基于参与式感知的城市声景观时空特征、评价模型和优化策略研究

Rapid urbanization poses a challenge to China's urban acoustic environment. To achieve timely and comprehensive understanding of urban acoustic environment quality, the Department of Environmental Protection is strengthening supervision, but this results in a sharp increase of monitoring costs. Soundscape research provides proactive solutions for the improvement of the acoustic environment, but current research is mainly carried out at small scales, and the temporal-spatial characteristics and soundscape evaluation models are limited. The improved performance of mobile devices, e.g. mobile phones, and enlarged network coverage enhances the public's ability to gather and share environment information. This proposal plans to develop participatory sensing for urban soundscape research using smart phones. Using network and mobile computing technologies, the public will collect soundscape data including sound spatial and meteorological elements, as well as subjective evaluations, and information on participants' demographics, time and accessories in a typical city and many other cities. The temporal-spatial characteristics of the soundscape in different types of urban space will be analyzed by statistical methods, and an evaluation model of the overall urban soundscape will also be developed based on artificial neural networks. The research results will provide a basis for strategies to optimize the urban soundscape, as well as provide technical support and a theoretical basis for monitoring, evaluation and management of urban acoustic environment.

快速城市化使我国城市声环境面临严重挑战。为了及时、全面的掌握城市声环境质量，环境部门加强了监管，但却增加了成本。声景观的研究为积极主动的改善声环境带来了新思路，但目前的研究尺度较小，且缺乏对声景观时空特征和整体评价模型的研究。手机等移动设备性能的不断提高，以及网络覆盖范围的扩大，增强了公众获取和分享周边环境信息的能力。本项目借助网络和移动计算技术，通过智能手机和公众，发展城市声景观参与式感知研究方法。在公众的广泛参与下，对典型城市和大范围城市大尺度抽样，来获取参与者身边的声景观相关数据，如声要素、空间要素、气象要素、主观评价要素、参与者个体特征、时间要素和其他辅助要素，采用统计学方法分析不同城市空间类型的声景观时空特征，基于人工神经网络发展适合于城市声景观整体评价模型，提出城市声景观优化策略，为城市声环境的监测、评价和管理提供技术支持和理论。

快速的城市化使我国城市声环境面临严重的挑战，声景观的研究为城市声环境的治理带来了新思路，改变了过去被动治理的局面，但因其数据获取成本高，目前研究区域主要集中在城市广场、公园等，尺度较小，类型还不够丰富，同时还缺乏对城市声景观时空特征及其演变规律的研究，难以整体全面的阐述城市声环境质量，使得大尺度的城市声景观设计和规划缺乏理论依据。近年来，随着移动设备（如手机、便携式计算机等）性能的不断提高，以及网络覆盖范围的扩大，增强了公众获取和分享周边信息的能力。.本项目借助网络和移动计算技术，以城市声景观作为研究对象，设立了以下主要研究内容：1）城市声景观参与式感知方法的建立与评价，2）城市声景观时空特征和评价模型研究，3）城市声景观优化策略研究。根据研究内容的安排本项目建立了参与式声景观研究方法，并根据研究方法研发了能够运行于主流智能手机平台（Android和IOS）的公众参与式声景观研究客户端应用软件——噪声计V2.0，并于2016年对该应用软件在全球主流市场进行了推广和部署，同时建立了国内最大的参与式声景观研究信息平台（http://pss.citi-sense.cn）。项目对返回的数据进行了分析，建立城市声景观评价模型，并以厦门岛为例进行了应用。项目取得了如下结果和结论：1）参与式声景观研究方法能够扩大数据的获取范围和数据量，便于形成城市声景观长期研究网络，为我国声环境的监测和管理提供了一种新的思路。2）我国噪声污染水平不容乐观，其中白昼时段户外平均声压级为60.3 dBA，夜晚时段户外平均压级为 47.8 dBA。3）超标声源的频段为200-2000Hz的低频噪声,为城市噪声污染防治的主要对象。4）居住区和道路与交通区域为噪声防治的重点区域。5）城市声环境质量评价和功能区划需要考虑更全面的指标，如将所在地人群特征，声舒适等纳入指标体系。