一種基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，該方法利用噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)和原交通流數(shù)據(jù)，首先對路段和監(jiān)測點數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，構(gòu)造各個監(jiān)測點的有效路段集合；然后進(jìn)行局部修正，根據(jù)能量守恒定律計算監(jiān)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(jié)果做區(qū)間劃分，根據(jù)區(qū)間劃分結(jié)果確定其他未修正路段的修正差值，最后計算渲染得到更新后的道路交通噪聲地圖。本發(fā)明應(yīng)用于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】一種基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通噪聲地圖領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交 通噪聲地圖更新方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 道路交通噪聲地圖能夠模擬計算一定區(qū)域內(nèi)道路交通噪聲的污染程度以及污染 分布情況，作為環(huán)境噪聲管理的重要工具，它應(yīng)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(yù)測模型來計算繪制。根據(jù)道路交通噪聲的產(chǎn)生特點、噪聲傳播規(guī)律以 及障礙物分布對傳播的影響等建立起預(yù)測模型，將所需的數(shù)據(jù)（比如交通流數(shù)據(jù)）輸入到 模型中進(jìn)行計算，模擬求解出區(qū)域內(nèi)交通噪聲情況。為了更新某一區(qū)域的噪聲地圖，通常需 要重新采集該區(qū)域內(nèi)的交通流數(shù)據(jù)，而如果區(qū)域面積很大，重新采集交通流數(shù)據(jù)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(xiàn)有如下的一些 方法：1.通過設(shè)立參考點，利用監(jiān)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(shù)據(jù)，劃分測量時間段內(nèi)的噪聲事件，確定各噪聲事件中各聲源的權(quán) 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(jù)參考點處聲壓級結(jié)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(jiān)測裝置獲取噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)和已有的交通流數(shù)據(jù)反 演計算出監(jiān)測點位處新的交通流參數(shù)，然后根據(jù)新的交通流參數(shù)使用預(yù)測模型計算渲染噪 聲地圖。方法1過程較為復(fù)雜繁瑣，計算量較大，且對噪聲監(jiān)測設(shè)備要求較高，側(cè)重于一段 時間序列的噪聲地圖的動態(tài)更新。方法2只能在監(jiān)測點覆蓋的一定范圍內(nèi)進(jìn)行更新，要做 到較大范圍的更新只能通過設(shè)立更多的監(jiān)測點來實現(xiàn)，側(cè)重于長時間間隔交通噪聲地圖的 更新。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)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、更新效果好的基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法。
[0005] 為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，根據(jù)歷史交通流數(shù)據(jù)和當(dāng) 前噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)道路交通噪聲地圖更新方法，其中噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)包括噪聲監(jiān)測點經(jīng)緯 度、噪聲監(jiān)測的等效聲壓級結(jié)果、監(jiān)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 :對于每一監(jiān)測點，構(gòu)造在其監(jiān)測范圍內(nèi)的監(jiān)測路段集合；
[0008] S2:剔除各監(jiān)測路段集合中的無效路段，形成各個監(jiān)測點的有效路段集合，其方式 為：
[0009] 計算監(jiān)測路段集合中路段Ii對監(jiān)測點j的預(yù)測聲壓級Li^求L maju與Lu的差值， 當(dāng)該差值小于聲壓級判斷閾值3時，則該路段Ii為對應(yīng)監(jiān)測點j的有效路段，Lmaju為監(jiān)測點 j的監(jiān)測路段集合中各路段對監(jiān)測點j的預(yù)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(jù)局部修正的結(jié)果對已修正的路段進(jìn)行區(qū)間劃分；
[0012] S5 :擴(kuò)展修正：根據(jù)區(qū)間劃分結(jié)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(qū)域噪聲更新計算過程中，計算渲染出更新 后的道路交通噪聲地圖。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟S3根據(jù)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(jiān)測點j的有效路段集合中所有路段的總修正差值a j，并計算出 路段Ii的修正差值A(chǔ)i j :

【權(quán)利要求】
