Model prognozowania hałasu drogowego dla różnego dobowego ruchu

Podobne dokumenty
Komputerowa analiza hałasu drogowego z uwzględnieniem roŝnych metod obliczeniowych

III LUBELSKIE FORUM DROGOWE POLSKI KONGRES DROGOWY Puławski węzeł drogowy Puławy, 5 6 kwietnia 2018 r.

GRUPA ROBOCZA ds.hałasu

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

IV. STAN KLIMATU AKUSTYCZNEGO W WOJEWÓDZTWIE ZACHODNIOPOMORSKIM W 2010 ROKU

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXIX BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH (PT/ILC) HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa 9-10 października 2014r.

APPLICATION OF ACOUSTIC MAPS IN THE ANALYSIS OF ACOUSTIC SCREENS EFFICIENCY ON THE SECTION OF NATIONAL ROAD NO.94 IN DĄBROWA GÓRNICZA

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

ZAKŁAD AKUSTYKI ŚRODOWISKA ENVIRONMENTAL ACOUSTICS DIVISION

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

EQM SYSTEM I ŚRODOWISKO Ewa Nicgórska-Dzierko Kraków, Zamkowa 6/19 tel ; ; mail: NIP:

4.3. Podsystem monitoringu jakości gleby i ziemi

Rola i zakres pomiarów hałasu dla potrzeb map akustycznych. Radosław J.Kucharski Instytut Ochrony Środowiska - PIB

Protokół z wykonania pomiarów hałasu przy linii kolejowej nr 8 na odcinku Okęcie Czachówek.

S P R A W O Z D A N I E

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXVII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH (PT/ILC) HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa września 2013r.

TYTUŁ: Zasięg oddziaływania hałasu emitowanego w czasie eksploatacji kurników/chlewni obliczenia na potrzeby mpzp gminy Żuromin

SPOSÓB WYKORZYSTANIA NARZĘDZI SYMULACJI KOMPUTEROWEJ W OGRANICZANIU HAŁASU W BUDYNKACH WIELOPIĘTROWYCH

Temat ćwiczenia. Wyznaczanie mocy akustycznej

równoważny poziom dźwięku A ekspozycyjny poziom dźwięku A (pojedynczych zdarzeń akustycznych)

EKKOM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Laboratorium Badawcze

4. Zastosowana aparatura pomiarowa Procedura obliczeniowa Wyniki pomiarów Wnioski. 11

4. Zastosowana aparatura pomiarowa Procedura obliczeniowa Wyniki pomiarów Wnioski. 9

ANALIZA ODDZIAŁYWANIA NA KLIMAT AKUSTYCZNY

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 stycznia 2003 r.

MODELOWANIE HAŁASU DROGOWEGO WOKÓŁ AUTOSTRADY A2 NA ODCINKU KOMORNIKI KRZESINY

HAŁAS Podstawowe definicje

Stan akustyczny środowiska miasta Nidzica w świetle badań monitoringowych hałasu komunikacyjnego w 2013 roku

Nr H1. Dane wejściowe do obliczeń akustycznych dla pory dnia.

IV. STAN KLIMATU AKUSTYCZNEGO W WOJEWÓDZTWIE ZACHODNIOPOMORSKIM

Oddziaływanie akustyczne ruchu tramwajowego przykłady pomiarów i analiz cz. I

Załącznik nr 2 Wyniki obliczeń poziomu hałasu wzdłuż dróg wojewódzkich na terenie Gminy Czarnków

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXIV BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH (PT/ILC) HAŁASU W ŚRODOWISKU Zaborek 8-12 październik 2012r.

KSZTAŁTOWANIE KLIMATU AKUSTYCZNEGO PROJEKTOWANYCH STANOWISK PRACY Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI WSPOMAGAJĄCYCH

Równoważny poziom dźwięku: AeqT

Monitoring hałasu w Porcie Lotniczym Wrocław S.A. Wrocław, 28 września 2011 r.

7. Monitoring natężenia hałasu. Mapa akustyczna Miasta Gdańska

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXIII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH (PT/ILC) HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa września 2012r.

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXVIII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH (PT/ILC) HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwietnia 2014

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

Raport o oddziaływaniu na środowisko projektowanej kopalni kruszywa naturalnego ZBIROŻA III. w zakresie oddziaływania akustycznego

LABORATORIUM. Pomiar poziomu mocy akustycznej w komorze pogłosowej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

ZAŁĄCZNIK B14 Metodyka analizy oddziaływania na klimat akustyczny

SPOSÓB USTALANIA WARTOŚCI WSKAŹNIKÓW HAŁASU L DWN, N L

Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Warszawie

Mapa akustyczna Torunia

WPŁYW ZMIENNOŚCI DOBOWEJ NATĘŻEŃ RUCHU NA AUTOSTRADACH I DROGACH EKSPRESOWYCH NA POZIOM HAŁASU DROGOWEGO

ANALIZA PORÓWNAWCZA HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO DLA RÓŻNYCH PARAMETRÓW POTOKÓW RUCHU

Opracował: mgr inż. Krzysztof Opoczyński. Zamawiający: Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad. Warszawa, 2001 r.

