山地城市交通噪声特性分析及预测模型研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:repopw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着城市的快速发展,城市道路交通和轨道交通建设进程加快,但交通噪声问题也随之而来。长期暴露于交通噪声环境会导致情绪烦躁、睡眠障碍、高血压、心血管疾病和认知障碍等疾病。为提高居民生活质量和幸福指数,亟须尽快改善城市交通引起的噪声污染问题。通过对城市交通噪声的评估与预测,可实现对现有交通噪声的整治与防范,并进一步预判规划线路交通噪声的可能事件,以提前为城市交通噪声处治预留实施空间。交通噪声与城市道路条件和交通环境等因素存在极大联系。目前交通噪声研究较多针对平原城市,而对山地城市道路坡度、跨江轨道桥梁等因素考虑较少。针对重庆这一山地城市,存在道路线形变化多样、交通体系错综复杂等特点,其交通噪声源种类和特性均与平原城市存在差异,传统噪声分析模型对山地城市的适用性将受到限制。本文考虑两类严重影响人们日常生活的交通噪声(道路交通噪声及轨道交通噪声),以噪声预测模型为主线对山地城市交通噪声特性分析进行串联。道路交通噪声预测模型以引入道路坡度实现,轨道交通噪声预测模型以轨道桥梁为研究对象,主要研究工作及成果如下:(1)以揭示微观声源发生机理为切入点,分析城市道路交通噪声的声源特性。基于交通运输部公路科学研究院对足尺环道开展的拖车法噪声监测试验,通过多级贝叶斯回归构建关键变量与轮胎-路面噪声的关系模型,并得出不同影响因素对轮胎-路面噪声的贡献程度。其中,车辆行驶速度与轮胎-路面噪声呈显著正相关;轮胎类型和路面类型对噪声具有分级作用;速度较高时,多孔沥青路面吸声降噪特性得以体现。(2)针对山地城市道路坡度特点开展不同坡度范围道路噪声监测试验,基于人工神经网络构建大坡度范围单车辐射噪声预测模型以及道路交通流噪声预测模型,有助于实现山地城市道路交通噪声的预测、控制与管理。单车噪声辐射模型在测试集上最大R~2为0.8688,MAE为1.73d B;道路交通流噪声辐射模型在测试集上R~2为0.8218,MAE为0.73d B。(3)针对山地城市轨道交通体系,以钢桥这类轨道桥(东水门长江大桥)为研究对象,基于桥梁参数及模态测量结果,利用ANSYS软件建立移动荷载作用下轨道桥和轮轨的振动分析模型。以瞬态动力分析方法计算获得桥梁边跨跨中的振动位移、速度和加速度时程结果,以谐响应分析方法计算获得轮轨的振动位移、速度和加速度响应频谱。(4)根据振动与噪声的因果关系,将计算得到的结构振动响应结果作为声学边界条件输入LMS Virtual.Lab Acoustics声学仿真软件,应用声学有限元法实现频域声辐射数值仿真,应用声学边界元法实现时域声辐射数值仿真。构建车辆-轨道-桥梁系统模型,基于仿真结果分析轨道桥桥梁结构噪声及轮轨滚动噪声的声学特性、声辐射空间分布规律及时间分布规律。桥梁结构噪声声能量主要集中在31.5Hz、80Hz及125Hz;轮轨噪声声能量主要集中在250Hz、400Hz、1250Hz和2000Hz,可重点针对这些峰值频率采取减振降噪措施。(5)通过在轨道桥轮轨系统附近及桥梁周边敏感区设置测点,获取桥梁结构噪声及轮轨噪声实测数据,采用三次样条曲线构建实测结果与仿真结果的差异修正公式,对建立的车辆-轨道-桥梁系统模型仿真结果进行修正。基于车辆-轨道-桥梁系统仿真修正值建立轨道桥噪声空间预测模型,并通过额外验证试验评估模型的适用性。靠近轮轨接触面场点能较好地预测轮轨噪声,桥梁正下方场点能较好地预测低频噪声,高频噪声衰减速度快于低频噪声。50%测点的仿真结果与实测结果差值小于2d B,百分误差范围为0.17~6.50%,模型可用于评估和预判山地城市典型轨道交通体系的噪声水平。本文建立的轮胎-路面噪声预测模型、单车辐射噪声预测模型、道路交通流噪声预测模型和轨道桥噪声空间预测模型,有助于实现山地城市复杂交通环境的噪声预测及规划线路的噪声预判,可为有关部门管理交通噪声污染提供参考。
其他文献
