铁路噪声环境影响思索范文

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地理信息系统(GIS)是对空间数据进行管理的计算机技术系统。噪声环境影响评价中许多参数具有明显的空间特征，将GIS技术应用到评价中具有极大优势。国内外在这方面有很多研究，如北京大学李本纲等人开发的交通噪声规划与预测系统(TNPPS)，研究了香港荃湾区的交通噪声调查预测问题，东南大学的李修刚博士等人利用GIS完成了公路的环境影响综合评价。将基于GIS的图形叠置法应用于铁路噪声环境影响评价领域。在图形叠置法中引入GIS技术，叠置噪声敏感图和噪声分布图，分析各个铁路线路方案对沿线地区的噪声影响情况，最后对各个方案的噪声影响程度进行排序。

1图形叠置法和GIS

图形叠置法作为一种进行环境分析的通用方法，用于变量分布空间范围很广的开发活动，已有很长历史。McHary在美国环境影响评价立法以前(1968年)就用该方法分析几种可供选择的公路路线的环境来确定建设方案。它用地图的形式直观地展现了建设工程给周围环境带来的影响以及潜在的威胁，非常适合在交通领域运用。首先在一张地图上标注项目的位置和要考虑影响评价的区域和轮廓基图作为基图。对于每一种受影响的当地环境因素都准备一张透明的图片，将各种透明片叠置到基图上就可以看出一项工程对环境的综合影响。图形叠置法易于理解，能显示出噪声影响的空间分布，并且容易说明项目单个和整个复合影响与受影响地点居民分布的关系，也可决定有利和不利影响的分布。GIS是一种综合分析、处理空间数据的信息管理系统，同时也具备很强的属性数据处理能力。在计算机软硬件的支持下，能够对空间相关数据进行采集、管理，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策提供服务。它最重要的特点在于把需要研究的数据和反映地理位置的图形有效地结合起来，从而根据应用的需要进行信息的空间分析处理，使决策者处在一个可视化的环境中。传统的图形叠置法在应用中有不少局限性，如叠置的透明图不能太多，无法精确计算出区域面积等。将GIS技术和图形叠置法相结合，可以充分利用两者的优点，借助GIS技术，方便地实现地图间的叠置和空间数据的提取、处理，从而大大提高了工作的效率和结论的可靠性。

2原理和方法

在铁路线路方案噪声环境影响评价中应用图形叠置法，要分别制作噪声分布图和噪声敏感图。用噪声分布图反映铁路噪声在线路两侧的分布特点，用噪声敏感图反映线路沿线地区的状况。叠置噪声分布图和噪声敏感图，对重叠部分进行空间分析计算，然后对沿线居民进行噪声满意度调查，以确定沿线居民不满意度系数，得到噪声影响综合值。最后，根据噪声综合影响值的大小来衡量线路方案对周围环境的噪声影响程度。

2.1噪声分布图

表1是各国中、高速列车离开铁路轨道中心15m处的暴露声级。该表是在大量实测数据基础上，通过理论分析和数据拟合而得到的。我国秦沈客运专线动力集中型电动车组的暴露声级也列在该表中。该声级又称参考声级，参考暴露声级与列车长度、列车速度及运输条件有关，这些条件包括：每趟列车的客车数Nc；每趟列车的机车数Np；单节客车的长度；单台机车的长度及列车速度v。实际中的列车长度和速度一般都不同于表1中的数据，因此根据需要在表1的基础上进行修正。可按公式(1)进行修正(1)式中：为第i个子噪声源的修正参考暴露声级；，，分别为第i个子噪声源的参考暴露声级、参考列车长度和速度；l可以是机车长度lp或列车长度lt，即，；(2)K速度修正系数。列车通过预测点过程中产生的等效连续声级为：(3)其中teq——列车等效通过时间，s。即将列车通过预测点过程的不稳态噪声的作用时间根据能量相等原理转化为稳态噪声的作用时间。(4)l——列车长度，m；v——列车行驶速度，m/s；r——预测点到列车距离，m；15——参考点到列车距离，m；D——考虑地面，空气吸收，绿化带，声屏障等因素的噪声衰减量，dBA。利用GIS做出噪声分布图，噪声预测值作为噪声分布图形的属性数据。

2.2噪声敏感图

获取线路行经地区的地图资料，并收集相关的环境资料。线路两侧分布有不同的地物对象，它们对声环境的要求并不相同。对于其中一些对象，对声环境的要求很高，并且外界环境微小的波动都会对其产生极大的影响，可以认为这些对象对噪声的敏感程度高；对于另一些对象，情况相反，那么就可以认为这些对象对噪声的敏感程度低。根据沿线地物的分布情况，结合地理分布，将方案行经地区划分为不同的地理单元。各单元对噪声影响的敏感程度不同。在GIS中用各个单元的属性数据记录它们对环境的敏感程度。