Wpływ stanu nawierzchni drogi na hałas samochodowy

OCENA ZAGROŻENIA HAŁASEM KOMUNIKACYJNYM NA ODCINKU DROGI KRAJOWEJ NR 94, PRZEBIEGAJĄCEJ PRZEZ DĄBROWĘ GÓRNICZĄ

Badania symulacyjne propagacji dźwięku farm wiatrowych przykład analiz

ANALIZA ODDZIAŁYWANIA NA KLIMAT AKUSTYCZNY

MONITORING HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO W 2009 ROKU

Synteza wyników pomiaru ruchu na drogach wojewódzkich w 2010 roku

WPŁYW UKSZTAŁTOWANIA TERENU NA POZIOM HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO W POBLIśU AUTOSTRADY A4 NA ODCINKU KATOWICE RUDA ŚLĄSKA

TRANSPROJEKT-WARSZAWA Warszawa, ul. Rydygiera 8 bud.3a, tel.(0-22) , fax:

Planowana inwestycja będzie pracowała w porze dziennej.

Badanie hałaśliwości nowoczesnych nawierzchni na drogach wojewódzkich woj. śląskiego

Zmienność natężeń ruchu na drogach krajowych i ich wpływ na poziom hałasu

WIELKOŚĆ HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO NA ODCINKU DROGI JANA III SOBIESKIEGO W WOJKOWICACH

Procedura techniczna wyznaczania poziomu mocy akustycznej źródeł ultradźwiękowych

DOKUMENTACJA PROJEKTOWA

TYTUŁ: Sprawozdanie z pomiarów hałasu kolejowego przy ul. Kukuczki we Wrocławiu NOISER. ul. Kilińskiego Złoczew

Efekty zastosowania cichych nawierzchni na drogach wojewódzkich Małopolski: aktualne badania i obserwacje

Załącznik nr 1 Wyniki obliczeń natężenia hałasu drogowego

MONITORING HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO W 2011 ROKU

dr inż. Rafał ŻUCHOWSKI Katedra Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska Gliwice, 8-9 listopad 2016

Metoda pomiarowo-obliczeniowa skuteczności ochrony akustycznej obudów dźwiękoizolacyjnych źródeł w zakresie częstotliwości khz

INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA W BIAŁYMSTOKU

OCENA ODDZIAŁYWANIA AKUSTYCZNEGO STRUMIENIA RUCHU

Temat: Sprawozdanie z pomiarów hałasu komunikacyjnego emitowanego do środowiska. Obiekt:

Wyznaczanie mocy akustycznej maszyn i urządzeń

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

POMIARY HAŁASU I WIBRACJI W REJONIE PRZYSZŁEJ INWESTYCJI PRZY UL. 29 LISTOPADA W KRAKOWIE

I. BADANIA NATĘŻENIA I PROGNOZY RUCHU NA ODCINKACH ZMIANY KATEGORII TRASY ROWEROWEJ. I.1 Informacje wstępne dotyczące całości trasy

Analiza natężenia hałasu generowanego przez transport samochodowy w bezpośrednim sąsiedztwe portu morskiego w aglomeracji szczecińskiej

MONITORING HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO W 2010 ROKU

Podsumowanie wyników GPR 2015 na zamiejskiej sieci dróg wojewódzkich

Załącznik 9. Protokół z badań modelowych

SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA na wykonanie pomiarów okresowych hałasu komunikacyjnego

LABORATORIUM Pracownia Akustyki Środowiska i Pomiarów Kwalifikacyjnych Pomieszczeń Czystych i Wentylacji ul. Południowa 5, Kobylnica

Załącznik nr 1 Wyniki obliczeń poziomu hałasu wzdłuż dróg wojewódzkich na terenie Gminy Sompolno

Aleja marszałka Józefa Piłsudskiego w Łodzi, fot. F. Wielgus HAŁAS

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Technologia tworzenia. metody i parametry obliczeń. Dr inż. Artur KUBOSZEK INSTYTUT INŻYNIERII PRODUKCJI

Synteza wyników GPR 2010

Procedura orientacyjna wyznaczania poziomu mocy akustycznej źródeł ultradźwiękowych

Transkrypt:

