專利名稱：一種基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，更具體的說(shuō)涉及利用Minitab軟件進(jìn)行聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)環(huán)城高架、高速公路的快速發(fā)展，以及公眾對(duì)聲環(huán)境質(zhì)量要求的日益提高，交通噪聲的污染與控制受到越來(lái)越多的關(guān)注。聲屏障作為最實(shí)用、有效的交通噪聲防治措施之一，在交通環(huán)保領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在同一段聲屏障保護(hù)范圍內(nèi)，由于各處房屋高度、路肩高差、至路肩距離等眾多因素不盡相同，聲屏障會(huì)對(duì)各保護(hù)目標(biāo)產(chǎn)生不同的降噪效果；而對(duì)于同一處受聲點(diǎn)，聲屏障設(shè)計(jì)高度、長(zhǎng)度和起始位置也會(huì)對(duì)插入損失及工程造價(jià)帶來(lái)顯著差異。研究表明，部分聲屏障設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、高度不足，或者安置位置不合理，保護(hù)區(qū)域內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量不能完全達(dá)標(biāo)。國(guó)內(nèi)對(duì)聲屏障工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究已取得若干積極成果。結(jié)合工程實(shí)踐，利用Cadna/A、SYSNOISE等聲學(xué)分析軟件模擬聲波輻射、散射和傳播過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲屏障降噪效果和等聲級(jí)線分布預(yù)測(cè)。然而這些研究大多以聲屏障設(shè)置路段內(nèi)特定位置的聲學(xué)響應(yīng)為單一優(yōu)化指標(biāo)，對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)多處敏感目標(biāo)的降噪優(yōu)化研究，以及聲屏障工程造價(jià)的控制卻少有關(guān)注，因而難以實(shí)現(xiàn)聲屏障工程的最佳綜合環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)多個(gè)敏感目標(biāo)進(jìn)行降噪優(yōu)化研究，有效控制聲屏障的降噪效果和工程造價(jià)的基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟
(1)根據(jù)惠更斯-菲涅爾原理計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)聲屏障繞射聲衰減量，并進(jìn)行物理量修正，得到有限長(zhǎng)聲屏障理論插入損失；
(2)基于理論插入損失計(jì)算方法，選取影響聲屏障對(duì)各受聲點(diǎn)插入損失的三個(gè)重要變量高度、長(zhǎng)度、起點(diǎn)樁號(hào)；
(3)根據(jù)Box-Behnken的中心組合設(shè)計(jì)原理與方法,利用Minitab軟件自動(dòng)生成聲屏障設(shè)計(jì)方案，計(jì)算不同方案下聲屏障對(duì)各受聲點(diǎn)的插入損失和聲屏障造價(jià)；
(4)利用Minitab設(shè)計(jì)軟件對(duì)步驟(3)中計(jì)算的插入損失和聲屏障造價(jià)數(shù)據(jù)整理分析擬合，得到二次多元回歸模型
權(quán)利要求
1.一種基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)根據(jù)惠更斯-菲涅爾原理計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)聲屏障繞射聲衰減量，并進(jìn)行物理量修正，得到有限長(zhǎng)聲屏障理論插入損失； (2)基于理論插入損失計(jì)算方法，選取影響聲屏障對(duì)各受聲點(diǎn)插入損失的三個(gè)重要變量高度、長(zhǎng)度、起點(diǎn)樁號(hào)； (3)根據(jù)Box-Behnken的中心組合設(shè)計(jì)原理與方法,利用Minitab軟件自動(dòng)生成聲屏障設(shè)計(jì)方案，計(jì)算不同方案下聲屏障對(duì)各受聲點(diǎn)的插入損失和聲屏障造價(jià)； (4)利用Minitab設(shè)計(jì)軟件對(duì)步驟(3)中計(jì)算的插入損失和聲屏障造價(jià)數(shù)據(jù)整理分析擬合，得到二次多元回歸模型
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟(I)中所述的修正的物理量包括遮蔽角百分率和地面吸聲衰減。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟(3)中所述的計(jì)算聲屏障造價(jià)的公式為Y= (O. 09+0. 066 ) ，其中，X1, X2分別為聲屏障設(shè)計(jì)高度和長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟(1)計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)聲屏障繞射聲衰減量，得到有限長(zhǎng)聲屏障理論插入損失；(2)選取影響聲屏障對(duì)各受聲點(diǎn)插入損失的三個(gè)重要變量；(3)計(jì)算不同方案下聲屏障對(duì)各受聲點(diǎn)的插入損失和聲屏障造價(jià)；(4)得到二次多元回歸模型；(5)計(jì)算方差分析結(jié)果和顯著性檢驗(yàn)結(jié)果；(6)對(duì)各設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行顯著性影響分析；(7)對(duì)聲屏障設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從優(yōu)化區(qū)域內(nèi)分析得到最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。本發(fā)明公開(kāi)的基于響應(yīng)曲面分析的聲屏障優(yōu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)敏感目標(biāo)進(jìn)行降噪優(yōu)化研究，有效控制聲屏障的降噪效果和工程造價(jià)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102663199SQ20121011655
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者仝凱, 張 林, 殷承啟, 許雪記 申請(qǐng)人:江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司