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系統識別號 U0002-0908200711130100
中文論文名稱 叢聚性噪音量測分析之研究
英文論文名稱 Measurement and Analysis Study for Clustered Noise
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生中文姓名 蘇敬倫
研究生英文姓名 Ching-Lun Su
學號 694330712
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2007-06-06
論文頁數 107頁
口試委員 指導教授-陳俊成
委員-郭宏亮
委員-蕭葆羲
中文關鍵字 叢聚性交通噪音  拋物面聚音裝置 
英文關鍵字 clustered traffic noise  Paraboloid Sound-collecting Device 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 目前我國在交通噪音案件處理方式上,依我國「噪音管制法施行細則」(民國九十二年十月十五日)中第八條直轄市、縣(市)主管機關應於所轄各類管制區內選定人口密集處、主要幹道旁或其他適當地點,指定環境及交通噪音監測點進行監測,依我國目前交通建設發展已日趨完善,過去傳統的噪音監測方式已不符合實際現況。同時,近來民眾常陳情數個交通噪音源於同一地點(如高速公路與捷運系統、一般鐵路與一般道路),其共同產生之合成音量效應,影響環境安寧,本研究擬尋求可行之叢聚性交通噪音量測方式,其內容包含了該地區交通噪音調查與研究(音源鑑定、分析…等)、提出改善建議方案,以提供地方環保單位作為未來處理叢聚性交通噪音陳情案件之依據或參考。
研究中已完成擬定我國未來在叢聚性交通噪音源鑑定方式、建立適用我國叢聚性交通噪音之量測方式。本研究共分成三大項:一、蒐集國外有關叢聚性交通噪音量測指標及方法,並研擬適合我國叢聚性交通噪音源鑑定方式。二、探討「拋物面聚音裝置」的理論模型和數值模擬與實際量測結果進行比較分析。三、進行叢聚性交通噪音量測,並擬定適當的量測方式。本研究具體完成蒐集國外相關叢聚性交通噪音量測指標及方法,並提出以「拋物面聚音裝置」來鑑定噪音源之方式;且進行叢聚性交通噪音量測,提出適當的量測方式。
英文摘要 According to the 8th of the 「noise pollution deregulation law enforcement details」(Oct.15.2003),the municipality directly under the jurisdiction of the Central Government or the county in our nation handle traffic noise pollution by selecting highly concentrated population areas, main traffic lines ,other appropriate spots, designated environments, and traffic noise pollution monitoring spots to monitor traffic noise pollution. But the traditional method of monitoring noise pollution has been out of date due to our traffic construction being welling developed. Also, the general public often states that multiple traffic noise origin from the same source,for example: the high way, the MRT system, the rail way, and usual roadways. The collective produce a compound acoustics effect and disturb the environment. Our study is designed to find a method to monitor the clustered traffic noise. The study includes the survey and study of the traffic noise of the area ( the source and analysis of the noise……etc) and brings in proposals of improvement suggestions to provide the local department of environmental protection a reference to manage with future clustered traffic noise statement cases.
The study has mapped out the method to estimate clustered traffic noise sources in the future, and set up the condition to survey clustered traffic noise sources. There are three sections in this study:
1. collect the clustered traffic noise sources measures way abroad
2. Discuss the theory of Paraboloid Sound-collecting Device compare and contrast the hypothesis with the outcome of operation.
3. Measure clustered traffic noise sources and map out the way to measure.
In this study, we collect the conditions of clustered traffic noise sources measures way abroad specifically; in addition, we address to use Paraboloid Sound-collecting Device to evaluate the noise sources. Furthermore, we measure clustered traffic noise sources, and offer some methods which fits the measurement most.