2.3叠加分析

2.3.1噪声影响程度系数

叠加噪声敏感图和噪声分布图，单个地理单元被分割成若干个小块地理单元。同一个地理单元切割出的小块地理单元对噪声影响的敏感程度是相同的，但噪声预测值的大小并不一致，因此它们未来受到噪声影响的程度并不相同。各单元受噪声影响的程度最终由自身的噪声敏感程度以及未来噪声值的大小决定，引入影响程度系数Wkij来综合反映受噪声影响的情况：（5）式中：Wkij——第k条线路方案的噪声分布图和噪声敏感图中的第i个地理单元相叠加后生成的第j个小块地理单元的噪声影响程度系数；Leqkij——k、i、j意义同上，Leqkij表示相应的小块地理单元处的噪声预测值的大小，用该小块单元两侧噪声预测值的平均值来表示；Leqkij0——k、i、j意义同上，Leqkij0表示相应的小块地理单元的噪声级限制值。

2.3.2沿线居民不满意度系数

根据噪声敏感图和噪声预测值，对各个地理单元的居民进行调查，尽管每个地理单元已经制定相应噪声限制值，但由于沿线建筑物的性质的不同，居住人群的不同，居民对噪声限制值也未必完全满意，通过调查统计得出沿线居民不满意度系数。将居民对噪声预测值的评价分为完全可接受、尚可接受、不可接受和完全不可接受四档。当然理论上噪声越小居民越满意，但高速铁路噪声对沿线居民的影响是不可避免的，此系数是居民对噪声意见的反馈，在进行方案比选时，也是必须考虑的因素之一。（6）Mki——k、i意义同上，Mki表示第i地理单元中居民不满意度系数；Nki——k、i意义同上，Nki表示第i地理单元中对噪声预测值不可接受的居民人数，此噪声预测值用该地理单元两侧噪声预测值的平均值来表示；Nki总——k、i意义同上，Nki总表示第i地理单元中居民总人数。

2.4方案比选

作线路方案比选时，要考虑线路对环境的综合影响情况，用噪声综合影响值来衡量线路方案对环境影响的大小。由公式来计算各方案对周围环境的噪声综合影响值:（7）式中：Ek——第k条线路方案的噪声综合影响值；m——在噪声敏感图和第k条线路方案噪声分布图中相交的地理单元的数目；n——噪声敏感图中第i个地理单元被第k条线路方案的噪声分布图分割出的小块地理单元的数目；Akij——k、i、j意义同上，Wkij表示对应的小块地理单元的面积。

3示例

采用Mapinfoprofessional7.8作为GIS平台软件，运用图形叠置法，对某段拟建铁路线路进行噪声影响评价。该段线路的比选方案如图1所示。收集有关资料，划分地理单元，关联属性数据，得到噪声敏感图和属性数据列表，如图2。依据拟建线路的运行条件，结合当地的地形特征，采用公式(3)预测线路中线两侧30m、60m、120m、200m处的噪声值，制作噪声分布图。对应的噪声值和噪声分布图相关联，存入属性数据表。利用编程计算，得到方案1的噪声分布图如图3所示。叠置噪声分布图和噪声敏感图，噪声敏感图被分割。方案1的噪声分布图和噪声敏感图相叠加后的效果如图4所示；依据公式(5)和（6）计算各个根据公式(7)，计算出方案1的噪声综合影响值:E1=12419325；同理，计算出方案2的噪声综合影响值；E2=24308242。E1<E2，说明在对周围环境的噪声影响上，方案1优于方案2。

4结论

(1)将图形叠置法和GIS技术相结合，可以在图形叠置法的基础上，充分利用了GIS强大的空间分析功能，方便、快速地处理各种空间数据和属性数据，与传统方法相比，大大提高了工作的效率和结论的可靠性。(2)该方法中，将噪声敏感图和噪声分布图叠加，可以从环境、沿线居民的反映和噪声分布三个方面来综合评价线路方案对周围环境的噪声影响情况，最后用定量的形式直接给出噪声综合影响值，作为衡量线路方案噪声影响程度的依据。(3)铁路线路对周围环境的影响是多方面的，不同地段，线路方案对环境影响的差异体现在不同的方面，本文仅以噪声为例。还可根据线路行经区的实际情况，选择其它有显著差异的环境因素进行评价比较，为线路方案的比选提供更全面的参考。