一种噪音模拟方法、系统、终端以及存储介质

技术领域

本申请属于噪音处理技术领域，特别涉及一种噪音模拟方法、系统、终端以及存储介质。

背景技术

距世界卫生组织研究表示，噪音能导致精神不振、心情烦躁及工作能力下降等连锁式的生理及心理的问题之外，长远亦会提高患心血管病的风险。香港环保署曾与香港中文大学、澳洲格里菲斯大学、荷兰公共健康及环境国家研究所在2012年完成有关交通噪音对公众健康不良影响的研究，在10077个受访者之中，约8％认为道路噪音属“高度烦扰”类别(仅次于首位的装修工程：11％)。调查发现最多受访者认为道路噪音“于晚间高度烦扰”及“高度干扰睡眠”，报告推算每天有50万以上市民受到道路噪音的滋扰。过量的交通噪音已成为大城市最严重的噪音问题之一，滋扰大量市民的生活。

传统的交通噪音数据获取通常是通过长期的车流量统计数据或利用昂贵而稀疏的监测站数据建立噪音数据库，结合交通噪音模拟模型对城区内噪音分布进行模拟，从而得到城市范围或者某个区域内的噪音图，为城市总体规划、交通发展与规划、噪声污染控制措施提供了一定的决策依据。然而，目前的噪音模拟技术仍存在成本过高、耗时过多以及更新过慢等缺陷。

近年来逐渐兴起的移动感知技术成为解决这一问题的有效方式。例如通过手机App对环境噪音进行移动监测，但手机App大多是单机版，仅供查看，或者基于二维地图对监测结果进行简单的显示，并没有将这种移动感知的数据应用于噪音模拟。另外，由于移动感知所获数据的不完整性导致难以对数据进行整合以支持后期的噪音模拟和分析等应用，形成数据和模拟或分析等应用之间的鸿沟。

发明内容

本申请提供了一种噪音模拟方法、系统、终端以及存储介质，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：

一种噪音模拟方法，包括以下步骤：

对移动感知噪音数据与路网进行空间匹配，将所述移动感知噪音数据赋予到对应的路段中；其中，所述移动感知噪音数据包括每个采集时间采集的噪音数据和对应的定位数据；

结合所述移动感知数据与对应路段的初始交通流量估算所述路段在各个时间尺度的噪音值；

根据特定时间尺度的噪音值对所述路段进行动态区域分割，并提取所述路段中各个区域在所述特定时间段内的噪音数据集；

将所述噪音数据集输入噪音模拟模型，得到所述路段中各个区域在所述特定时间段内的噪音模拟结果。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述对移动感知噪音数据与路网进行空间匹配包括：

以道路中心线为轴，以道路宽度为半径，建立圆柱形缓冲区；

对所述圆柱形缓冲区进行分析，建立所述移动感知噪音数据与所述圆柱形缓冲区之间的空间包含关系，并删除无效数据。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述各个时间尺度的噪音值计算方式为：

上式中，T代表不同时间尺度，L

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述根据特定时间尺度的噪音值对路段进行动态区域分割包括：

假设使用P＝[P

选择相邻虚拟分区P

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述将所述噪音数据集输入噪音模拟模型，得到所述路段中各个区域在所述特定时间段内的噪音模拟结果包括：

所述噪音模拟模型结合所述噪音数据集以及所述路段的路网数据、建筑数据和高程数据得到所述路段中各个区域在特定时间段内的噪音模拟结果。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述噪音模拟模型包括RLS90模型、CRTN模型或FHWA模型。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述噪音模拟结果包括小时级噪音模拟结果或天级噪音模拟结果。

本申请实施例采取的另一技术方案为：一种噪音模拟系统，包括：

空间匹配模块：用于对移动感知噪音数据与路网进行空间匹配，将所述移动感知噪音数据赋予到对应的路段中；其中，所述移动感知噪音数据包括每个采集时间采集的噪音数据和对应的定位数据；

