道路声屏障声学设计方法技术

一种道路声屏障声学设计方法，步骤是：1)导入用以表征声屏障所在地 形的Cad格式的矢量图或jpg、bmp、tif等格式的栅格图；2)对导入的图形 进行校准，以达到图形比例与实际比例一致；3)在导入图形基础上，结合实 际情况，绘制道路、地形、房屋、树林、草地等实体，如果是Cad图形，则可 采用批量转换功能，完成声学建模基本工作；4)在受保护的敏感点处设置噪 声预测点，计算无屏障时的噪声值，确定屏障降噪指标；5)模拟声屏障，调 节屏障高度及长度，初步计算满足要求的屏障几何尺寸；6)结合声屏障的几 何尺寸，模拟不同结构及吸声系数的屏障，再次计算屏障降噪效果，直至计算 出符合要求的声屏障几何尺寸、结构及吸声系数的组合。

Acoustic design method of road noise barrier

An acoustic design method for a road noise barrier is described as follows: 1) introduction to characterize a sound barrier},{src:\u5f62\u7684Cad\u683c\u5f0f\u7684\u77e2\u91cf\u56fe\u6216jpg\u3001bmp\u3001tif\u7b49\u683c\u5f0f\u7684\u6805\u683c\u56fe\uff1b2)\u5bf9\u5bfc\u5165\u7684\u56fe\u5f62,dst:The vector format of the Cad format or the raster diagram of JPG, BMP, TIF, etc.; 2) the imported graphics},{src:\u8fdb\u884c\u6821\u51c6\uff0c\u4ee5\u8fbe\u5230\u56fe\u5f62\u6bd4\u4f8b\u4e0e\u5b9e\u9645\u6bd4\u4f8b\u4e00\u81f4\uff1b3)\u5728\u5bfc\u5165\u56fe\u5f62\u57fa\u7840\u4e0a\uff0c\u7ed3\u5408\u5b9e,dst:Calibration, in order to achieve the same proportion of the actual graphics; 3) based on the introduction of graphics, combined with reality},{src:\u9645\u60c5\u51b5\uff0c\u7ed8\u5236\u9053\u8def\u3001\u5730\u5f62\u3001\u623f\u5c4b\u3001\u6811\u6797\u3001\u8349\u5730\u7b49\u5b9e\u4f53\uff0c\u5982\u679c\u662fCad\u56fe\u5f62\uff0c\u5219\u53ef,dst:In the case of a road, a terrain, a house, a forest, a grass, etc., if it is a Cad figure,},{src:\u91c7\u7528\u6279\u91cf\u8f6c\u6362\u529f\u80fd\uff0c\u5b8c\u6210\u58f0\u5b66\u5efa\u6a21\u57fa\u672c\u5de5\u4f5c\uff1b4)\u5728\u53d7\u4fdd\u62a4\u7684\u654f\u611f\u70b9\u5904\u8bbe\u7f6e\u566a,dst:Using batch conversion function to complete the basic work of acoustic modeling; (4) to set the noise at the protected sensitive points},{src:\u58f0\u9884\u6d4b\u70b9\uff0c\u8ba1\u7b97\u65e0\u5c4f\u969c\u65f6\u7684\u566a\u58f0\u503c\uff0c\u786e\u5b9a\u5c4f\u969c\u964d\u566a\u6307\u6807\uff1b5)\u6a21\u62df\u58f0\u5c4f\u969c\uff0c\u8c03,dst:The sound prediction point calculates the noise value without barrier, and determines the barrier noise reduction index; (5) simulating the sound barrier},{src:\u8282\u5c4f\u969c\u9ad8\u5ea6\u53ca\u957f\u5ea6\uff0c\u521d\u6b65\u8ba1\u7b97\u6ee1\u8db3\u8981\u6c42\u7684\u5c4f\u969c\u51e0\u4f55\u5c3a\u5bf8\uff1b6)\u7ed3\u5408\u58f0\u5c4f\u969c\u7684\u51e0,dst:The