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全國首張“城市噪聲動圖”繪就,一些長期“潛伏”的噪聲源已被揪出

2018/7/12 8:33:09瀏覽次數:2304


上海開發出首個可實現數據自動更新的“城市噪聲地圖”,打開它,上海外環以內城區的噪聲實況便盡收眼底。


一般情況下,每個人隻能感受周邊一定範圍內的噪聲。可如果把噪聲“畫”出來,變成一張地圖,那麽每個人都能通過看圖,“聽”到整座城市的聲音。


這已成為現實。7月9日從上海市環境科學研究院獲悉,該院已開發出首個可實現數據自動更新的城市噪聲地圖管理係統,這一係統被形象地稱作首張會動的“城市噪聲地圖”,打開它,上海外環以內城區的噪聲實況便盡收眼底。


“地圖”上沒有噪聲,隻有顏色


“城市噪聲地圖”怎麽畫?簡單來說,就是把噪聲變成顏色。


在市環科院的實驗室內看到,“城市噪聲地圖”就像一塊畫布,12種顏色以線條或區塊的狀態,不均勻地“灑”在上海外環以內的城區上。


其實,這12種顏色分別對應一定強度的噪聲。比如,大於40分貝且不超過45分貝,是深綠色;大於60分貝且不超過65分貝,是大紅色;大於80分貝且不超過85分貝,是藍色。借助這些顏色,就能“聽”出噪聲的高低和分布。

“城市噪聲地圖”界麵之一


以某個被高架穿越的區域為例,可以看到,高架兩側緊鄰著高架的地麵道路被深藍色和紫色占據,意味著“統治”這片區域的噪聲不低於70分貝。而沿著高架,向東西兩側的街區延伸,噪聲的顏色逐漸由磚紅色變成橙色、黃色,直至淡綠色、草綠色。


上海城市環境噪聲控製工程技術研究中心主任周裕德說,這樣的顏色變化說明高架上的流動車輛產生了高強度噪聲,對高架兩側臨近區域的幹擾最為直接、明顯。不過,隨著噪聲傳播到周邊街區,會不斷被各種建築物、綠地等障礙物“削弱”,最終成為城市背景聲,人置身這樣的環境,就相對舒適。


知道噪聲長什麽顏色,有用嗎?當然有!通過觀察顏色的變化,可以精準找出噪聲源尤其是一些長期“潛伏”的噪聲源,從而對症下藥。


以毗鄰交通幹道的某幢高樓為例,其頂部有一個熱泵,是產生幹擾周邊噪聲的“罪魁禍首”,但長期以來一直“躲”在道路車輛噪聲的“掩護”下。借助“城市噪聲地圖”,科研人員發現該熱泵及周邊區域一直顯示為深藍色,且隨著時間推移沒有太大變化,有時甚至比附近交通幹道的顏色還要深。鎖定目標後,當地環保部門便到實地查看,並要求物業方整改。


一些高層建築的樓頂可以見到噪聲較強的汙染源


除了找出長期“潛伏”的噪聲源,“城市噪聲地圖”還能跨前一步,為城市規劃和管理提供科學參考。比如某次重大活動的保障,活動所在地及周邊區域的部分交通會局部調整,但主要目的在於確保當地交通順暢。有了“城市噪聲地圖”,交通的調整還將多一個效果:在不給周邊增加通行和噪聲負擔的基礎上,讓針對區域的行車更少、環境更寧靜。


怎麽實現?隻需將模擬的交通調整數據輸入係統,就能預測出相關區域整體的噪聲效果,從而篩選出最“寧靜”的交通調整方案。

借助“噪聲地圖”,還可以給城市交通調整和規劃提出建議,打造宜居城市


這張“地圖”很難畫,因為要“翻譯”


有人認為,不就是畫張圖嘛!但實際情況遠比想象的難。


全國首張“城市噪聲動圖”從啟動研究至今,已有6年,目前還在不斷完善。


這張圖的難點之一,在於“翻譯”。周裕德舉了個例子,假設一條路兩側布滿可以監控噪聲的探頭,那麽畫圖很簡單,把監控到的噪聲數據,分別按照分貝的高低轉換成對應的12種顏色,填上去就行。


可實際上,很少有道路會遍布監控噪聲的探頭,拿不到數據的“畫圖者”就要繞一條彎路,把間接數據“翻譯”成噪聲數據,才能作畫。所以,市環科院要從相關部門獲得車流量、車速、車的種類等和道路有關的間接數據。