噪音值估算模块：用于结合所述移动感知数据与对应路段的初始交通流量估算所述路段在各个时间尺度的噪音值；

路段分割模块：用于根据特定时间尺度的噪音值对所述路段进行动态区域分割，并提取所述路段中各个区域在所述特定时间段内的噪音数据集；

噪音模拟模块：用于将所述噪音数据集输入噪音模拟模型，得到所述路段中各个区域在所述特定时间段内的噪音模拟结果。

本申请实施例采取的又一技术方案为：一种终端，所述终端包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，其中，

所述存储器存储有用于实现所述噪音模拟方法的程序指令；

所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以控制噪音模拟。

本申请实施例采取的又一技术方案为：一种存储介质，存储有处理器可运行的程序指令，所述程序指令用于执行所述噪音模拟方法。

相对于现有技术，本申请实施例产生的有益效果在于：本申请实施例的噪音模拟方法、系统、终端及存储介质充分利用移动感知技术进行噪音数据采集，并将噪音模拟为满足噪音模拟模型输入条件的噪音数据，从而完成交通噪音在不同时间尺度的区域模拟，极大地提高了城市交通噪音模拟的时间分辨率和空间分辨率，有效解决了噪音模拟成本高、更新过慢、空间分辨率低的不足。

附图说明

图1是本申请实施例的噪音模拟方法的流程图；

图2为本申请实施例的路网空间匹配示意图；

图3为本申请实施例的小时级噪音模拟图；

图4为本申请实施例的天级噪音模拟图；

图5是本申请实施例的噪音模拟系统的结构示意图；

图6为本申请实施例的终端结构示意图；

图7为本申请实施例的存储介质的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，是本申请实施例的噪音模拟方法的流程图。本申请实施例的噪音模拟方法包括以下步骤：

S1：获取噪音采集设备采集到的移动感知噪音数据；

本步骤中，噪音采集设备包括安装有噪音监测App的智能手机或其他具备无线通讯及定位功能的便携噪音监测设备，移动感知噪音数据包括每个采集时间采集的交通噪音数据和对应的定位数据。

S2：对移动感知噪音数据与路网进行空间匹配，将移动感知噪音数据赋予到对应的路段中；

本步骤中，由于移动感知噪音数据中的定位数据会产生一定的漂移，因此需要对移动感知噪音数据进行路网空间匹配，建立噪音数据与最邻近道路的空间关系，才能将其赋予到对应的路段中。路网空间匹配方式具体为：以道路中心线为轴，以道路宽度为半径，建立圆柱形缓冲区；基于该圆柱形缓冲区进行分析，建立移动感知噪音数据与圆柱形缓冲区之间的空间包含关系，并删除无效数据(例如与道路中心线的距离大于设定阈值的数据)；路网空间匹配具体如图2所示。

S3：将移动感知数据与对应路段的初始交通流量相结合，对不同时间尺度的噪音值进行估算；

本步骤中，同一位置的噪音值可以是某个时间戳的值，也可以是一段时间内的一组噪音值，基于此可以对秒、分、时、日、月、年等不同时间尺度的噪音值进行估算：估算公式为：

式(1)中，T代表不同时间尺度(如秒、分、小时、天、月等)；L

S4：根据特定时间尺度的噪音值对路段进行动态区域分割，并提取该路段中各个区域在特定时间段内的噪音数据集；

本步骤中，通过选择最小感知差值3db作为合理阈值对噪音值进行划分，通过比较相关时间尺度上的噪音值，对不同时间段的实际路段进行区域划分，形成基于相邻虚拟路段合并的动态区域分割。具体算法包括：

第一步：路段虚拟分区；假设一个路段中的一组虚拟分区用P＝[P

第二步：执行噪音值的比较，并重复执行相邻虚拟分区的合并；首先在临时集合A

通过上述算法，根据特定时间尺度上的噪音值对路段进行动态区域分割，提取到该路段中各个区域在特定时间段内(例如某分、时、天、月等)的噪音数据集，作为噪音模拟的输入数据。

