Cadna/A和GIS在城市道路交通環評中的應用

郭紅連

0 引言

噪聲污染是現代城市重大環境問題之一，城市的聲環境質量狀況已經成為判斷城市居住環境質量優劣的重要指標之一。掌握準確的環境噪聲信息，科學評價聲環境質量現狀、科學預測規劃和建設項目實施后聲環境的變化情況，是噪聲管理和治理的重要基礎。

噪聲數據具有很強的時空分布特征，GIS是對空間數據進行采集、存儲、分析處理及顯示輸出的計算機技術系統。建立較為復雜的空間模型、空間和非空間數據的顯示查詢這些功能是GIS能有別于其他數據庫軟件和制圖軟件的地方，也是其優勢所在。

城市道路交通噪聲是城市最重要的噪聲污染源，在環評中，目前國內使用較多的交通噪聲模擬和預測軟件是基于RLS90模型的Cadna/A噪聲軟件。

1 噪聲模擬軟件Cadna/A簡介

目前，國際上使用的噪聲預測模型有:美國聯邦高速公路管理局發布的以等效連續A聲級LAeq為評價指標的FHWA高速公路交通噪聲預測模型、英國交通部發布的以交通噪聲峰值L10為評價指標的CRTN88模型、德國交通部公路建設司發布的以等效連續A聲級LAeq為評價指標的RLS90模型。

Cadna/A是基于德國RLS90通用計算模型的噪聲模擬軟件，其計算原理源于國際標準化組織規定的ISO 9613-2:1996戶外聲傳播的衰減的計算方法。軟件中對噪聲物理原理的描述、聲源條件的界定、噪聲傳播過程中應考慮的影響因素以及噪聲計算模式等方面與國際化標準組織的有關規定完全相同。我國公布的GB/T 17427.2-1998聲學戶外聲傳播的衰減第2部分:一般計算方法，等效采用了國際標準化組織規定的ISO 9613-2:1996標準。因此Cadna/A軟件的計算方法和我國聲傳播衰減的計算方法原則上是一致的。經國家環保總局環境工程評估中心認證，該軟件可以作為我國聲環境影響評價的工具軟件，也可用于城市或區域環境噪聲的預測、評價和控制方案設計。

RLS90模型共包括聲源模型和聲傳播模型兩個子模型，對道路車輛、重車比、車速、路面性質、道路坡度、聲屏障、地形、建筑物、氣象條件都有考慮，而且它考慮噪聲在道路兩旁隔聲設施間的多重反射，非常適用于路旁隔聲設施的效果評價。

2 基于GIS的交通噪聲評價和預測系統

基于GIS的交通噪聲評價和預測系統的數據主要由兩部分組成:一部分是交通空間數據，各種不同尺度的基礎地理信息數據庫，包括城市的交通圖、建筑等，另一部分是有關交通狀況的屬性數據，包括路寬、路長、車流量等。這些數據建立起來的空間數據庫和屬性數據庫，結合交通噪聲的評價和預測模型計算所得數據，達到對城市不同路段道路交通噪聲分布和變化趨勢的直觀表示。對城市道路局部污染嚴重區域、重點路段進行科學的預測，對嚴重超標路段系統給予警告，以供決策者采取相應措施。系統結構如圖1所示。

3 GIS和Cadna/A的結合應用

陸家嘴功能區位于浦東新區西北部，該功能區成立于2004年10月，至今已基本建設完成。陸家嘴功能區的功能定位是現代服務業聚集區、國際金融貿易核心功能區、綜合性的文化行政中心，以及具有國際水準的生活居住區。因此，其主要環境污染因子為生活污水、固體廢棄物，而其中，區域內已經建設完成的快速路2條、主干路10條、次干路16條、城市支路95條的交通路網格局，頻繁的交通運輸以及上海市不斷攀升的汽車保有量，使得陸家嘴功能區噪聲污染影響不容忽視。

我們對陸家嘴功能區進行補充規劃環評，評價采用美國ESRI公司的ArcGIS v9.2軟件，建立基于GIS的陸家嘴功能區域環境評價基礎信息平臺。

系統的主要空間數據圖層有陸家嘴功能區域路網布局圖層、土地利用圖層、陸家嘴街道鎮區域圖層、敏感點圖層等。主要屬性數據有:已建、在建快速主干道、主干道、次干道、城市支路的名稱、長度、道路寬度、車道數、車流量、車型比例等，敏感點包括居民住宅小區名稱和樓層數、文教單位的名稱、地址等，土地利用包括村鎮建設用地、空地、工礦倉儲用地、公共設施用地等。

使用Cadna/A進行區域噪聲模型計算，將所得數據輸入GIS，使用GIS繪圖功能將各類分析結果進行直觀表示。可以得到的結果有:晝間、夜間兩個不同時段的等效聲級圖;根據預測的交通噪聲等聲級線與城市環境基礎數據庫提供的人口密度分布、敏感點分布情況，得到不同功能區聲級分布、不同聲級下的人群分布。分析得到重點超標路段、超標原因、超標時段分布。

根據噪聲預測結果，提出城市道路交通噪聲治理方案，對實施噪聲治理方案后的效果進行進一步分析。

4 GIS和噪聲專業預測軟件相結合的發展趨勢

關于噪聲專業預測軟件和GIS相結合是研究的熱點，李本綱等[1]將GIS和CRTN88模型結合并用于中國香港城市道路交通噪聲預測與規劃，牛彥濤等[2]將GIS技術與道路交通噪聲預測評價結合，實現了城市交通干線噪聲平均值的計算和任意路段交通噪聲預測評價。應用Areview GIS技術與Cadna噪聲模擬軟件，考慮物理實體對聲波的吸收與反射等衰減因素，實現噪聲污染預測計算、復雜地形噪聲污染對生態的影響計算，特別是對于大城市的環境噪聲污染影響，具有其他軟件不可比擬的優勢。

5 結語

研究將交通噪聲預測模型Cadna/A與GIS相結合應用于規劃環評中交通噪聲的評價，回顧和探索建立實用的城市交通規劃噪聲預測與評價方法，對于城市交通規劃環境影響評價中的聲環境影響評價工作具有重要意義。

[1] 李本綱，陶 澍，林健枝.應用英國CRTN88模式和GIS進行道路交通噪聲預測與規劃[J].環境工程，1999，10(5):88-89.

[2] 牛彥濤，馬民濤，柳至和，等.城市噪聲管理信息系統中道路交通噪聲預測評價的實現[J].交通環保，2004，25(4):11-23.

[3] 張慶河，鄒崢嶸.基于GIS的交通噪聲評價和預測系統[J].測繪科學，2008，33(5):101-102.

[4] 李修剛，王 煒，李 方，等.用于道路環境綜合評價的基于GIS的圖形疊置法[J].環境科學學報，2001，21(4):448-453.