論文目次 目錄
頁次
圖目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅶ
第一章 前言
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目標 1
1.3 研究範圍 2
第二章 文獻回顧
2.1 叢聚性噪音的產生和傳播模式 3
2.1.1 多個噪音源 3
2.1.2 交通噪音源 4
2.1.3 傳播模式 5
2.2 國內外有關叢聚性噪音的測量方法 12
2.2.1 我國噪音測量方法 13
2.2.2 日本複合噪音分離之測量方法 14
2.2.3 本研究叢聚性交通噪音源鑑定方式 26
2.3 麥克風相關研究 27
2.3.1 一般麥克風的分類 27
2.3.2 指向性麥克風的分類 29
2.3.3 麥克風陣列 29
2.3.4 非陣列型指向性麥克風 33
第三章 研究方法
3.1 理論模型和數值模擬 45
3.1.1 平面波入射 45
3.1.2 球面波入射(點音源) 62
3.2 現場量測 71
3.2.1 量測方法 71
3.2.2 叢聚性交通噪音的種類 72
3.2.3 量測地點 74
第四章 結果與討論
4.1量測結果 76
4.1.1 不同距離量測結果 76
4.1.2 不同大小量測結果 81
4.2 理論與實際量測結果比較 82
4.3 叢聚性交通噪音量測 86
4.3.1 量測結果 86
4.3.2 量測結果分析比較 91
第五章 結論與建議
5.1 結論 101
5.2 建議 103

參考文獻 105



圖目錄
頁次
圖1.3 研究流程圖 2
圖2.1.3-1 半自由音場中音源的輻射 7
圖2.1.3-2 有聲屏障時的聲傳播 9
圖2.1.3-3 風速梯度引起的聲波折射 11
圖2.1.3-4 溫度梯度對聲波的折射 (a) 溫度隨高度降低 (b)溫度隨高度增加 12
圖2.2-1 拋物面聚音裝置之原理 15
圖2.2-2 拋物面聚音裝置之設置與方向之示意圖 15
圖2.2-3 量測實況 16
圖2.2-4 量測實況 16
圖2.2-5 量測結果之圖例 17
圖2.2-6 聲功率麥克風設置之圖例 18
圖2.2-7 量測結果之圖例 18
圖2.2-8 四點法麥克風位置圖 19
圖2.2-9 求三球面交點之方法 20
圖2.2-10 麥克風啞鈴裝置之示意圖 21
圖2.2-11 每一個麥克風之相位差原理圖 22
圖2.2-12 麥克風啞鈴之外形圖 22
圖2.2-13 使用麥克風啞鈴之實況 23
圖2.2-14 音源在正面時之量測結果 23
圖2.2-15 列車之實測結果 24
圖2.2-16 二次元麥克風啞鈴之正面圖 24
圖2.2-17 麥克風之配置圖 25
圖2.2-18 頻譜分析之圖例 25
圖2.2-19 推定音源方向之圖例 25
圖2.3.1-1 常見的麥克風指向性圖案:(a)全向;(b)雙向;(c)心形;(d)嵌形 28
圖2.3.3-1 B&K90通道輪式麥克風陣列的結構 31
圖2.3.3-2 WA 0890 V90-channel 波束形成輪式陣列平面圖 32
圖2.3.4-1 抛物面會聚聲波示意圖 35
圖2.3.4-2 抛物線的幾何尺寸:a—頂點到焦點的距離;l—頂點到抛物線開口的距離;R—開口半徑;D—開口直徑 35
圖2.3.4-3 抛物線的一些幾何性質 36
圖2.3.4-4 聲放大因數dB(A)隨頻率變化的關係(聲源距離麥克風約4.5m) 38

圖2.3.4-5 聲放大因數dB(A)隨頻率變化的關係(聲源距離麥克風約18 m) 38
圖2.3.4-6 軸上偏離焦點的其他位置處的聲放大理論模擬 40
圖2.3.4-7 平面波法向與抛物面軸線夾角示意圖 40
圖2.3.4-8 某抛物面反射式麥克風指向性的測試結果 41
圖2.3.4-9 某種「拋物面聚音裝置」的照片 41
圖2.3.4-10 聲透鏡型麥克風示意圖 43
圖2.3.4-11 聲透鏡型麥克風的實物照片(透鏡的直徑為29 inch,焦距為30 inch) 44
圖2.3.4-12 聲透鏡型麥克風的指向性圖:(a)1kHz;(b)4kHz;(c)10.5kHz 44
圖3.1.1-1 平行於軸線入射的平面波被抛物面會聚到焦點 45
圖3.1.1-2 抛物線的幾何尺寸:a—頂點到焦點的距離;l—頂點到抛物線開口的距離;R—開口半徑;D—開口直徑 46
圖3.1.1-3 焦點處的反射波 47
圖3.1.1-4 抛物線的一些幾何性質 47
圖3.1.1-5 抛物面幾何形狀 48
