城市居住区地下车库噪声影响的计算机模拟预测

　　随着城市化进程的发展,目前,在我国许多城市中,社会生活噪声已经取代工业噪声和交通噪声而成为最主要的噪声污染类型.

　　除了因人口密集而产生的人群活动噪声外,新型的城市居住区内配套公共设施的机械设备噪声也被列入社会生活噪声的范畴.如高层住宅的供水设备、供电设备及空调系统噪声,均为社会生活噪声.目前许多新建和规划的城市居住区设有地下机动车库,其车辆噪声的特征及对居民的影响,都与道路交通噪声不同.因此,在规划、建设住宅区时,科学预测地下车库车辆噪声的影响,对居住区声环境影响评价及噪声控制对策的制定,都具有十分重要的意义.本文采用随机点声源模型,用计算机模拟的方法,对城市居住区地下车库出入口处的噪声影响进行预测,与实测值比较,取得较为满意的结果.

　　1　预测模型的建立

　　目前对道路交通噪声的预测,已有多种较为成熟的模型和方法[1~7],但城市居住区地下车库车辆噪声与道路交通噪声差别较大,车辆在车库内启动运行时,由于地下室建筑结构的隔声作用,其噪声对外环境影响不大,车辆出入车库时,一般不会形成车辆流,机动车是以单个车辆的形式随机进出车库的,每辆车可看成一个点声源,因此,采用随机点声源模型进行预测.

　　在车库出入口处设一观察点,在某时刻t,作一次观察,“恰有车通过该点”这一随机事件定义为事件A,以随机变量η表示,则η服从两点分布;假设在T时间内连续观察车辆的通过情况,两次观察的时间间隔为t1,在T时间内的总观察次数n=T/t1,在n次观察中,有车通过的次数为k,则在整个观察时间T内,有车辆通过观察点的次数(即时间T内进出车库的车辆数)ξ服从二项分布,即Pξ=k)=C^knp^kq^n-k;其中p为观察一次,有车通过的概率.当n足够大时,该分布趋向泊松分布:

其中λ=np为在时间t内进出车库的车辆数的数学期望,在实际应用中可以根据车库规模的大小以及车辆进出车库的高峰时段分布情况来确定;设μ为单位时间内进出车库的车辆数(辆/s),则λ=μt,于是,在时间t内进出车库的车辆数正好为k辆的概率为:

　　时间t内无车通过该点,表示先后依次出入车库的两辆车之间时距大于t,(3)式即表示车辆时距大于t的概率为e^-μt,故时距小于t的概率,即车辆时距的分布函数为:

式中:ti为第i辆车与第i+1辆车之间的时距;Ri为[0,1]中均匀分布的随机数.只要在计算机上产生均匀分布的随机数Ri,并经(6)式转换,就可以得出车辆依次经过观察点的时间.若知道每一辆车在进出车库出入口时的声功率级,则可根据声源到预测点的距离,计算每辆车在车库出入口运行时对附近预测点贡献的噪声级.