实验六环境噪声测量及统计分析
⼀、实验⽬的
随着⼯业的发展和城市的繁荣，城市环境噪声对⼈类社会的影响也不断增加。城市噪声主要来源于交通运输、⼯业⽣产、商业、社交活动及其它，⽽尤以交通运输和⼯业⽣产更为突出。为了能正确有效地采取治理措施，使⼈们⽣活在安静舒适的环境下，必须⾸先掌握对这些噪声的测量、分析和评价⽅法。本实验介绍⼆种环境噪声测量及统计分析⽅法，⼀是以交通噪声为特定对象，对其进⾏测量和评价；⼆是以⼈居住的环境为对象，对其进⾏测量和评价。
1、了解城市交通噪声的统计分析⽅法，了解城市区域环境噪声的普查⽅法
2、掌握声级计的使⽤⽅法，巩固课堂关于环境噪声的理论知识及评价⽅法等。 ⼆、实验原理
（⼀）交通噪声测量及统计分析
交通噪声与前⾯遇到过的⼀些稳态声源情况不⼀样，它是时刻都在发⽣变化的。在⼀般情况下，在数秒钟内，噪声的涨落幅度可达数⼗分贝（A ），即使在车辆⽐较平稳的情况下，也可能有⼆⼗分贝（A ）上下的起伏。由于交通噪声随时间和空间的变化声级数值颇⼤，故不能⽤稳态声级测定法来表述。下⾯介绍⼏种交通噪声常采⽤的测量及统计分析⽅法。 1、等效声级（ eq
L ）
如前所述，交通噪声是⼀个⾮稳态声源，在较短时间内有较⼤的起伏，且这种变化是随机的。因此，我们不能延⽤以前对连续稳态噪声的测量和评价⽅法。为了解这个问题，⼈们提出了⽤噪声能量按时间平均的⽅法来评价噪声对⼈的影响。即等效声级。它是⽤⼀个在相同时间内声能相等的连续稳定的A 声级来表⽰该时间内⾮稳态声的⼤⼩。下⾯是
eq
L 的定义式：
22
00
1
10lg[(/)] dB (A)
T
eq L p p dt T
=?
/100
110lg[
10] dB (A)
T L dT T
=?
（6-1）
式中L 为在时刻t 测量到的噪声级，()L L t =是时间的函数，从
eq
L 的定义中，我
们可以看出，等效声级能够客观地反映⼀段时间内⾮稳态噪声（如交通噪声）的能量⼤⼩或强度。 2、累积分布声级（LN ）
另⼀种反映⾮稳态噪声特性的⽅法是⽤统计学的⽅法，即⽤噪声级出现的时间概率或者累积概率来表⽰。⽬前主要采⽤累积概率的统计⽅法，也就是⽤累积分布声级LN 来表⽰。
LN 是表⽰N%的测量时间所超过的噪声级，如：L10=70dB （A ）则表⽰整个测量时间内有10%的时间噪声超过70 dB （A ），同理L50=60 dB （A ），则表⽰有50%的时间噪声级超过60dB （A ），⽽其余50%的时间噪声级低于60 dB （A
），L90=50 dB （A ）表⽰有90%的时间噪声级超过50 dB （A ），只有10%的时间噪声级低于50 dB （A ）。因此，L90也就相当于本底噪声级，L50相当于中值噪声级，L10相当于峰值噪声级。
L10、 L50 、L90虽然不能直接给出噪声能量的⼤⼩，但是通过它们可以了解噪声的起伏变化情况，
1111s
如果我们所遇到噪声源的噪声级的统计特性符合正态分布，那么可以⽤⽐较简单的近似公式计算出它的等效声级：
2
50 A 60eq d L L dB =+（）
（6-2）
其中
1090d=L L －（6-3）
对于交通噪声来说，当车流密度达到或超过某值时（通常为300辆/⼩时以上），交通噪声的声压级随时间的变化就符合⾼斯（正态）分布。 3、交通噪声指数（TNI ）
由于起伏的噪声⽐稳定的噪声对⼈们的⼲扰更⼤，如⼀个等效声级为eq
L 的
不稳定噪声要⽐另⼀个噪声级为LA （LA=
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eq
L ）的稳定噪声对⼈们的⼲扰⼤。
所以，在评价这类不稳定噪声时，必须考虑这⼀因素。因此，在交通噪声评价中，当车流密度很⼤时，我们就⽤交通噪声指数TNI 来进⾏评价，TNI 定义为：
9010904()30 (A)TNI L L L dB =+-- （6-4）
式中第⼀项表⽰本底噪声，第⼆项表⽰“噪声⽓候”的范围和说明噪声起伏变化
⼤⼩，第三项是为了使TNI 的数值不过⼤，使⽤起来更⽅便。 4、噪声污染级（NPL ）
噪声污染级也是⽤以评价⾮稳态噪声对⼈体的影响的⼀种⽅法，不过它是⽤噪声的能量平均值和标准偏差来表⽰的。其中标准偏差实际上就是⽤来表达噪声起伏的⼀种⽅式，标准偏差越⼤，表⽰噪声级离散程度越⼤，也即起伏越⼤。
