[发明专利]一种基于物联网及云计算技术的城市道路噪声预测系统

权利要求书

1.一种基于物联网及云计算技术的城市道路噪声预测系统，其特征在于，所述系统通过物联网和云计算技术实现对道路环境噪声的实时预测并预测所述噪声水平对城市居民产生影响的人口比例从而实现对道路的噪声污染管治；所述系统包括：实时数据收集平台、数据处理平台及道路管理平台；所述实时数据收集平台分别与所述数据处理平台、道路管理平台数据连接；

所述数据处理平台由算法模块和通信模块组成；所述算法模块中搭建有至少一个算法模型用于对所述城市道路进行所述道路噪声计算，所述计算过程如下：

a、根据式(1)计算夜间平均交通量Q，单位为veh/h，其中Q_i为第i小时经过的机动车数量，i为1至18的自然数：

(1)

b、计算车辆平均行驶速度；根据测速仪计算在夜间经过所述城市道路的所述机动车的平均行驶速度，记为u_r；

(2)

其中公式(2)中n表示在连续18小时内检测到车速的所述机动车的数量，数值取任意整数；u_i表示在所述时间内被所述测速仪测量到的所述机动车的车速；

c、计算所述城市道路上的18小时内的噪声水平；根据公式(3)计算当前所述噪声水平：

(3)

其中所述公式(3)中的Q和u_r分别由步骤a和步骤b计算可得数据；

d、计算夜间分贝水平；先将步骤c的所述噪声水平进行数据转换：

(4)L_night＝0.9*L_l-3.77

其中公式(4)中的L_night为所述夜间的城市道路的转换指数；

由公式(5)计算夜间分贝水平：

其中公式(5)中的L_day是从07：00到19：00的12小时内A加权平均声音水平，L_eve从19：00到23：00的4小时内A加权平均声音水平，数值由声级计提供；L_night是从23：00到07：00的8小时夜间时段内的A加权平均声音水平，根据公式(4)计算所得；L_eve和L_night分别有5db和10db的惩罚，分别加在L_eve和L_night后，所述惩罚是考虑人们在夜间对噪音的敏感性；

e、计算所述城市道路噪声水平对处于所述城市道路的居民的产生干扰的比例；根据公式(6)计算所述干扰所占的人口比例A：

A＝0.5118(L_den-42)-0.01436(L_den-42)²+0.00099(L_den-42)³ (6)

f、计算所述城市道路噪声水平对处于所述城市道路的居民产生睡眠障碍的人口比例S；

(7)S＝20.8-1.05L_night+0.01486L_night²。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网及云计算技术的城市道路噪声预测系统，其特征在于，所述实时数据收集平台由C-V2X通信模块、测量模块和数据管理模块组成，其中所述C-V2X通信模块负责与所述实时数据收集平台和所述道路管理平台相互通信。

3.如权利要求2所述的一种基于物联网及云计算技术的城市道路噪声预测系统，其特征在于，所述测量模块由计数仪和测速仪组成，其中所述计数仪负责测量城市道路的机动车交通量，所述测速仪负责测量所述道路上机动车的车速，所述测量模块将所述计数仪和所述测速仪测量的数据传输至所述数据管理模块中进行存储，所述数据管理模块在规定的时间周期将所述数据传输至所述数据处理平台中。

4.如权利要求3所述的一种基于物联网及云计算技术的城市道路噪声预测系统，其特征在于，所述数据管理模块内搭建有时间基准处理模型，对所述测量模块测量的数据进行时间校准后存储在所述数据管理模块中。

5.如权利要求4所述的一种基于物联网及云计算技术的城市道路噪声预测系统，其特征在于，所述道路管理平台由WEB管理模块组成，所述道路管理平台接收所述数据处理平台发送的计算结果，道路管理人员根据所述计算结果对所述道路进行道路降噪管理。