要空间数据图层有陆家嘴功能区域路网布局图层、土地利用图层、陆家嘴街道镇区域图层、敏感点图层等。主要属性数据有:已建、在建快速主干道、主干道、次干道、城市支路的名称、长度、道路宽度、车道数、车流量、车型比例等，敏感点包括居民住宅小区名称和楼层数、文教单位的名称、地址等，土地利用包括村镇建设用地、空地、工矿仓储用地、公共设施用地等。

使用Cadna/A进行区域噪声模型计算，将所得数据输入GIS，使用GIS绘图功能将各类分析结果进行直观表示。可以得到的结果有:昼间、夜间两个不同时段的等效声级图;根据预测的交通噪声等声级线与城市环境基础数据库提供的人口密度分布、敏感点分布情况，得到不同功能区声级分布、不同声级下的人群分布。分析得到重点超标路段、超标原因、超标时段分布。

根据噪声预测结果，提出城市道路交通噪声治理方案，对实施噪声治理方案后的效果进行进一步分析。

4 GIS和噪声专业预测软件相结合的发展趋势

关于噪声专业预测软件和GIS相结合是研究的热点，李本纲等[1]将GIS和CRTN88模型结合并用于中国香港城市道路交通噪声预测与规划，牛彦涛等[2]将GIS技术与道路交通噪声预测评价结合，实现了城市交通干线噪声平均值的计算和任意路段交通噪声预测评价。应用Areview GIS技术与Cadna噪声模拟软件，考虑物理实体对声波的吸收与反射等衰减因素，实现噪声污染预测计算、复杂地形噪声污染对生态的影响计算，特别是对于大城市的环境噪声污染影响，具有其他软件不可比拟的优势。

5 结语

研究将交通噪声预测模型Cadna/A与GIS相结合应用于规划环评中交通噪声的评价，回顾和探索建立实用的城市交通规划噪声预测与评价方法，对于城市交通规划环境影响评价中的声环境影响评价工作具有重要意义。

[1] 李本纲，陶 澍，林健枝.应用英国CRTN88模式和GIS进行道路交通噪声预测与规划[J].环境工程，1999，10(5):88-89.

[2] 牛彦涛，马民涛，柳至和，等.城市噪声管理信息系统中道路交通噪声预测评价的实现[J].交通环保，2004，25(4):11-23.

[3] 张庆河，邹峥嵘.基于GIS的交通噪声评价和预测系统[J].测绘科学，2008，33(5):101-102.

[4] 李修刚，王 炜，李 方，等.用于道路环境综合评价的基于GIS的图形叠置法[J].环境科学学报，2001，21(4):448-453.