Andrzej Gągorowski 1 Wydział Transportu, Politechnika Warszawska Model prognozowania hałasu drogowego dla różnego dobowego ruchu 1. WSTĘP Analiza istniejących dokumentów oraz obecnych przepisów prawnych [1], [], [3], [4] pozwala wskazać ogólny kierunek, w którym zmierzać będą przyszłe trendy w zakresie ochrony środowiska. Dotyczy to przede wszystkim zanieczyszczenia spalinami i hałasem samochodowym. ależy zauważyć, że to właśnie transport samochodowy od wielu lat jest głównym źródłem tych zanieczyszczeń [4], [5]. Obowiązek przeprowadzania strategicznej oceny oddziaływania transportu na środowisko w procesie projektowania i realizacji określonych inwestycji transportowych wymusza poszukiwanie skutecznych metod prognozowania emisji hałasu. Odpowiednie modele obliczeniowe powinny w sposób ilościowy oszacowywać emisje i propagację hałasu przy zmieniających się parametrach ruchu drogowego z uwzględnieniem określonego czasu predykcji. ależy zauważyć, że znacznie łatwiej jest wyznaczyć poziom dla mniejszych odcinków czasowych [6], [7], [8], [9]. Tymczasem to utrzymujący się długookresowy hałas niesie ze sobą znacznie większe zagrożenia związane z niekorzystnym oddziaływaniem na ludzi i środowisko [1], [10]. Oddziaływanie hałasu na ludzi należy rozumieć m. in. jako jego wpływ na zdrowie, warunki i jakość życia mieszkańców danego obszaru komunikacyjnego. Wierne odwzorowanie źródeł dźwięku oraz nieliniowych zjawisk powstających podczas propagacji hałasu, jak również konieczność uwzględnienia dużej ilości kombinacji czynników mających wpływ na kształtowanie się fal akustycznych w środowisku to problemy, które od lat są znane badaczom. Tak więc budowa skutecznej metody obliczeniowej pozwalającej uzyskać dokładne poziomy dźwięków pochodzących z różnych źródeł (pojazdów o różnych parametrach konstrukcyjnych, ruchowych i eksploatacyjnych) jest trudna do rozwiązania, stąd w literaturze można znaleźć dużą liczbę propozycji modeli o różnym stopniu dokładności [5], [7], [11], [1]. Zastosowane podejście zaprezentowane w niniejszym artykule pozwala oszacować długookresowy poziom dźwięku dla różnych dróg propagacji uwzględniając zmiany w średnim dobowym ruchu. Oprócz opisu modelu w artykule przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych z wykorzystaniem przedstawionego algorytmu oraz weryfikację eksperymentalną.. MODE PROGOZOWAIA HAŁASU SAMOCHODOWEGO Pierwsze modele do prognozowania hałasu samochodowego zaczęły powstawać już w latach 50-tych. XX wieku [13]. Było to związane z gwałtownym rozwojem motoryzacji w niektórych krajach po II wojnie światowej i w związku z tym problem hałasu stawał się coraz poważniejszy. Tak więc modele prognostyczne były odpowiedzią na coraz większe zanieczyszczenie środowiska hałasem. Obok różnych propozycji badaczy zaczęły powstawać tzw. krajowe modele obliczeniowe jak np. FHWA [14] zalecane do stosowania na obszarze określonego państwa. Od tego czasu powstało wiele propozycji [15], [16], [17], [18], [33] ale mimo upływu czasu oraz postępu w dziedzinie akustyki i technik obliczeniowych trudno jest znaleźć uniwersalny model do obliczania hałasu drogowego. W pracach autora[19], [0] można znaleźć analizę obecnie stosowanych w wybranych krajach Unii Europejskiej oficjalnych krajowych modeli i metod obliczeniowych hałasu drogowego. Przeprowadzone badania wykazały, że stosując je uzyskamy różne wartości tych samych wskaźników hałasu akustycznego. Również badania innych autorów [5], [1] pokazują często znaczne różnice pomiędzy poszczególnymi modelami. Główne różnice dotyczą: 1 agag@wt.pw.edu.pl ogistyka 4/014 1835