圖3.1.1-6 三種l /a值的抛物面示意圖:(a) l /a=1/4;(b) l /a=1;(c) l /a=4(保持焦距a不變) 50
圖3.1.1-7 不同l /a值的抛物面在焦點處的音壓放大係數隨頻率的變化(保持焦距a不變) 51
圖3.1.1-8 三種l /a值的抛物面示意圖:(a) l /a=1/4;(b) l /a=1;(c) l /a=4(保持開口直徑D不變) 52
圖3.1.1-9 不同l /a值的抛物面在焦點處的音壓放大係數(保持抛物面開口直徑D不變) 52
圖3.1.1-10 軸線上其他點的音量放大 53
圖3.1.1-11 l /a = 1時軸線上的音壓放大係數隨頻率的變化( = a,0.5a,1.5a) 54
圖3.1.1-12 l /a = 1/4時軸線上的音壓放大係數隨頻率的變化( = a,0.5a,1.5a) 54
圖3.1.1-13 l /a = 4時軸線上的音壓放大係數隨頻率的變化( = a,0.5a,1.5a) 55
圖3.1.1-14 1000Hz和8000Hz時軸線上各點的音壓放大係數(l /a = 1,a = 0.25m) 56
圖3.1.1-15 平面波傾斜入射,與x軸夾角為 56
圖3.1.1-16 不同 角入射時焦點處的音壓放大係數隨頻率變化的情況(l /a = 1/4,焦距a = 0.25m) 57
圖3.1.1-17 不同 角入射時焦點處的音壓放大係數隨頻率變化的情況(l /a = 1,焦距a = 0.25m) 57
圖3.1.1-18 不同 角入射時焦點處的音壓放大係數隨頻率變化的情況(l /a = 4,焦距a = 0.25m) 58
圖3.1.1-19 時軸線上的音壓放大係數隨頻率變化的情況(l /a = 1,焦距a = 0.25m) 58
圖3.1.1-20 ,f = 1000Hz、8000Hz時軸線上各點的音壓放大係數(l /a = 1,焦距a = 0.25m) 59
圖3.1.1-21 焦點處的音量放大隨夾角 變化的情況:(a) 500Hz;(b) 1000Hz;(c) 2000Hz;(d) 4000Hz 61
圖3.1.2-1 抛物面軸線上的點音源 62
圖3.1.2-2 不同的l /a值時焦點處的音壓放大係數隨頻率的變化(保持焦距a不變,點音源座標為 ) 63
圖3.1.2-3 點音源距抛物面10a、30a和80a時,焦點處的音壓放大係數隨頻率變化的關係(焦距a = 0.25m保持不變,l /a = 1/4) 64
圖3.1.2-4 點音源距抛物面10a、30a和80a時,焦點處的音壓放大係數隨頻率變化的關係(焦距a = 0.25m保持不變,l /a = 1) 65
圖3.1.2-5 點音源距抛物面10a、30a和80a時,焦點處的音壓放大係數隨頻率變化的關係(焦距a = 0.25m保持不變,l /a = 4) 65
圖3.1.2-6 500Hz、1,000Hz、2,000Hz、4,000Hz和8,000Hz時點音源離抛物面的遠近對焦點處的音壓放大係數的影響(焦距a = 0.25m,l /a = 1) 66
圖3.1.2-7 偏離抛物面軸線的點音源 68
圖3.1.2-8 不同的l /a值時焦點處的音壓放大係數隨頻率的變化(保持焦距a不變,點音源座標為 ) 68
圖3.1.2-9 不同的l /a值時焦點處的音壓放大係數隨頻率的變化(保持焦距a不變,點音源座標為 ) 69
圖3.1.2-10 不同的l /a值時焦點處的音壓放大係數隨頻率的變化(保持焦距a不變,點音源座標為 ) 69
圖4.2.1 l /a=0.42時焦點處的聲放大因數(dB)隨頻率變化的理論關係(點音源座標為(10a,0,0)) 84
圖4.2.2 聲放大因數(dB)隨頻率變化的關係 84
圖4.2-3 相關之方向 85
圖4.3.2-1 台北市和平東路三段434巷1號4樓測點示意圖 92
圖4.3.2-2 測點八-直條-折線頻譜圖 94
圖4.3.2-3 測點八-理論噪音合成值與實測值頻譜差(修正前) 95
圖4.3.2-4 測點八-理論合成值與實測值頻譜差(修正後) 95
圖4.3.2-5 台北縣新店捷運機廠測點示意圖 96
圖4.3.2-6 測點十二-直條-折線頻譜圖 98
圖4.3.2-7 測點十二-理論噪音合成值與實測值頻譜差(修正前) 99
圖4.3.2-8 測點十二-理論合成值與實測值頻譜差(修正後) 99

表目錄
頁次
表2.1.3-1 標準大氣壓力下空氣中的衰減 9
表2.3.1-1 常見麥克風的典型技術指標 29
表3.1.1-1 三種l /a值的情況下一些典型頻率的音壓放大係數(保持焦距a不變) 51
表3.1.1-2 三種l /a值的情況下一些典型頻率的音壓放大係數(保持開口直徑D不變) 53