pitch barrier height and length are initially calculated to meet the required barrier geometry; 6) a combination of sound barriers},{src:\u4f55\u5c3a\u5bf8\uff0c\u6a21\u62df\u4e0d\u540c\u7ed3\u6784\u53ca\u5438\u58f0\u7cfb\u6570\u7684\u5c4f\u969c\uff0c\u518d\u6b21\u8ba1\u7b97\u5c4f\u969c\u964d\u566a\u6548\u679c\uff0c\u76f4\u81f3\u8ba1\u7b97,dst:What size simulates the barrier of different structures and sound absorption coefficients, and calculates the noise reduction effect of the barrier again until calculation},{src:\u51fa\u7b26\u5408\u8981\u6c42\u7684\u58f0\u5c4f\u969c\u51e0\u4f55\u5c3a\u5bf8\u3001\u7ed3\u6784\u53ca\u5438\u58f0\u7cfb\u6570\u7684\u7ec4\u5408\u3002,dst:A combination of geometrical size, structure and sound absorption coefficient of acoustic barrier in accordance with the requirements.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及道路交通噪声治理技术，尤其是一种道路声屏障声学设计方 法，属环保工程领域。
技术介绍
现代城市的公路密集和网络化的形成，既给现代人类带来交通的便利和经 济的繁荣，也给我们带来噪声污染的危害。因此，随着人类环保意识的日益提 高，对于降低城市道路噪声污染的要求越来越高，对于能降低城市道路噪声的 声屏障也逐渐引起相关技术行业的重视。目前关于声屏障的设计方法有不少，特别是随着计算机技术的推广使用， 有关这一
的设计方法也越来越依赖于计算机完成。国际上比较著名的有德国Braunstein + Berndt公司的Soundpan，丹麦B&K公司的Lima和美 国的Stamin&Opinion等软件。由于这些软件度是由特殊的操作界面组成、由 十分复杂模块组成计算机系统，对于操作人员的专业背景和专业水平有相当高 的要求。中国专利文献中公开了申请号为200410041442. 7的"声屏障设计方法"， 该方法是利用计算机，通过设计参数的输入完成声屏障高度和长度的理论计 算、以及结构形式和材质的选择、声场模拟、声屏障效果预测、风荷载强度校 核等过程。同时，该方法软件采用导向式界面，逐步引导操作者输入必要的参 数完成各部分设计工作。由于该方法涉及的是声屏障设计的大部分过程，对声学设计方法过程阐述 较少，在现有的声屏障设计方法中，存在的问题主要有1)对复杂条件下的声学建模使用不够准确，不能输入Cad等矢量图形完成声学建模的基本工作，声学模型主要以处理简单地形为主，复杂条件下的则难 以处理。2) 由于声学建模的不准确导致声屏障降噪效果计算结果不够准确，现有方 法都是参照声屏障降噪效果的理论计算公式，不能准确模拟实际的噪声辐射情 况。3) 声屏障降噪效果及计算中，对声屏障结构及材料等因子的具体影响考虑 较少。由于上述存在的问题，导致声屏障的声学设计方法既不够完善，也不能针 对复杂条件进行有针对性的声学设计，从而导致实际使用中的声屏障降噪效果 不能达到理想状态。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提出一种新的声屏障设计方法，解决目前声屏障设计 中存在的不准确问题，提高声屏障的实际使用效果。这种道路声频障声学设计方法，利用计算机处理得到声频障的外形尺寸、 结构形式、以及风载强度和材质选取的相关数据，并对数据进行保存和输出， 其具体设计方法为(1 )导入设计声屏障所在处的经Cad格式处理的矢量图形，或者是jpg、 bmp或tif等格式的栅格图形。(2) 对导入图形进行选择，选用Cad格式的矢量图，导入前确定Cad图形的单位比例与实际是否一致， 一致时采用默认设置，不一致时采用自定义 设置修改比例，通过导入设置菜单可修改Cad各图层属性，将不同图层的物体 加以区别；如采用栅格图形导入，则应在导入后通过校准功能完成图形比例调 整工作。(3) 如导入的为栅格图形，则需结合实际情况，绘制地形、道路、房屋、 树林、草地等实体，完成声学建模基本工作。(4) 在受保护的敏感点处设置噪声预测点，收集并计算无屏障时的噪声值，确定声屏障的降噪指标。(5)在拟实施声屏障的位置模拟声屏障，调节声屏障高度或长度，初步 计算符合预测点降噪指标的声屏障几何尺寸。(6)根据声屏障几何尺寸，模拟直立型、直弧型不同结构屏型及不同吸声材料状态下的屏障吸声系数，再次计算屏障降噪效果，直至计算出符合要求 的声屏障几何尺寸、结构及吸声系数的组合。