《基於3DCM的道路交通噪聲三維模擬研究》是依託南京師範大學，由劉曉艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於3DCM的道路交通噪聲三維模擬研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉曉艷
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著城市化進程的不斷發展，城市環境問題日益突出。如何準確預測和模擬污染物擴散對城市環境的影響？如何探求污染物分布的狀態和變化特徵？針對以上科學問題，本研究以城市道路交通噪聲的產生和傳播為研究對象，根據三維城市模型和噪聲預測模式構建研究架構，藉助計算機視覺與圖像識別等理論和方法，解決3DCM環境下交通噪聲源和聲傳播的數據獲取，建立噪聲時空分布信息的動態可視化方法。通過研究，構建三維虛擬城市環境下噪聲場分布預測數據獲取的方法，研究城市道路交通噪聲場分布預測及時空變化模擬。本研究融合了智慧型交通監控技術、道路交通噪聲預測模式、計算機模擬技術和3D GIS，研究結果有助於提高模型預測精度，改善噪聲時空信息可視化的質量，揭示噪聲場時空分布規律。這對探討城市環境決策新方法，具有一定的理論意義和套用價值。並為汽車尾氣等其他形式的污染物擴散與模擬的研究提供方法借鑑。
結題摘要
隨著城市交通的不斷發展，交通噪聲污染已變得日趨嚴重，成為亟待解決的城市環境問題之一。道路交通噪聲污染作為一種具有複雜三維空間分布和時間變化特徵的環境問題，相應的道路交通預測模式是一種較為複雜的三維空間模型。本研究融合了智慧型交通監控技術、道路交通噪聲預測模式、計算機模擬技術和3D GIS等相關學科理論和技術，對城市道路交通噪聲特徵及傳播特性進行分析，剖析了噪聲傳播中地理環境的三維空間要素對傳播過程和行為的影響，建立了噪聲傳播及影響因子間的三維空間關係，構建了噪聲三維空間模型，實現了噪聲的三維可視化及分析。 主要內容與研究成果如下： 1、分析了城市道路交通噪聲的聲源特徵和聲傳播特性。針對聲源描述，分析了道路交通噪聲源的構成，以及車速、車流量、路面坡度、路面結構等對聲源發射的影響。在噪聲傳播特性方面，系統分析了各地理環境要素對道路交通噪聲輻射和傳播的影響。 2、研究和對比了幾種常用的交通噪聲預測模型。分析了噪聲在道路兩旁建築間的多重反射，建立了綜合考慮距離衰減、地面吸收、聲屏障阻擋等複雜因素的適合研究區域特徵的噪聲三維空間模型，將RLS90模式套用於城市道路交通噪聲的的預測和模擬。 3、以南京市道路交通噪聲空間分布特徵為研究對象，收集、分析、整理了部分道路交通監控數據，提取了所測道路的路表類型、車道數、車速、車流量、重型車比例等信息。設計了噪聲三維空間分布的測量方案，按照測量方案和有關的測量規範對噪聲進行了監測，為噪聲模型計算參數輸入和計算結果的驗證提供了數據基礎。 4、分析了道路交通噪聲場的三維離散方法，探討了格線接收點步長的確定原則，實現了對噪聲場的三維空間離散。利用上述研究成果，實現了噪聲的計算。研究內容包括確定噪聲計算原則，提取噪聲計算參數，控制噪聲計算過程，實現噪聲接收點計算。計算結果與實測結果的對比驗證表明，計算得到的噪聲等級值精度滿足要求。 5、探討了兩種不同的三維可視化技術與方法，基於面繪製的方法和基於體視化的方法。分析了不同空間內插方法的特點和適用範圍，基於雙線性插值方法實現了噪聲在三維城市模型中的可視化和分析，基於VTK體視化技術實現了噪聲的真三維可視化。 本項目研究成果對對準確直觀地預測噪聲的空間分布，提高城市地區的道路交通噪聲預測和評價精度具有重要的現實意義，也為其他連續空間現象的環境影響評價提供了方法借鑑和技術支持。