NPL 的表达式为：
NP L =eq L K σ
+ （6-5）
式中系数K=2.56，标准偏差
σ= （6-6）
i L 为第i 个声级值，L 为所测声级算术平均值，N 为取样总数。eq L 表⽰经过⼀段指定时间A 计权噪声级的“能量平均”值，σ是瞬时声级的标准偏差，K 为常数，此值取2.56时作为⼈们对噪声的主观反应可认为是最合适的。式中第⼀项主要取决于⼲扰噪声的强度，第⼆项取决于⼲扰噪声的相继时间及噪声起伏程度。
当噪声级符合正态分布时，NP L 和σ可⽤下式计算：
2
1090NP 1090()L =() (A)
60eq L L L L L dB -+-+ （6-7）
16841
=L L A 2dB σ-（）（）
（6-8）
三、实验仪器、设备和软件
1、BSWA308声级计2台（⼀型精度标准声级计，带2Gb 内存，A,C,Z 计权， F,S,I 档，带统计声学测量，USB 接⼝，可外接电源）；
2、声级校准器1台。
四、实验内容
1、按要求对交通噪声进⾏测量。
2、对交通噪声测量数据进⾏统计分析，计算并给出等效声级、累积分布声级、交通噪声指数、噪声污染级等四种评价值。
五、实验步骤
由于环境噪声的测量⼯作都是在现场进⾏的，因此很⼤程度上受测量当时现场各种外界因素的影响，故规定：
1、环境噪声现场测试⼀般应在⽆⾬、⽆雪、⽆⼤风的季节进⾏（上海地区
间歇式轮转机以春、秋季为宜），若风⼒在三级以上（3.4~5.4m/s）要求传声器前加风
罩。⼤风天⽓则应停⽌测量，以免风噪声的影响。
2、测量噪声时，要防⽌⾏⼈围观，以避免不必要的噪声⼲扰及反射物的影
离子风机aryang响⽽使测量结果发⽣差错。
3、测试仪器应固定在三⾓架上或平衡地持于⼿中，传声器要求离地1.2⽶
⾼度。
（⼀）交通噪声测量及统计分析
1、选择测点。测点应选在市区交通⼲线两路⼝之间，道路边⼈⾏道上，距
马路沿20cm处，此处距两交叉路⼝应⼤于50m。交通⼲线是指机动车辆
每⼩时流量不⼩于100辆的马路，这样该测点的噪声可⽤来代表两路⼝
间该段马路的噪声。测点尽可能避开周围的反射物（离反射物⾄少3.5m），以减少周围反射对测试结果的影响。
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注意：当两条⼲线交叉时，且同⼀时间车流量有明显差别时，两条⼲线
应分段测量，测点应离开交叉路⼝100⽶的距离。
2、选择测量时间。⽩天测量时间⼀般选在上午8：30~11：30，下午13：30~16：
30，凡在交通⼲线繁忙时间内的任⼀段时间中进⾏取样，其结果都能有
效地反映出该段⼲线的交通噪声特征。
3、打开声级计电源，待稳定后⽤声级校准器进⾏校准。
注意：测量仪器应采⽤2型或2型以上的积分式声级计或噪声统计分析
仪。打开声级计电源时，应同时检查电源电压是否能维持正常⼯作。
4、将声级计置于“慢”档，在选定的测量位置每隔5秒读⼀瞬时A声级，
密度天平
每次测量应连续读200个噪声数据，并在测量开始的同时进⾏车流量的
计数。
注意：对于突然的⾮正常噪声应予以排除或在噪声读数间隔内加以标志
清楚。
5、测量结束后，⽤声级校准器对仪器再次进⾏校准，检查前后校准误差是
否⼩于2dB，否则重新测量。
6、将测量得到的200个A声级数据，按从⼤到⼩的顺序排列，读出第20
个、第100个以及第180个数据的声级值，它们依次分别为累计百分数声级L10、L50、L90的值。
7、在正态概率坐标纸上验证该噪声级是否符合正态分布，如果符合正态分
布则应为⼀直线。或根据车流量密度来判断，当每⼩时车流量数达到或超过300辆时，交通噪声的声压级随时间的变化就认为是符合⾼斯（正态）分布的。
8、根据测量数据，对交通噪声进⾏统计分析，计算并给出等效声级、累积
分布声级、交通噪声指数、噪声污染级等四种评价值。
9、完成实验报告。
注意：实验报告中不仅有测试数据及评价值，附近的环境特征也要予以简单说明，如车流量数、道路宽度、长度、两边建筑物特征等。
六、数据记录与处理
（原始数据）车流量：1410/h
单位：dB
正态性检验（通过spss进⾏分析）