sposobów modelowania źródeł dźwięku (pojazdów i dróg) oraz zjawisk zachodzących podczas propagacji fal akustycznych, uwzględnienia określonych czynników i parametrów mających wpływ na rozchodzenie i zachowanie się fal dźwiękowych w środowisku otwartym, uwzględnienia określonego czasu predykcji i oceny, zastosowanych technik obliczeniowych. Wobec złożoności problemu jednym z możliwych rozwiązań jest budowa modeli ukierunkowanych na obliczanie hałasu w określonych warunkach eksploatacyjnych i ruchowych. W niniejszej pracy zaprezentowano podejście uwzględniające zmiany średniego dobowego ruchu. Do budowy modelu będącego przedmiotem niniejszego artykułu wykorzystano wnioski z poprzednich badań autora. W pracy[1] badano wpływ parametrów ruchowych na poziom hałasu samochodowego emitowanego do środowiska. Wykazano, że średni dobowy ruch(sdr) ma decydujący wpływ na długookresowy poziom ciśnienia akustycznego. Określono również dynamikę zmian poziomu hałasu w funkcji SDR. Zastosowany model oparto m.in. na zaleceniach dyrektywy unijnej w zakresie obliczania długookresowego poziomu dźwięku [1]. Pełny opis modelu wykracza poza ramy objętościowe artykułu, dlatego poniżej zostaną przedstawione wybrane aspekty w zakresie zastosowanego sposobu modelowania i procedur obliczania hałasu dla różnych wartości średniego dobowego ruchu. W modelu przyjęto m.in. następujące założenia: pojazd jest traktowany jako jednolite promieniujące punktowe źródło hałasu o stałej mocy akustycznej, pojazdy poruszają się po prostym odcinku drogi ruchem jednostajnym, odległości liczone są od środka drogi znajdującego się na pasie rozdziału pomiędzy jezdniami, parametrami wejściowymi modelu są następujące parametry ruchowe: natężenie ruchu pojazdów lekkich i ciężkich, które przejechały przez odcinek drogi w obu kierunkach w jednostce czasu, prędkości pojazdów, średni dobowy ruch z uwzględnieniem obciążenia dziennego, wieczornego i nocnego. W modelu przyjęto: podział liniowego źródła na źródła punktowe, oraz określanie poziomu mocy akustycznej dla każdego źródła punktowego hałasu. Droga została podzielona w metodzie obliczeniowej na odcinki jednorodne. Poprzez odcinek akustycznie jednorodny rozumiany jest fragment drogi, dla którego: emisja hałasu spowodowanego przez ruch drogowy nie zmienia się lub zmienia się w sposób nieznaczny, obciążenie ruchem opisane jest przez stałe, uśrednione parametry ruchu, przekrój poprzeczny drogi (szerokość pasów ruchu, pasów dzielących itp.) wzdłuż rozważanego odcinka drogi nie zmienia się. W modelu ruchu uwzględniono dwie kategorie pojazdów, dla których określane jest natężenie ruchu i średnie prędkości jazdy w określonych porach doby: pojazdy lekkie (o masie całkowitej poniżej 3,5 tony), pojazdy ciężkie (o masie całkowitej większej niż 3,5 tony). Średni dobowy ruch jest ściśle związane z natężeniem ruchu [5], które może zostać zdefiniowane dla każdego odpowiednio małego odcinka czasowego T = t 1 - t : Q ( t1, t, T ) = (1) T jest liczbą pojazdów samochodowych przejeżdżających przez określony przekrój drogi w czasie T. Uwzględniając kategorie pojazdów w modelu zdefiniowano natężenie ruchu dla pojazdów lekkich (Q pl ) i pojazdów ciężkich (Q pc ) przyjmując jednogodzinne odcinki czasowe (T =1h): Q pl t1, t, T ) () T pl ( = 1836 ogistyka 4/014

Q pc t1, t, T ) (3) T pc ( = pl jest liczbą pojazdów lekkich przejeżdżających przez dany odcinek drogi w ciągu 1 godziny [poj.]. pc jest liczbą pojazdów ciężkich przejeżdżających przez dany odcinek drogi w ciągu 1 godziny [poj.] Parametr SDR z kolei jest definiowany jako liczba pojazdów samochodowych przejeżdżających przez dany przekrój drogi w ciągu 4 kolejnych godzin, średnio w ciągu jednego roku. Wprowadzając dodatkowo pojęcia dziennego (DSR), wieczornego (WSR) i nocnego (SR) średniego ruchu opisano SDR zależnością: SDR = DSR + WSR + SR (4) DSR reprezentuje średnie natężenie ruchu wyznaczane dla 1-godzinnych odcinków czasowych [poj./1h], WSR reprezentuje średnie natężenie ruchu wyznaczane 4-godzinnych odcinków czasowych [poj./4h], SR jest średnim natężeniem ruchu wyznaczanym dla 8- godzinnych odcinków czasowych [poj./8h]. Zakładając, że pojazd może być uważany jako jednolite promieniujące punktowe źródło hałasu o stałej mocy akustycznej i że pojazd jest w ruchu przy stałej prędkości, wzdłuż linii prostej poziom równoważny emitowanego dźwięku przedstawiono dla określonego przedziału czasowego w funkcji ciśnienia akustycznego w sposób następujący [5]: t = 1 p ( t) eq 10 log dt t t1 p t1 0 (5) eq jest równoważnym poziomem dźwięku [db], p(t) reprezentuje chwilowe ciśnienie akustyczne[db], p 0 reprezentuje akustyczne ciśnienie odniesienia równe 0 µpa. Związek pomiędzy chwilowym ciśnieniem akustycznym a mocą W na podstawie [5] można wyrazić zależnością: p Wρc = (6) πr ( t) W określa moc akustyczną pojazdu samochodowego jako źródła dźwięku [W], ρc stanowi impedancję akustyczna powietrza [kg/m s], r(t) określa chwilową odległość źródła od punktu obserwacji [m]. Pojęcie średniej kwadratu ciśnienia akustycznego w przedziale od t 1 do t [5] opisano zależnością: p 1 t Wρc dt t t = t 1 t t1 1 π r ( t) Wykorzystując kąt θ wyznaczony przez punkt obserwacji i cześć trajektorii pojazdu powstałej w czasie od t 1 do t otrzymujemy następujące równanie: dt θ = (8) r ( t Vd t t1 ) gdzie odległość d wyrażana w [m] określona jest zależnością: Uwzględniając powyższe równania otrzymujemy: d ( t) t = r ( t) V (9) (7) ogistyka 4/014 1837

