一种基于噪声地图的噪声自动监测设备点位布设方法与流程

本发明涉及环境噪声监测领域，更具体地，涉及一种基于噪声地图的噪声自动监测设备点位布设方法。

背景技术：

近年来，随着经济社会发展，我国城市化建设进程加快，环境噪声污染影响日益突出，环境噪声污染纠纷频发，扰民投诉居高不下。据2017年的《中国环境噪声污染防治报告》可知，在全国范围内，环境投诉总数里面有着大约43.9％的比例是属于环境噪声投诉，共52.2万件。世界卫生组织认为噪声污染的实际危害，不仅仅是影响睡眠和人的心理，还会引发各类心脏、心血管疾病、学习障碍以及耳病等，长期暴露在这样的环境中，会间接缩短人的寿命。因此，如何降低城市噪声污染，已成为改善城市声环境质量的关键问题。

目前我国的噪声监测主要依靠手工监测，需要人工采集各点位的噪声声压级与交通流量信息，花费时间长，监测成本高，且监测点位的测量范围难以对城市进行全面覆盖，无法形成科学、合理的监测网络。

对于城市噪声监测，hj640-2012《环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测》，对城市声环境常规监测的监测内容、点位设置和监测频次等内容做出了规定，但仅针对的是手工监测，并未考虑噪声自动监测设备的点位布设方法，并且规范中的布点方法较为宽泛，未考虑当前城市声环境质量，其在实际工程应用中存在一定问题，需要对点位布设方法进行细化。

技术实现要素：

本发明提供一种基于噪声地图的噪声自动监测设备点位布设方法，该方法为在城市中布设声环境自动监测设备提供了一种精细化程度高、更为合理的布设方式。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于噪声地图的噪声自动监测设备点位布设方法，包括以下步骤：

s1：获取城市的噪声地图；

s2：噪声自动监测设备点位根据监测目的分为两类，分别为道路交通监测点与区域监测点；

s3：通过城市规模与城市道路网密度确定道路交通监测点总数量，再根据城市内各类型道路的总长度求得各类型道路的噪声监测点数量；

s4：基于噪声地图中各道路的等效声级与道路长度，选定具体的监测道路，点位设置应符合噪声自动监测设备的布设要求；

s5：以噪声地图中道路小区作为基准，根据噪声地图中的计算结果求出道路小区的等效声级，将相邻的、声级差值在阈值内的道路小区进行合并，合并后应重新计算等效声级；

s6：选取合并结束后各小区的中心点作为区域监测点，若中心点不满足自动监测设备布设要求，则选取距离中心点最近的可测量位置作为布设点。

进一步地，所述步骤s1中，城市噪声地图依据半年内的声环境监测数据或交通流数据得到，其包括城市道路名、道路长度信息，以及各噪声接收点的声压级数据，其中噪声地图中噪声接收点的间距不应大于8m。

进一步地，所述步骤s2中，通过城市规模与城市道路网密度确定道路交通监测点总数量，具体为：

其中，n表示城市道路交通监测点总数量，d表示城市道路路网总长度，s表示城市面积，α根据城市规模不同，取值也不同，巨大、特大城市取值为100，大城市取值为80，中等城市取值为50，小城市取值为20。

进一步地，所述步骤s3中，根据城市内各类型道路的总长度求得各类型道路的噪声监测点数量，具体为：

其中，ni表示为第i类型道路的监测点数量，di表示第i类型道路的总长度，d表示城市道路路网总长度，n表示城市道路交通监测点总数量，i取值1-4，分别表示快速路、主干路、次干路和支路四种道路类型。

进一步地，所述步骤s4中，基于噪声地图中各道路的等效声级与道路长度，选定具体的监测道路，指的是依照噪声地图的数据，选出各类型道路中污染最严重、影响范围最大的道路作为监测道路，具体为：

其中，z用于衡量监测道路的声环境污染状况，p表示城市总道路数量，lj表示噪声地图计算得到的第j条道路的平均等效声级，dj表示第j条道路的长度，xj表示第j条道路是否会被选中为监测道路，i取值1-4，分别表示快速路、主干路、次干路和支路四种道路类型，ni表示第i类道路的监测点数量。

进一步地，所述步骤s5中，道路小区指的是噪声地图中四周被道路围起来的一块区域，其在现实场景内可能并不为住宅小区；道路小区的等效声级为噪声地图上道路小区内所有噪声接收点等效声级的均值，具体如：