表3.2.3-1 20處叢聚性交通噪音量測地點 75
表4.1.1-1 點音源於不同距離時實際量測結果 78
表4.1.1-2 線音源於不同距離時實際量測結果 79
表4.1.2-1 不同面積拋物面碟型天線量測結果 81
表4.2-1 相關之強度 85
表4.3.1 20處量測結果 87
表4.3.1 20處量測結果(續) 88
表4.3.1 20處量測結果(續) 89
表4.3.1 20處量測結果(續) 90
表4.3.2-1 現場頻譜測值 93
表4.3.2-2 現場頻譜測值 97
參考文獻 參考文獻
1. 王老得,”公害-噪音問題”,師大校刊,233期,P.38-43,1979。
2. 杜功煥、朱哲民、龔秀芬,”聲學基礎(第2版)”,南京:南京大學出版社, P.261-266,2001。
3. 宋效曾,”介面麥克風的應用”,演藝設備與科技, P.24-26,2004。
4. 林意勝,”軌道車輛行進之環境噪音振動與相關參數研究”,國立台灣海洋大學碩士論文,2004。
5. 馬大猷,噪音與振動控制工程手冊,北京:機械工業出版社,2002。
6. 馬大猷,沈[xiao],聲學手冊(修訂版),北京:科學出版社,P.270-272,2004。
7. 孫廣榮、吳啓學,環境聲學基礎,南京大學出版社。
8. 徐淵靜,”道路交通環境工程”,p.67。
9. 張祖恩、陳秀卿、廖育英、蘇德勝、林進基, “勞工噪音曝露與影響之研究”,成功大學研究報告第四十一號,1984。
10. 陳秀卿、張祖恩、蘇德勝, “紡織工業噪音之測定分析及危害控制之研究” ,成功大學碩士論文,1985。
11. 黃乾全,”學校噪音問題之探討”,公共衛生,第七卷第三期,1980。
12. 黃乾全,”噪音對學生思考作業及聽取能力之影響研究”,1982。
13. 黃乾全,”:台北市環境噪音之調查研究”,聯合圖書公司,1980。
14. 彭永昌,”陸上交通噪音特色分析與聲場模擬”,國立台灣海洋大學碩士論文,2005。
15. 行政院環境保護署,研擬低頻噪音管制規範及航空噪音監測紀錄提報規定,2004。
16. 行政院環境保護署,94年度「叢聚性噪音源管制措施之研究」,2005。
17. 行政院環境保護署,95年度「叢聚性噪音源管制措施之研究」,2006。
18. 行政院環境保護署,94年度「低頻噪音防制及叢聚性噪音管制」專題演講資料,2005。
19. 行政院環境保護署,94年度「叢聚性噪音源管制措施之研究」專題演講資料,2005。
20. 蔡國隆、王光賢、涂聰賢,”聲學原理與噪音量測控制”,全華科技圖書股份有限公司。
21. Alexandre,A,Road Traffic Noise,A Halsted Press Book, 1975.
22. A. C. Kak, Tomographic imaging with diffracting and nondiffracting sources, in Array Signal Processing, S. Haykin, Ed., New Jersey: Prentice Hall, 1985.
23. A. J. Paulraj, B. Papadias. Space time processing for wireless communication, IEEE Sig. Proc. Mag., November 1997:49-83.
24. B. Widrow, S. D. Stearns. Adaptive signal processing, New York: Prentice-Hall, 1985.
25. B. D. Van Veen, K. M. Buckley. Beamforming: A versatile approach to spatial filtering, IEEE Sig. Proc. Mag., April 1988:4-24.
26. D. H. Johnson, D. E. Dudgeon. Array signal processing – Concepts and Techniques, Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1993.
27. F. Khalil, J. P. Jullien, A. Gilloire. Microphone array for sound pickup in teleconference systems, J. Audio Eng. Soc., 1994, 42:691-700.