1 Wρc θ = (10) t t π Vd p t t1 1 Z kolei uwzględniając korekcję A zgodnie z wymaganiami dyrektywy unijnej [1] zależność na poziom równoważny dźwięku przyjmie następującą postać: θ Aeq = Aw + 10 log Q 10 logvd + 10 log (11) π gdzie Aw jest poziomem mocy akustycznej w [db] charakteryzującej źródło dźwięku. Ponieważ w przypadku hałasu samochodowego mamy do czynienia z sygnałem szerokopasmowym, konieczne jest obliczanie poziomów mocy akustycznej dla poszczególnych pasm częstotliwościowych, a następnie wyznaczanie wartości wynikowej. Zgodnie z [], [3], [4] poziom mocy akustycznej Awi złożonego punktowego źródła dźwięku i w danym paśmie oktawowym j może być obliczany przy użyciu równania: Awi = Awc + 10 log(l i ) R(j) + G d (1) G d jest poprawką poziomu dźwięku dla rodzaju powierzchni drogi [db], R(j) poprawki (wartości spektralne) wyznaczone dla znormalizowanego przy pomocy charakterystyki częstotliwościowej A spektrum pasma oktawowego hałasu [db], l i jest długością odcinka źródła liniowego odwzorowaną przez składowe źródło punktowe i [m]. Awc stanowi całościowy poziom mocy akustycznej na każdy metr wzdłuż pasa drogi przypisanego do określonego źródła liniowego i jest wyznaczany z zależności: ( E pl + 10log Qpl ) /10 ( E pc + 10log Qpc ) /10 Awc = 10 log 10 + 10 + 0 (13) E pl, E pc oznaczają odpowiednio emisje dźwięku dla pojazdów lekkich (pl) i pojazdów ciężkich(pc) określanych na podstawie nomogramów [db], Q pl, Q pc oznaczają odpowiednio natężenie lekkiego i ciężkiego ruchu w określonym przedziale czasu [poj./h]. Zgodnie z wymaganiami dyrektywy unijnej[1] i Prawa Ochrony Środowiska[] przy ocenie klimatu akustycznego na określonym obszarze komunikacyjnym należy obliczać długookresowy średni poziom dźwięku korygowany za pomocą charakterystyki częstotliwościowej A w ciągu wszystkich dób dla okresu całego roku. Długookresowy średni poziom dźwięku DW z uwzględnieniem korekcji za pomocą charakterystyki częstotliwościowej A zgodnie z normą [5] można wyrazić następująco: d 0,1( + + 4 + D K ) e d 0,1( W K ) d e e 0,1( K n ) DW = 10 log 10 + 10 + 10 ) 4 4 4 (14) D, W, odpowiednio dzienne, wieczorne i nocne poziomy wynikowe zawierające poprawki dotyczące źródeł dźwięku i charakteru dźwięku [db], d liczba godzin dziennych [h], e liczba godzin wieczornych [h]. Poprawki K d, K w, K n są określane odpowiednio dla pory dziennej, wieczornej i nocnej. Ich stabelaryzowane wartości można znaleźć m.in. w normie ISO 1996-1 [5]. 1838 ogistyka 4/014

3. BADAIA DŁUGOOKRESOWEGO POZIOMU HAŁASU PRZY RÓZYM OBCIĄŻEIU DOBOWYM RUCHEM Badania symulacyjne przeprowadzono odwzorowujac rzeczywiste obszary komunukacyjne Warszawy m.in. wybrane miejskie odcinki dróg klasy technicznej GP (odcinki drogi krajowej nr 7) oraz G (Al. iepodległości). Pozwoliło to uwzględnić różne drogi propagacji dźwięku. Zgodnie z analizą danych pomiarowych [6], [7], [8] na drogach głównych ruchu przyspieszonego (GP) oraz drogach głównych (G) stanowiących znaczną część całej sieci krajowej występuje największe zróżnicowanie średniego dobowego ruchu. Modele układów komunikacyjnych zbudowano z uwzględnieniem odpowiednich wymagań w zakresie projektowania dróg [9], [30]. Aby można było zaadoptować do obliczeń fizyczny model hałasu, konieczny jest podział całej struktury źródła hałasu na elementarne źródła (czyli drogi na wycinki jednorodne). Wybrane parametry ruchowe charakteryzujące wycinek akustycznie jednorodny dla trzech przykładowych przypadków ruchu (z różnym średnim dobowym ruchem) przedstawiono w tabelach 1 i. Dla każdej kategorii pojazdów zostały zdefiniowane stałe uśrednione wartości prędkości jazdy dla określonych pór doby oraz natężenie ruchu i parametry charakteryzujące ruch dobowy (DSR, WSR, SR). Badania przeprowadzono dla różnych dróg propagacji. Digitalizację własności geometrycznych terenu oraz warstwy budynków traktowanych jako sztuczne przeszkody nieruchome przeprowadzono w środowisku SoundPlan. a rys. 3 przedstawiono model geometryczno akustyczny dla wybranego obszaru komunikacyjnego z zaznaczonymi przykładowymi drogami propagacji (dp 1, dp, dp 3 ). a drodze propagacji dp 1 brak jest wysokościowych przeszkód zarówno sztucznych jak i naturalnych, natomiast na drogach dp, dp 3 usytuowane są sztuczne przeszkody w postaci budynków o różnej geometrii, w różnych odległościach od siebie. dp 1 dp dp 3 Rys.1. Model geometryczno akustyczny dla wybranego obszaru komunikacyjnego z zaznaczonymi przykładowymi drogami propagacji (fragment analizowanego systemu komunikacyjnego wzdłuż Alei iepodległości w Warszawie) Tabela. 1. Prędkości pojazdów poszczególnych kategorii.p. Kategoria pojazdu V śr [km/h] Dzień Wieczór oc 1. p l 4 46 65. p c 37 41 50 ogistyka 4/014 1839