其中，larea为道路小区的平均等效声级，m为该小区内噪声接收点数量，lpk表示第k个接收点的等效声级，声级差值阈值为2db(a)。

进一步地，所述步骤s6中，小区形状为不规则形状时，小区中心取其重心点。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1、基于噪声地图的布点方法更加精确合理，由于噪声自动监测设备的布设成本较高，因此传统凭靠经验来选取监测点的方法，有可能造成资源与成本的浪费，需要采用精确度更加高的噪声地图来反映当前城市声环境的真实状态，通过现状来确定布点方案；

2、本发明在确定道路交通监测点位数量时，结合了道路网密度和城市规模来对点位数量进行综合考虑，而对于环境监测点位而言，没有采用传统的划分方形网格的方法，而是将声环境质量相近的区域连接成为一个区域，进行布点，这会减少点位数量，即降低了所需噪声自动监测设备的成本，以及大大提高了监测效率。

附图说明

图1是本发明流程示意图；

图2是道路小区示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种基于噪声地图的噪声自动监测设备点位布设方法，包括以下步骤：

s1：获取城市的噪声地图；

s2：噪声自动监测设备点位根据监测目的分为两类，分别为道路交通监测点与区域监测点；

s3：通过城市规模与城市道路网密度确定道路交通监测点总数量，再根据城市内各类型道路的总长度求得各类型道路的噪声监测点数量；

s4：基于噪声地图中各道路的等效声级与道路长度，选定具体的监测道路，点位设置应符合噪声自动监测设备的布设要求；

s5：以噪声地图中道路小区作为基准，根据噪声地图中的计算结果求出道路小区的等效声级，将相邻的、声级差值在阈值内的道路小区进行合并，合并后应重新计算等效声级；

s6：选取合并结束后各小区的中心点作为区域监测点，若中心点不满足自动监测设备布设要求，则选取距离中心点最近的可测量位置作为布设点。

本发明适用于噪声自动监测设备点位的布设。噪声自动监测设备点位主要分为道路交通监测点与环境监测点，两类监测点位均基于噪声地图的结果得到。

首先，需要获取到城市近半年来绘制的噪声地图，该地图可为通过监测的真实声环境数据插值绘制得到或通过道路交通流推算得到，噪声地图中应包含有城市道路名、道路长度等路网信息，以及各噪声接收点的声压级数据。噪声地图中噪声接收点的间距不应大于8m。

接着，要通过城市规模与城市道路网密度确定道路交通监测点总数量，具体如下式所示：

式中，n表示城市道路交通监测点总数量，d表示城市道路路网总长度，s表示城市面积，α根据城市规模不同，取值也不同，巨大、特大城市取值为100，大城市取值为80，中等城市取值为50，小城市取值为20。

然后，再根据城市内各类型道路的总长度求得各类型道路的噪声监测点数量，具体如下式所示：

式中，ni表示为第i类型道路的监测点数量，di表示第i类型道路的总长度，d表示城市道路路网总长度，n表示城市道路交通监测点总数量，i取值1-4，分别表示快速路、主干路、次干路和支路四种道路类型。

求得各类型道路交通监测点位数量后，基于噪声地图中各道路的等效声级与道路长度，选定具体的监测道路，即依照噪声地图的数据，选出各类型道路中污染最严重、影响范围最大的道路作为监测道路，具体如下式所示：

式中，z用于衡量监测道路的声环境污染状况，p表示城市总道路数量，lj表示噪声地图计算得到的第j条道路的平均等效声级，dj表示第j条道路的长度，xj表示第j条道路是否会被选中为监测道路，i取值1-4，分别表示快速路、主干路、次干路和支路四种道路类型，ni表示第i类道路的监测点数量。

然后，基于噪声地图，将城市内部划分为一个个形状不规则的道路小区，即四周被道路围起来的小区域，根据噪声地图的结果，统计每一个道路小区的平均等效声级larea，具体如下式所示：

式中，m为该小区内噪声接收点数量，表示第k个接收点的等效声级。

然后，将相邻的、声级差值在2db(a)内的道路小区进行合并，合并后应重新计算平均等效声级，再与相邻小区进行比较声级差值。待道路小区合并完成后，即取每一个道路小区的重心点作为区域监测点位，道路小区数量即为区域监测点位总数量，若重心点不满足自动监测设备布设要求，则选取距离中心点最近的可测量位置作为布设点。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。