1. 一種基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，根據(jù)歷史交通流數(shù)據(jù)和當(dāng) 前噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)道路交通噪聲地圖更新方法，其中噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)包括噪聲監(jiān)測點經(jīng)緯 度、噪聲監(jiān)測的等效聲壓級結(jié)果、監(jiān)測點距離道路第一車道中心線的距離，其特征在于，所 述道路交通噪聲地圖更新方法包括以下步驟： 51 :對于每一監(jiān)測點，構(gòu)造在其監(jiān)測范圍內(nèi)的監(jiān)測路段集合； 52 :剔除各監(jiān)測路段集合中的無效路段，形成各個監(jiān)測點的有效路段集合，其方式為： 計算監(jiān)測路段集合中路段Ii對監(jiān)測點j的預(yù)測聲壓級Li^求Lmaju與L i,,的差值，當(dāng)該 差值小于聲壓級判斷閾值3時，則該路段Ii為對應(yīng)監(jiān)測點j的有效路段，Lmaju為監(jiān)測點j的 監(jiān)測路段集合中各路段對監(jiān)測點j的預(yù)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(jù)局部修正的結(jié)果對已修正的路段進(jìn)行區(qū)間劃分； 55 :擴(kuò)展修正：根據(jù)區(qū)間劃分結(jié)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(qū)域噪聲更新計算過程中，計算渲染出更新后的 道路交通噪聲地圖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，其特征在 于，所述步驟S3根據(jù)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(jiān)測點j的有效路段集合中所有路段的總修正差值A(chǔ) ^并計算出路段 Ii的修正差值A(chǔ)i j :
其中，為監(jiān)測點j的監(jiān)測聲壓級，Ey為路段Ii對該監(jiān)測點j作用的能量值，Ej為 監(jiān)測點j有效路段集合中所有路段對該監(jiān)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(jiān)測點 的能量貢獻(xiàn)率，N表示總的監(jiān)測點數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，其特征在 于，所述步驟S4的過程如下： 541 :計算各個已修正路段的表征道路聲源屬性的變量SSPL值，所述SSPL值計算表達(dá) 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(nèi)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(biāo)，以各個已修正路段的最終修正差值為縱 坐標(biāo)建立平面坐標(biāo)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，若這兩者距離小于閾值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并結(jié)束；否則，跳轉(zhuǎn)至步驟S44,所述輸入集合是指各個監(jiān)測點有效區(qū) 域內(nèi)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,并求出它們之中的最小值dm，min = minlid^，dm，2]，當(dāng)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，重復(fù)這一過程對輸 入集合中剩余未被聚類中心的點進(jìn)行處理，當(dāng)判斷出不再有新的聚類中心出現(xiàn)之后，則跳 轉(zhuǎn)到下一步； S46:在判斷出不再有新的聚類中心出現(xiàn)之后，將剩下的各點按照最小距離原則分配到 各聚類中，即對于剩下的每一個點，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 :聚類完成之后，一個聚類對應(yīng)一個區(qū)間，該聚類的橫坐標(biāo)上限即為區(qū)間上限，該聚 類的橫坐標(biāo)下限即為區(qū)間下限。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，其特征在 于，所述步驟S5的過程如下： 對于所有未修正路段，計算它的SSPL值，若其SSPL值處在一個已劃分出來的區(qū)間中， 則該路段的最終修正差值為該區(qū)間中的所有已修正路段修正差值的平均值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，其特 征在于，所述步驟Sl中監(jiān)測點的監(jiān)測范圍是指以該監(jiān)測點為圓心，半徑為R米的圓形區(qū)域； 所述步驟S43中監(jiān)測點的有效區(qū)域是指以該監(jiān)測點為圓心，半徑為r米的圓形區(qū)域，R>r。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的道路交通噪聲地圖更新方法，其特征在 于，所述步驟S6的具體實現(xiàn)方式為： 對計算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對于每一個網(wǎng)格點，計算各路段Ii對該網(wǎng)格點的噪聲 聲壓級Li,考慮各路段的最終修正差值A(chǔ)/,，則路段Ii對該網(wǎng)格點的最終噪聲聲壓級為 L = A_ + A;, ;該網(wǎng)格點的總聲壓級為
；網(wǎng)格點之外的區(qū)域使用插值方 法計算對應(yīng)的聲壓級，根據(jù)整個監(jiān)測道路的網(wǎng)格計算結(jié)果渲染出噪聲地圖；所述網(wǎng)格點即 為網(wǎng)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】蔡銘, 呂梓燊 申請人:中山大學(xué)