Tabela.. Rozkład obciążenia ruchem dla trzech analizowanych przypadków Przypadek ruchu SDR 1 SDR SDR 3 Kategoria Dobowy rozkład ruchu dla pojazdów danej kategorii pojazdu DSR[poj./1h] WSR[poj./4h] SR[poj./8h] p l 11844 1156 119 p c 1488 11 93 p l 1960 144 08 p c 760 08 175 p l 34860 3404 3504 p c 439 33 57 Dzięki analizie uwzględniającej określoną perspektywę czasową można pokazać uśrednione poziomy hałasu oraz jego wpływ na ludzi i środowisko w długim przedziale czasowym przy różnych scenariuszach obciążenia ruchem. Uzyskane wyniki dla różnych wariantów długookresowego obciążenia ruchem (na rysunku przedstawiono dwa przykładowe przypadki średniego dobowego ruchu: SDR 1 =15885 poj./dobę i SDR =9455 poj./dobę) pokazują, jak duży wpływ ma droga propagacji na kształtowanie się fal akustycznych powstających na skutek ruchu samochodowego o określonym natężeniu. Szczególnie duży wpływ mają tłumienia i odbicia fal na fasadach budynków znajdujących się na drodze propagacji (dp, dp 3- - rys. 1)). Różne kąty ustawienia ścian budynków dodatkowo wpływają na kształtowanie się fal akustycznych. Zjawiska powstające w wyniku oddziaływania fal dźwiękowych ze sztucznymi przeszkodami o różnej geometrii i różnych własnościach akustycznych są złożone [5], co tłumaczy skomplikowany i kosztowny proces projektowania obiektów takich jak ekrany akustyczne. Otrzymane wyniki potwierdzają, że wzrost średniego dobowego ruchu powoduje zwiększenie długookresowego poziomu dźwięku emitowanego do środowiska, przy czym dynamika tych zmian może być różna, co wykazały wcześniejsze badania autora (uwzględniające szeroki zakres zmian SDR) [1]. SDR 1 =15885poj/dobę SDR =9455poj/dobę 90 80 dp 1 dp dp 3 90 80 dp 1 dp dp 3 70 ] B [d W D 70 60 50 ] B [d W D 60 50 40 40 30 30 0 0 50 100 150 00 50 300 0 0 50 100 150 00 50 300 a) b) x[m] Rys.. Wynikowe długookresowe poziomy dźwięku DW dla różnych wartości średniego dobowego ruchu i rożnych dróg propagacji(dp 1, dp, dp 3 ): a) SDR 1 =15885 poj./dobę, b) SDR =9455 poj./dobę x[m] 1840 ogistyka 4/014

SDR 3 =46749poj/dobę 90 dp3 eksperyment 80 dp3 symulacja ] B [d W D 70 60 50 40 30 0 0 50 100 150 00 50 300 x[m] Rys. 3. Porównanie wyników długookresowego poziomu dźwięku DW uzyskanych z symulacji i eksperymentu Weryfikacja eksperymentalna wykazała poprawność modelu dla korzystnych warunków pogodowych (przy zminimalizowaniu oddziaływania czynników meteorologicznych). Pomiary wykonano metodą z wykorzystaniem próbkowania, której procedura polega na wyznaczaniu równoważnego poziomu dźwięku A na podstawie pomiarów w reprezentatywnych przedziałach czasu ustalonych z uwzględnieniem analizy dobowego rozkładu poziomów hałasu. Weryfikacja pomiarowa polegała na porównaniu wyników obliczeń poziomów dźwięku z wynikami pomiarów wykonanych w tych samych warunkach dotyczących parametrów źródła i rozprzestrzeniania się dźwięku, przy czym średnią różnicę R wyznaczano z następującego wzoru: n 1 R = ( pom n 1 i= 1, i obl, i ) gdzie pom,i stanowi wartość wskaźnika hałasu uzyskaną z pomiarów [db], obl,i reprezentuje obliczoną dla tych samych warunków wartość wskaźnika hałasu [db], n jest liczbą pomiarów porównawczych. Jak wspomniano wcześniej, badania modelowe i eksperymentalne zostały przeprowadzone dla określonych warunków (dla korzystnych warunków meteorologicznych i małych odległości - do 300m). Dla nich uzyskano dokładność na poziomie zadowalającym. Średnia różnica pomiędzy wynikami poziomu hałasu z obliczeń i eksperymentu wyniosła.4db. Zgodnie z [1] warunek równoważności metod pomiarowych i obliczeniowych powinien spełnić nierówność: (15) R, 5dB (16) ogistyka 4/014 1841