上海主要城區的噪聲“全貌”,可以明顯看到,交通是主要的噪聲貢獻源


打個比方,假設一條路上每小時有五六千輛機動車經過,平均車速不超過50公裏/小時,機動車中有九成左右為小型車,那麽“翻譯”這些數據後,可以推測該路段白天16個小時平均噪聲水平在65分貝到70分貝,那麽緊鄰這條路邊線的兩側區域便畫成磚紅色。


測算鐵路沿線的噪聲,原理也差不多,把獲取到的車型、班次、速度等間接數據“翻譯”一下,就能得到某一段鐵路在某段時間內的噪聲數據。


專家表示,經過多年的技術儲備,現在係統“翻譯”得出的數據精度相當高,和到現場進行實時監測相比,數據的誤差率一般控製在3%以內。


難點之二,在於這是張“動圖”,每隔20分鍾左右會自動刷新,這就意味著“翻譯”工作每20分鍾就要進行一次。

這張地圖每隔20分鍾左右會自動刷新,後台數據的計算量驚人


計算量好像不大?看看這組數據:這張地圖對城區做了網格化處理,每個網格的大小約為100平方米,如果把上海外環以內城區視為一張“芝麻餅”,那麽上麵這些網格就好像“芝麻”,這樣的“芝麻”多達幾百萬粒。每隔20分鍾,這些“芝麻”就要同時各自進行一次數據“翻譯”,如此一來,計算量就相當巨大了。


周裕德說,把間接數據“翻譯”成噪聲數據的過程中,還有一道隱藏的“翻譯”程序——從相關部門獲取的間接數據不是拿來就能用,先要“翻譯”成係統可以辨識的形式,才能被係統接受,這更大幅增加了對係統獲取數據及“翻譯”能力的挑戰。


上海這張“地圖”會動,全球罕見


其實,在國外,城市噪聲地圖並非新鮮事物。


2002年6月25日,歐洲議會和歐洲理事會正式通過環境噪聲指令,要求歐盟成員國在2007年6月30日前為超過25萬人口的城市和城市的大流量道路、鐵路、機場等重要地區編製噪聲地圖,並基於地圖編製噪聲行動計劃,加強環境噪聲管理,規劃實施噪聲削減措施。該法令被視為一個裏程碑,讓噪聲地圖通過立法得以確認。



在此之前,英國伯明翰市已於2000年最早製作完成了全城範圍的噪聲地圖。發展到現在,英國多座主要城市均繪製了自己的噪聲地圖,並在此基礎上,編製了全國的噪聲地圖。該地圖目前已覆蓋年平均車流量大於300萬輛的道路、年平均通車大於3萬車次的鐵路線路、年平均航班大於5萬架次的機場、人口數量大於10萬且人口密度大於500人/平方公裏的城市區域等。

英國倫敦噪聲地圖的網頁界麵,可開放供公眾查詢


截至目前,法國、德國等大部分歐盟國家,以及日、韓等亞洲國家的部分城市,均已完成城市噪聲地圖的繪製,成功通過該地圖來控製環境噪聲,並用於城市規劃、公眾參與等方麵。


法國巴黎噪聲地圖的網頁界麵


德國慕尼黑噪聲地圖的網頁界麵


和大部分歐盟國家相比,我國的 “城市噪聲地圖”啟動較晚,但一些成果已取得領先,比如上海開發的“城市噪聲地圖”,是可以實時更新的“動圖”,這在世上十分罕見,國外的“城市噪聲地圖”多為靜態圖。


不過,周裕德表示,“城市噪聲地圖”的動或不動,並非技術水平高低所致,不代表我國在城市噪聲管理上的水平已經遠超國外,而是地圖繪製方根據實際情況選擇的結果。


在歐盟,噪聲地圖主要用作中長期環境政策和噪聲管理規劃的依據,立足宏觀管理,因此不強調局部計算結果的絕對精確性,有個一年更新一次的地圖就夠了。


上海最早版本的城市噪聲地圖也是靜態的,選擇了一個2平方公裏的區域做試點,為未來噪聲地圖的深度開發打下了基礎


而在上海,由於近年來城市更新速度加快,大多數噪聲數據會隨著城市建築等要素的更替而頻繁變化,有可能每個季度甚至每個月的特征都不同,這就對城市噪聲地圖的精確性和時效性提出了高要求,因此做一張“動圖”就尤為必要。


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