在以Cad矢量图形，则可利用批量转换功能完成声学建模基本工作。在计算无屏障时的噪声时，所采用的计算方法为(1) 将道路声源以最边两侧的两条车道的中线作为两条线声源，根据预测 点与声源之间的距离情况，再将线声源进一步微分为较小的微分区段，以每个 微分区段作为点声源参与计算。(2) 分别计算各微分区段的点声源对预测点的噪声贡献值，计算中根据设 置条件考虑声音的几何发散、大气吸收、地面效应及障碍物引起的屏障衰减等 因素。(3)叠加所有点声源对预测点的噪声贡献值即为预测点的噪声值。利用上述方法可以解决上述声学设计中存在的不准确问题，同时可计算不 同结构及材料构成声屏障的降噪效果。附图说明图1为声屏障声学设计流程图； 图2为声学计算原理图。图3-1 3-4为声屏障声学设计模型界面示意图； 具体实施例方式以下给出本专利技术的具体实施方法，并进一步阐述本专利技术。利用本技术方案介绍的声屏障声学设计方法，采用Visual 〔++编写软件， 具体实施方法阐明如下1) 导入设计声屏障所在处的地形图， 一种为Cad格式的矢量图形，一种为jpg、 b即、tif等格式的栅格图形，通过这两种图形的导入，基本可处理 实际遇到的所有地形底图。2) 图形导入后，接下来是对图形进行校准，所谓的校准就是将图形比例与实际比例调整为一致，对于栅格图形，可采用校准功能通过输入校准点完 成校准，对于Cad矢量图形，应在导入前在Cad中确定一个长度单位是否是实 际的lm，如是则不需校准，如不是则采用变换功能完成校准。3) 图形校准后，接下来就是声学建模工作，主要是完成道路、房屋、树 林、草地、地形等的模拟工作。如果是栅格图形，则模拟工作需在栅格图形上 绘制上述实体，如是Cad矢量图，可采用批量转换功能完成上述实体的绘制， 如cad的road层为道路层，contourline层为等高线层，则可通过批量转换， 选择所转换的图层为转换条件，分别将road层和contourline层转换为软件 所识别的道路及等高线，完成声学建模工作。4) 分别输入实测的道路源强、道路宽度、道路高度等参数，输入树林、 草地、地面等吸声因子。在受保护的敏感点处设置噪声预测点，计算无屏障时 的噪声值，并通过实测的噪声值微调道路源强及树林、草地或地面等吸声因子， 以基本确定二者基本一致。5) 在拟实施声屏障的位置模拟声屏障，调节声屏障高度或长度，初步计 算满足预测点符合屏障降噪指标下的声屏障几何尺寸，初步尺寸的确定是为了 在此尺寸的基础上选择合适的屏障结构及形式。6) 根据声屏障几何尺寸，模拟直立型、直弧型不同结构屏型及不同吸声 材料状态下屏障吸声系数，再次计算屏障降噪效果，直至计算出符合要求的声 屏障几何尺寸、结构及吸声系数的组合。在计算无屏障时的噪声预测值时，所采用的计算方法(见图2)为(1) 将道路最外侧的两条车道的中线作为两条线声源。(2) 根据设置的条件，进一步将线声源微分为较小的微分区段，每个微分 区段作为点声源参与计算。(3) 默认条件下，各微分区段的长度不大于微分区段中点至预测点长度与 某个常数K的乘积，默认1(=0.5，当然，也可以根据设置将该K设置为0.2或 O.l倍，K值越小，则微分段越多，计算也越精确，但计算时间也较长。(4) 将各微分区段作为点声源，分别计算各点声源对预测点的噪声贡献 值，计算中根据设置条件考虑声音的几何发散、大气吸收、地面效应、物体反 射及障碍物引起的屏障衰减等因素，计算公式按照GB/T 17247.2-1998 (声学 户外声传播的衰减第2部分 一般计算方法)中的相关公式执行。(5) 叠加所有点声源对预测点的噪声贡献值即为预测点的噪声值。采用本专利提供的声学设计方法，应用于上海外环线一期声屏障设计中， 通过将沿线11处声屏障监测的实际降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路声频障声学设计方法，利用计算机处理得到声频障的外形尺寸、结构形式、以及风载强度和材质选取的相关数据，并对数据进行保存和输出，其具体设计方法为：　（１）导入设计声屏障所在处的经Ｃａｄ格式处理的矢量图形，或者是ｊｐｇ、ｂｍｐ或ｔｉｆ格式的栅格图形；　（２）对导入图形进行选择，选用Ｃａｄ格式的矢量图，导入前确定Ｃａｄ图形的单位比例与实际是否一致，一致时采用默认设置，不一致时采用自定义设置修改比例，通过导入设置菜单可修改Ｃａｄ各图层属性，将不同图层的物体加以区别；如采用栅格图形导入，则应在导入后通过校准功能完成图形比例调整工作；　（３）如导入的为栅格图形，则需结合实际情况，绘制地形、道路、房屋、树林、草地等实体，完成声学建模基本工作；　（４）在受保护的敏感点处设置噪声预测点，收集并计算无屏障时的噪声值，确定声屏障的降噪指标；　（５）在拟实施声屏障的位置模拟声屏障，调节声屏障高度或长度，初步计算符合预测点降噪指标的声屏障几何尺寸；　（６）根据声屏障几何尺寸，模拟直立型、直弧型不同结构屏型及不同吸声材料状态下的屏障吸声系数，再次计算屏障降噪效果，直至计算出符合要求的声屏障几何尺寸、结构及吸声系数的组合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，龚辉，徐碧华，汪祥玉，褚国红，刘俊宇，
申请(专利权)人：李晓东，龚辉，徐碧华，汪祥玉，褚国红，刘俊宇，
类型：发明
国别省市：31