Cadna/A噪聲軟件在復雜城市道路建設項目中的應用

摘 要：德國引進的Cadna/A噪聲計算軟件因其功能強大、計算準確，在各個領域大量投入應用。文章作為對噪聲計算軟件應用的探索，以真實工程為例，重點描述了方案設置的步驟和與目前噪聲計算中不同之處。

關鍵詞：Cadna/A；軟件；噪聲；應用

目前我國交通項目評價采用的計算方法是根據《環境影響評價技術導則》（HJ/T2.4）推薦方法進行評價。很多評價工作者自行開發了噪聲計算軟件，針對高速公路的噪聲影響進行預測計算，但由于城市道路敏感點眾多且情況復雜，高度和距離都在不斷變化，立交項目多條道路縱橫交錯，因此城市道路、立體交通項目都是噪聲預測中的難點。本次使用的Cadna/A噪聲計算軟件具有強大的根據CAD制圖建立計算模型的能力和較強的計算模擬功能：可以同時預測各類噪聲源（點聲源、線聲源、任意形狀的面聲源）的復合影響，對聲源和預測點的數量沒有限制，噪聲源的輻射聲壓級和計算結果既可以用A計權值表示，也可以不同頻段的聲壓值表示，任意形狀的建筑物群、綠化林帶和地形均可作為聲屏障予以考慮。

1 Cadna/A噪聲計算軟件介紹

20世紀80年代以來各國相繼開發了基于本國情況的道路交通噪聲預測理論模型，其中主要有美國聯邦高速公路管理局1978年12月發布的以等效連續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1988年發布的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RLS 90模型[1]。Cadna/A系統是一套基于ISO9613標準方法、利用WINDOWS作為操作平臺的噪聲模擬和控制軟件。該系統適用于工業設施、公路、鐵路、機場和區域等多種噪聲源的影響預測、評價、工程設計與控制對策研究。由德國DataKustik GmbH Software設計開發。計算原理源于國際標準化組織規定的ISO9613-2：1996《戶外聲傳播的衰減的計算方法》。我國公布的GB/T17247.2-1998《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ISO9613-2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。Cadna/A軟件得到我國國家環境工程評估中心認可[2]。

2 建設項目介紹

應用Cadna/A噪聲軟件的項目是天津市大沽南路立交橋工程，屬于天津市第二批世界銀行貸款項目組成。我們在評價中大量應用Cadna/A噪聲計算軟件，結果得到國家及世界銀行方面的認可。

大沽南路立交能夠作為本次噪聲評價的實例，其本身的情況具有相當代表性。是大沽南路與中環線圍堤道、尖山道相交的五叉路口，道路情況復雜。敏感點僅以小區計算就有14個之多。且該工程是在原有較擁擠的道路基礎上拓寬改造并架設立交，是典型的城市道路改造工程。

3 Cadna/A軟件在項目中的應用

3.1 前期準備和基礎數據

Cadna/A噪聲軟件的計算需要進行的基礎數據搜集工作對于結果的準確可靠非常重要。目前評價項目對基礎數據主要收集敏感點的朝向、與路距離、路堤高度等。Cadna/A需要的數據更加復雜，包括各個敏感點的坐標、方位（相對坐標原點），與道路相對高程、敏感點是何種建筑材料、與道路間分隔的地表是植被還是裸土，都會影響計算結果的準確。

根據我們大沽南路立交的經驗，前期準備中應當搜集的基礎數據包括以下幾種：

（1）對象的空間位置

Cadna/A計算軟件是基于絕對坐標系統的計算軟件，它的所有對象包括道路、建筑、敏感點均有其空間坐標，因此，對各個道路和敏感點的空間位置需要以坐標形式輸入計算機。

（2）建筑的表面

不同建筑材料對聲音的反射情況不同。城市中建筑材料水泥較多，農村中磚混建筑較多。選擇水泥材料作為代表。

（3）地表

如果敏感點和道路間有綠化帶分隔，綠化帶會對噪聲產生不同程度的削減作用，在Cadna/A中有草地（golf）、林地、水面（lake）等不同地表類型。實際使用中根據情況輸入相應的地表狀況，系統默認的地表為無噪聲反射。大沽南路立交中分隔帶多為水泥地面或裸土，僅有一處是約10米寬的稀疏綠化帶，為低矮灌木和草地。因此可以使用默認硬地表。

3.2 計算方案設定

Cadna/A的計算是基于圖形的，因此首先繪制計算位置圖，將道路、建筑和敏感點在三維計算圖形上繪制出來。具體步驟包括①設定計算圖形；②輸入車流數據；③選定敏感點和設置計算網格。

圖1是我們利用Cadna/A導入CAD圖形繪制的計算方案圖，采用ISO視角。

圖1 導入CAD圖形制作的Cadna/A噪聲計算方案截圖

3.3 計算結果輸出

Cadna/A計算結果的輸出方式有多種，可以以列表的形式輸出各點的計算結果，可以輸出等聲級線圖，也可以輸出色塊圖。這兩種圖都包括平面圖和縱剖面圖。圖2系輸出結果色塊。夜間高噪聲區域明顯較小。

圖2 噪聲計算結果圖，左為晝間，右為夜間

4 結果與討論

4.1 有別于現有評價方法的地方

車型分類不一致

Cadna/A計算軟件的分類和目前我國規定的環境影響評價中公路噪聲交通車輛的分類不同。目前分類分為大、中、小三種車型，Cadna/A采用二種車型：car和truck。

輸出結果的不一致

計算結果在以噪聲等值線圖的形式表達，和以前計算軟件以距離公路一定距離計算其結果不同。但仍然可以計算出公路一定距離敏感點的噪聲影響結果。

4.2 基礎數據搜集盡量詳細

基礎數據是噪聲預測準確與否的關鍵因素。包括地表狀況、植被覆蓋情況和建筑物的空間位置等。Cadna/A中的地表包括停車場、水面、高爾夫球場、林地等。我們可以用其代表水泥地面、草地和林地等。

目前的《公路建設項目環境影響評價技術導則》僅僅規定房屋朝向、后窗、院墻高度等情況，但使用Cadna/A噪聲軟件進行計算這些數據是不夠的。如果各個敏感點距離較近，軟件還能考慮相互間的噪聲反射。因此建筑空間位置包括長、寬、高等等都將包括在計算數據中。如果此軟件能夠和地理信息系統結合使用的話，噪聲計算將非常精確。

4.3 噪聲計算結果的變化

噪聲計算結果包括平面噪聲分布和等值線縱剖面圖。Cadna/A軟件產生的噪聲等值線縱剖面圖是在平面圖基礎上繪制剖面，隨后計算出結果。其聲源僅包括剖面范圍內的聲源，計算結果也隨剖面的變化而前后不同。因此其縱剖面圖僅能夠在距公路較近的范圍內比較準確。我們認為：如果聲源比較單純，僅有少數互不干擾的公路，那么縱剖面圖在200米（計算網格）評價范圍內可以達到1dB差值，而在道路交錯復雜路段則大大偏離正確結果。因此，如果可能，剖面的繪制應盡可能包括更多的道路聲源和聲障礙物。

參考文獻

[1]李本綱，陶澍.道路交通噪聲預測模型研究進展[J].環境科學研究，2002，15（2）：56-59.

[2]關于德國Cadna/A環境噪聲模擬軟件系統鑒定意見[R].國家環?？偩郑簢h評中心文[2001]7號.