S5：将噪音数据集输入噪音模拟模型，噪音模拟模型结合路网数据、建筑数据和高程数据等得到该路段中各个区域在特定时间段内的噪音模拟结果；

本步骤中，噪音模拟模型包括但不限于RLS90(Richtlinienfür den

基于上述方案，本申请实施例的噪音模拟方法充分利用移动感知技术进行噪音数据采集，并将噪音模拟为满足噪音模拟模型输入条件的噪音数据，从而完成交通噪音在不同时间尺度的区域模拟，极大地提高了城市交通噪音模拟的时间分辨率和空间分辨率，有效解决了噪音模拟成本高、更新过慢、空间分辨率低的不足。

请参阅图5，是本申请实施例的噪音模拟系统的结构图。本申请实施例的噪音模拟系统包括：

数据获取模块：用于获取噪音采集设备采集到的移动感知噪音数据；移动感知噪音数据包括每个采集时间采集的交通噪音数据和对应的定位数据。

空间匹配模块：用于对移动感知噪音数据与路网进行空间匹配，将移动感知噪音数据赋予到对应的路段中；其中，由于移动感知噪音数据中的定位数据会产生一定的漂移，因此需要对移动感知噪音数据进行路网空间匹配，建立噪音数据与最邻近道路的空间关系，才能将其赋予到对应的路段中。路网空间匹配方式具体为：以道路中心线为轴，以道路宽度为半径，建立圆柱形缓冲区；基于该圆柱形缓冲区进行分析，建立移动感知噪音数据与圆柱形缓冲区之间的空间包含关系，并删除无效数据(例如与道路中心线的距离大于设定阈值的数据)。

噪音值估算模块：用于将移动感知数据与对应路段的初始交通流量相结合，对不同时间尺度的噪音值进行估算；其中，同一位置的噪音值可以是某个时间戳的值，也可以是一段时间内的一组噪音值，基于此可以对秒、分、时、日、月、年等不同时间尺度的噪音值进行估算：估算公式为：

式(1)中，T代表不同时间尺度(如秒、分、小时、天、月等)；L

路段分割模块：用于根据特定时间尺度的噪音值对路段进行动态区域分割，并提取该路段中各个区域在特定时间段内的噪音数据集；其中，通过选择最小感知差值3db作为合理阈值对噪音值进行划分，通过比较相关时间尺度上的噪音值，对不同时间段的实际路段进行区域划分，形成基于相邻虚拟路段合并的动态区域分割。具体算法包括：

第一步：路段虚拟分区；假设一个路段中的一组虚拟分区用P＝[P

第二步：执行噪音值的比较，并重复执行相邻虚拟分区的合并；首先在临时集合A

通过上述算法，根据特定时间尺度上的噪音值对路段进行动态区域分割，并提取到该路段中各个区域在特定时间段内(例如某分、时、天、月等)的噪音数据集，作为噪音模拟的输入数据。

噪音模拟模块：用于将噪音数据集输入噪音模拟模型，噪音模拟模型结合路网数据、建筑数据和高程数据等得到该路段中各个区域在特定时间段内的噪音模拟结果。

请参阅图6，为本申请实施例的终端结构示意图。该终端50包括处理器51、与处理器51耦接的存储器52。

存储器52存储有用于实现上述噪音模拟方法的程序指令。

处理器51用于执行存储器52存储的程序指令以控制噪音模拟。

其中，处理器51还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器51可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器51还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

请参阅图7，为本申请实施例的存储介质的结构示意图。本申请实施例的存储介质存储有能够实现上述所有方法的程序文件61，其中，该程序文件61可以以软件产品的形式存储在上述存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例，而是要符合与本申请所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。