a rys. 3 pokazano porównanie przykładowych wyników uzyskanych na drodze symulacyjnej i eksperymentalnej dla rzeczywistego pomierzonego średniego dobowego ruchu (SDR 3 = 46749 poj./dobę) oraz dla wybranej drogi propagacji (dp 3 ). Przedstawione charakterystyki pokazują zmiany długookresowego poziomu dźwięku DW dla wybranego warszawskiego odcinka komunikacyjnego (obszar Al. iepodległości). Parametry dla przypadku SDR 3 opisujące dobowy rozkład ruchu dla pojazdów danej kategorii przedstawiono w tabeli. 4. PODSUMOWAIE Wykonywanie ciągłych pomiarów pociąga za sobą duże koszty i jest trudne do zrealizowania na dużych obszarach komunikacyjnych. Z kolei przy nowych inwestycjach transportowych metody obliczeniowe stanowią podstawowe narzędzie do wyznaczania ewentualnych poziomów hałasu drogowego (oraz oszacowania wpływy hałasu samochodowego na środowisko). Dlatego tak duży nacisk kładzie się na modele obliczeniowe. W niniejszym artykule przedstawiono model prognozowania długookresowego poziomu hałasu, uwzględniając różne obciążenie ruchem danej drogi na określonym obszarze komunikacyjnym. Model ten został ściśle ukierunkowany na badania wpływu średniego dobowego ruchu dla różnych dróg propagacji. Uwzględniając wymagania krajowe i Unii europejskiej, jego algorytm oparto na głównych zaleceniach dyrektywy unijnej [1] i Prawa Ochrony Środowiska [] i jego odpowiednich rozporządzeń [3]. Badania przeprowadzono dla małych odległości (rzędu 300m), dzięki czemu można było zaniedbać wpływ oddziaływania powietrza [31], [3] oraz dla korzystnych warunków meteorologicznych (minimalizując wpływ takich czynników jak np. temperatura, siła i kierunek wiatru, wilgotność powietrza czy też ciśnienie). Dokładna analiza wymaga jednak oszacowania ich wpływu na poziom hałasu, co jest znacznie utrudnione ze względu na znaczną ilość ich możliwych kombinacji (o czym wspomniano we wstępie i rozdziale 1). Rozwój modelu wymaga uwzględnienia tych czynników i zbadania, jak one wpływają na kształtowanie się dźwięku w różnych warunkach. Jednak celem obecnych badań było przede wszystkim przedstawienie sposobu prognozowania długookresowego poziomu hałasu (emitowanego przez pojazdy samochodowe do środowiska), zakładając różne scenariusze obciążenia ruchem budowanej bądź istniejącej drogi. Rozwój badań w tym zakresie pozwala zwiększyć możliwości kształtowania klimatu akustycznego zarówno na istniejących obszarach z transportem drogowym jak i przyszłych, nowo projektowanych i budowanych. Streszczenie Rozwój transportu niesie ze sobą wiele niekorzystnych zjawisk, w tym zanieczyszczenie środowiska spalinami i hałasem. Hałas stanowi bardzo duży problem na obszarach komunikacyjnych, a jego redukcja stała się priorytetem w Unii Europejskiej i w wielu krajach na świecie. Dlatego projektowanie i realizacja wszelkich inwestycji transportowych odbywa się obecnie z uwzględnieniem prognoz oddziaływania hałasu na ludzi i środowisko. W artykule przedstawiono model prognozowania długookresowego hałasu samochodowego z uwzględnieniem zmian średniego dobowego ruchu pojazdów. Zastosowana metoda badawcza objęła oprócz budowy modelu przeprowadzenie badań symulacyjnych dla różnych dróg propagacji dźwięku oraz weryfikację eksperymentalną. Słowa kluczowe: hałas drogowy, model prognozowania hałasu, średni dobowy ruch Road noise prediction model for different average daily traffic Abstract Development of transport brings with it many adverse effects, including environmental pollution by exhaust gases and noise. oise is a very big problem in the transport areas, and its reduction has become a priority in the European Union and in many countries of the world. Therefore, designing and implementation of all transport investment is currently taking place with regard to forecasts the impact of noise on people and the environment. The article presents model for predicting long-term traffic noise including changes of average daily traffic. The applied research method embraced in addition to development of the model simulation studies for different routes of sound propagation and experimental verification. Key words: road traffic noise, noise prediction model, the average daily traffic. 184 ogistyka 4/014

