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基于GIS的城市道路交通噪声模拟与评估系统

设计者：王大蕾，陈志斌，罗鹏，马侠霖，袁乐笳

指导教师：蔡铭

(中山大学工学院广东广州510275)

作品内容简介

本小组基于美国联邦公路局的FHWA模型并结合地理信息系统，自主研发了城市道路交

通噪声模拟与评估系统。系统可以模拟城市中交通源以及点声源和任意形状的面声源对城市

声场环境的影响；结合噪声辐射和传播模型并考虑建筑物群及林带对交通噪声的遮挡衰减，

能够计算出城市区域的交通噪声并能将预测结果直接渲染在GIS地图上，形成交通噪声地图，

直观清晰地展示城市区域交通噪声的污染程度和分布情况；针对广州内环路和珠江新城绘制

了噪声地图，为城市交通噪声污染控制提供科学决策依据。

关键字：交通噪声，模拟与评估系统，地理信息系统，噪声地图

1研究背景

噪声污染是城市环境问题的四大公害之一，目前它已经成为制约城市人居环境质量提高

[1]

的重要因素。因此，掌握准确的环境噪声信息,科学评价声环境质量现状、科学预测实施降

[2]

噪措施后声环境的变化情况成为噪声管理和治理的重要基础。国外对声环境影响进行模拟

和预测的软件主要有Cadna/A环境噪声模拟软件和SoundPlan软件，许多大中城市通过采用

这两个软件绘制交通噪声地图以掌握交通噪声的污染程度和分布情况，例如英国的伯明翰是

世界上最早展开噪声地图研究的城市，已于2000年完成全城噪声地图的绘制并于2004年再

[3]

次更新地图；德国已有500多个城镇绘制了噪声地图，并应用于工厂的选址及噪声的控制

[4][5]

；挪威运用噪声地图和人口统计资料来进行噪声控制。但是，这些国外噪声软件的计算模

[6-7]

型并不适用于国内的情况。在国内，张庆河、庞伟等人亦展开了基于GIS的交通噪声评价

和预测系统的研究，但这些系统仍存在预测目标单一、功能尚不完善等缺点。

针对以上情况，本小组在美国联邦公路局FHWA模型的基础上结合地理信息系统，研发

出一个具有自主知识产权的城市交通噪声模拟与评估系统，系统可以模拟交通源以及点声源、

任意形状的面声源对城市声场环境的影响；结合噪声辐射和传播模型并考虑建筑物群及林带

对交通噪声的遮挡衰减，能够计算出城市区域的交通噪声并将预测结果在GIS地图上渲染，

直观清晰地展示城市区域交通噪声的污染程度和分布情况；利用该软件，绘制出了广州市内

环路和珠江新城交通噪声地图。

2系统的结构

本系统采用组件式GIS开发工具ArcGISEngine9.2软件开发包进行开发，基于.NET的

框架平台，采用MicrosoftVisualC#2005作为开发语言，开发出了功能齐全，界面友好的城

市交通噪声模拟与评估系统，系统主要由两部分组成：计算界面和GIS界面。

2.1计算界面

系统计算界面主要由菜单栏、工具栏及工程基本信息、交通源、点源、面源、障碍物、

计算等子界面组成。在系统的工作界面上可以进行工程项目文件的新建、打开、保存，还可

对工程基本信息进行设置，管理交通源、点源、面源、障碍物的属性信息，进行交通噪声的

计算，同时还能与GIS窗口进行交互。如图1所示：

1

图1系统计算界面图

系统的基础数据库主要采用MicrosoftAccess数据库，由多个数据表组成，主要用于存

放交通源、点源、面源及障碍物的属性信息；系统支持手动输入及批量导入信息，并自动存

储在临时数据库内，方便用户进行数据的添加、删除、修改和查询等。而整个工程文件的基

本信息及交通噪声计算的结果信息则以xm