趋利避害性是生命体实现生存繁衍的基本属性之一,也是有别于非生命体的最重要特征。而对于最简单的生命形式之一——细菌的趋化性研究,意义更为深远。一方面,细菌侵染宿主以及诱发病害的能力均与其趋化性息息相关,对细菌趋化行为的研究可以帮助我们更好地理解病原细菌的感染与致病机制;另一方面,细菌作为地球上最早出现的生命形式之一,其趋化性的研究对于我们探索与理解生命演化的保守性规律以及复杂生命体系的觅食迁徙等生理
学位
近年来,我国农业农村经济发展成就显著,但也付出巨大代价,耕地面积减少、质量下降、污染严重以及水资源不足等问题使中国农业发展面临越来越紧的资源约束。绿色发展是农业农村可持续的必由之路,更是国家绿色发展理念落实和实现乡村振兴的应有之义。基于绿色发展理念,本文以农业绿色全要素生产率来测度农业绿色生产效率,利用2004-2018年全国省级层面数据,使用环境生产技术、SBM方向性距离函数、Malmquist
学位
超表面由亚波长的二维人工周期性微纳结构组成,其灵活的结构设计方式和独特的电磁响应使得它们不仅能复现传统光学器件的功能,而且具有其他新颖的光学现象,符合现代光学系统对微型化和集成化器件的需求。但超表面在实际应用中还受到诸多限制,如工作波长主要集中在可见光和近红外波段;需要使用高相干性的激光光源;复振幅调制型超表面的应用潜力尚未被深入挖掘。为拓展超表面的应用领域,本论文通过设计和制造不同微纳结构的超表
学位
为降低长距离管道成本以及提高输送效率,大口径高压输送管线是管道工程发展的必然趋势,因此需要采用高强度等级的管线钢,虽然X100以上级别的管线已研究开发和铺设试验段,但考虑到焊接性能,纵向和环向止裂性能的高要求和性价比、安全性等综合因素,X80管线钢成为国际上高强度管线钢的首选钢级。而对X80级管线钢的性能要求也因管线工程应用环境的不同产生差异,如在深海地区和极寒地区对其抗大变形的能力和低温韧性的要
学位
重金属离子污染不仅影响了地球生态圈的稳定性,并且给人类的健康带来了重大的威胁。如何通过简便的方法实现对痕量重金属离子的快速,高灵敏检测对保护生态环境意义重大。纳米尺寸的过渡金属化合物由于具有很强的尺寸效应,存在未填满的价电子层和可调制的活性位点,因此具有较好的催化性能,在催化,电容器,电池等领域有着非常广泛的应用。此外,这些过渡金属化合物通过掺杂,与碳基材料结合等等改性手段又提高了材料本身的电化学
学位
二氧化碳(CO2)作为一种典型的温室气体,其浓度增加导致产生温室效应使全球气候变暖,并且由此引发一系列的自然灾害。通过CO2环加成反应与Knoevenagel缩合反应是缓解环境问题和提高能源利用率的有效手段之一。由于分子型催化剂与单原子催化剂的活性中心均一,易于确立催化剂与反应底物的吸附关系,在碳中和催化转化材料设计方面引起了广泛的关注,其他催化体系由于尺寸效应、载体效应、表界面效应等诸多影响因素
学位
俯冲壳源物质的深部再循环过程一直是地学界的研究热点,特别是与地球宜居性密切相关的深部挥发分循环越来越受到学者们的关注。得益于地球化学分析仪器和方法的进步和发展,挥发分(H2O、CO2、F、Cl和S等)和非传统金属稳定同位素(如Li、Mg和Zn等)被广泛地应用于示踪挥发分再循环过程。大量的地球物理和地球化学研究表明西向俯冲的太平洋板块是影响中国东部地幔属性和中-新生代玄武岩成分的主要因素。由于国内在
学位
报纸
锂硫电池因硫正极比容量高(1675 m Ah g-1)、能量密度高(2600 Wh Kg-1)、低成本等优点被认为是最具应用前景的电池体系之一。然而,锂硫电池工作过程中存在多硫化锂穿梭、体积效应、锂负极易生成枝晶等问题,限制了其广泛应用。针对上述问题,本文从锂硫电池正极材料出发,设计新型载硫基体(碳纸/二氧化锰、泡沫碳/二氧化锰、泡沫碳/CNT/二氧化锰),制备新型载硫基体/硫复合电极。此外,针对
学位
在数据化和智能化时代,社会生产生活实践中充斥着大量最优化问题。这类问题往往具有复杂特性,例如非凸、多模、不可微等,甚至难以建立精确的数学模型。演化算法因其群体搜索的特性而被广泛用于求解复杂优化问题。但是,问题维度的激增对演化算法的可扩展性提出了严峻的挑战。本文对演化大规模优化算法开展研究,包括面向无约束和有约束的大规模优化问题构建协同演化框架、设计演化优化的基础策略,给出大规模优化测试基准等。具体
学位