ITERATURA [1] Dyrektywa 00/49/WE Parlamentu Europejskiego oraz Rady z dnia 5 czerwca 00 r. w sprawie oceny i zarządzania poziomem hałasu w środowisku, 00 [] Dz.U. 001 nr 6 poz. 67 Prawo ochrony środowiska, Ustawa z dnia 7 kwietnia 001 r. [3] Dz.U. 011 nr 140 poz. 84: Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 011 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów substancji lub energii w środowisku przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem lub portem. [4] Prognoza oddziaływania na środowisko Programu Budowy Dróg Krajowych na lata 008-013, Warszawa 008 [5] amure C., Road Traffic oise: Generation, Propagation and Control. oise Pollution: Effects and Control edited by A. ara Saenz, R. W. B. Stephens, John Wiley & Sons, Chichester, ew York, Brisbane, Toronto, Singapore 1986 [6] Ellebjerg., Effectiveness and Benefits of Traffic Flow Measures on oise Control, silence- project contract n. 51688, European Commission, dg research, 005 [7] Kumar K., V. K. Katiyar, Parida M., Rawat K. Mathematical modeling of road traffic noise prediction. Int. Journal of Appl. Math and Mech. 7 (4): 1-8, 011 [8] Kumar K and Jain VK (1999). Autoregressive integrated moving averages (ARIMA) modeling of a traffic noise time series. Applies Acoustics 58 (3), pp. 83-94. [9] Baubonyte I., Grazuleviciene R. Road Traffic Flow and Environmental oise in Kaunas City, Environmental Research, Engineering and Management, 007.o.1(39), pp. 49-54 [10] oise Pollution: Effects and Control edited by A. ara Saenz, R. W. B. Stephens, John Wiley & Sons, Chichester, ew York, Brisbane, Toronto, Singapore 1986 [11] Cho D. S., Mun S. Development of a highway traffic noise prediction model that considers various road surface types. Applied Acoustics 69 (11), 008, pp. 110-118 [1] Steele C.: A Critical Review of Some Traffic oise Prediction Models, applied acoustics. 6: 71-87, 001 [13] Anon. Handbook of acoustic noise control WADC technical report 5-04. Wright Air Development Center, 195. [14] Anon. FHWA. Traffic noise prediction model US. Washington: Department of Transportation, Federal Highway Administration ational Technical Information Service, 1978 [15] Clayden AD, Culley RWD, and Marsh PS : Modeling traffic noise mathematically: Applied Acoustics 8 (1), pp. 1-1, 1975 [16] Makarewicz R.: Influence of Ground Effect and Refraction on Road Traffic oise, Applied Acoustics, Vol. 5, o., pp. 15-137. 1997 [17] Stefano, R., Danato, D., & Morri, B., A Statistical Model for Predicting Road Traffic oise on Poisson Type Traffic Flow. oise Control Engineering Journal. 49(3): 137-143, 001 [18] i, B., et. al., A GIS based Road Traffic oise Predication Model, applied acoustics, 63: 679-691, 00. [19] Gągorowski A., Komputerowa analiza hałasu drogowego z uwzględnieniem rożnych metod obliczeniowych. ogistyka 4/01, s. 153-160 [0] Gągorowski A., Badania hałasu drogowego z uwzględnieniem rożnych metod obliczeniowych. Prace aukowe Politechniki Warszawskiej, Transport., vol. 89, Warszawa 013, s. 19-33 [1] Gągorowski A., Badania symulacyjne wpływu wybranych parametrów ruchu drogowego na hałas samochodowy, Prace aukowe Politechniki Warszawskiej, s. Transport. vol. 98, Warszawa, 013, s. 155-164 [] French national computation method MPB-Routes-96 (SETRA-CERTU-CPCCSTB), referred to in Arrêté du 5 mai 1995 relatif au bruit des infrastructures routières, Journal Officiel du 10 mai 1995, Article 6 [3] French standard XP S 31-133:001, Acoustique Bruit des infrastructures de transports terrestres Calcul de la attenuation du son lors de sa propagation en milieu extérieur, incluant les effets météorologiques, AFOR, 001 [4] P-ISO 9613-:00. Akustyka Tłumienie dźwięku podczas propagacji w przestrzeni otwartej. Ogólna metoda obliczania [5] P-ISO 1996-1:006. Akustyka. Opis i pomiary hałasu środowiskowego. Wielkości podstawowe i procedury oceny [6] Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad. Generalny pomiar ruchu w 010 roku, Warszawa 010 [7] Opoczyński K. Synteza wyników GPR 010, Transprojekt -Warszawa 010 [8] Pomiary natężenia ruchu kołowego: materiały Zarządu Dróg Miejskich [9] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z 1999 r. r 43, poz. 430) [30] Biedrońska J. Figaszewski J. i inn., Projektowanie obiektów motoryzacyjnych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 010. ogistyka 4/014 1843

[31] Heimann.D. Influence of meteorological parameters on outdoor noise propagation, Euronoise paper ID: 113- IP/p.1 pp.1-6, aples 003 [3] Salomons E.M., Computational Atmospheric Acoustics, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 001 [33] Orczyk M., Tomaszewski F., Modelling and Predicting Sound evel Around Selected Sections of Motorway A, Archives of Transport, VO. XXIII, O, 011 1844 ogistyka 4/014