28. G. W. Swenson. Diffraction studies of some conventional and novel microphone baffles, J. Sound Vib., 2002, 255(3):519-529.
29. George W. Swenson. Reflector microphones for field recording of natural sounds, J. Acoust. Soc. Am., 2000, 108(5):2581.
30. H. F. Olson, I. Wolff. Sound concentrator for microphones, J. Acoust. Soc. Am., 1930, 1(3A):410-417.
31. J. W. S. Rayleigh. The theory of sound, vol. 2, London: Macmillan, 1896.
32. Jasen(1961) :Cited by Cantrell, R. W. : Physiological effects of noise . Otolaryngology clinics of North American, Vol. 12,NO. 3, 1979.
33. J. H. Justice, Array processing in exploration seismology, in Array Signal Processing, S. Haykin, Ed., New Jersey: Prentice Hall, 1985.
34. J. W. Benson, Y. L. Li, G. W. Swenson. A baffle-type directional microphone, J. Acoust. Soc. Am., 1994, 95(5):2536-2538.
35. K. Nagakura. Localization of aerodynamic noise sources of Shinkansen trains, J. Sound Vib., 2006, 293:547-556.
36. Koji Watanabe. Developing low noise high speed train by wind tunnel test, TRB 2006 annual meeting paper.
37. L. J. Gutin. On the theory of the parabolic sound reflector (in Russian), Izv. Elektropromishlennosti Slaboro Toka, 1935, 9(9).
38. L. Cremer. Die wissenschaftlichen grundlagen der raumakustik, vol. 1, Geometrische Raumakustik, Hirzel, Zürich, 1948.
39. L. L. Beranek. Acoustic Measurements, New York: Wiley, 1949.
40. M. Y. Rocard. Les paraboloides acoustiques, Revue d’acoustique, 1932.
41. Malcolm A. Clark. An acoustic lens as a directional microphone, J. Acoust. Soc. Am., 1953, 25(6):1152-1153.
42. N. L. Owsley, Sonar array processing, in Array Signal Processing, S. Haykin, Ed., New Jersey: Prentice Hall, 1985.
43. O. B. Hanson. Microphone technique in radio broadcasting, J. Acoust. Soc. Am., 1931, 3(1A):81-93.
44. P. P. Kellogg. Hunting the songs of vanishing birds with a microphone, J. Soc. Mot. Pic. Eng., 1938, 30.
45. P. S. Naidu. Sensor array signal processing, New York, Washington, D.C.: CRC Press, 2001.
46. R. A. Monzingo, T. W. Miller. Introduction to adaptive arrays, New York: Wiley, 1980.
47. R. J. Mailloux. Phased array antenna handbook, Bosten: Artech House, 1994.
48. R. Sen. Interpretation of acoustic acoustic source maps made with an elliptic-mirror directional microphone system, Second AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Paper No. 96-1712, 1996.
49. Stanley P. Lipshitz, John Vanderkooy. The Acoustical Behavior of Pressure-Responding Microphones Positioned on Rigid Boundaries: A Review and Critique, J. Audio Eng. Soc., 69th Convention, 1981.
50. S. Haykin. Radar array processing for angle of arrival estimation, in Array Signal Processing, S. Haykin, Ed, New Jersey: Prentice Hall, 1985.
51. Sten Wahlström. The Parabolic Reflector as an Acoustical Amplifier, J. Audio Eng. Soc.33(6):418-429,1985.
52. T. D. Abhayapala. Modal analysis and synthesis of broadband nearfield beamforming arrays, PhD Dissertation, The Australia National University, Australia, 1999.
53. T. D. Abhayapala, R. A. Kennedy, R. C. Williamson. Nearfield broadband array design using a radially invariant modal expansion, J. Acoust. Soc. Am., 2000, 107(1):392-403.
54. W. C. Sabine. Collected papers on acoustics, Harvard, 1927.
55. W. E. Kock, H. K. Harvey. Refracting sound waves, J. Acoust. Soc. Am., 1949, 21(5):471-481.
56. Y. Moritoh, Y. Zenda, K. Nagakura. Noise control of high-speed Shinkansen, J. Sound Vib., 1996, 193(1):319-334.
57. http://www.epa.gov.tw.
58. http://www.bksv.com.
59. http://www.electrovoice.com/products/109.html.
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