2018 Fiscal Year Annual Research Report
広域環境騒音伝搬予測のための地表面音響特性時空間変動モデルの確立
| Project/Area Number |
16H04462
|
|---|
| Research Institution | Niigata University |
|---|
Principal Investigator |
大嶋 拓也 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40332647)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥園 健 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40727707)
平栗 靖浩 近畿大学, 建築学部, 准教授 (90457416)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 建築環境・設備 / リモートセンシング / 地表面音響特性 / 都市環境音響 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は本研究の3年目であり，主に以下の検討を行った。
1. 気象，地表面水分および地表面音響特性の約半年間に渡る長期測定データから，ピンポイントな地表面に対する地表面音響特性の時間変動モデルの確立を図った。本モデルは，降雨および気温の時間変動が深さ10 cm以内のごく浅い地中の飽和度 (土中水分量に関するパラメータ) に影響し (Stage 1)，飽和度が地表面の音響特性に影響する (Stage 2) との2段階モデルであり，Stage 1は4パラメータ，Stage 2は2パラメータの計6パラメータで構成される。本モデルによる地表面音響特性のモデル計算結果は，実測結果に見られた変動の長期的な成分を良く捉えた。このことから，本研究課題の主目的の一つである地表面音響特性の時間変動モデルの確立に関しては，十分な成果が得られたと考えられる。
2. 本研究では，広域の地表面音響特性分布の継時変化が得られ次第，道路交通騒音などの環境騒音を想定した伝搬予測を試みることとしている。しかしながら，地表面音響特性を考慮した伝搬予測手法は多種が提案されており，適切な手法を採用する必要がある。そこで，それらのうち代表的な手法と考えられる，拡張作用地表面を仮定した理論モデル (Model A)，局所作用地表面を仮定した理論モデル2種 (Models B，C)，時間領域有限差分法を用いた数値シミュレーションの4手法を，地表面音響特性を表す代表的パラメータである流れ抵抗の様々な値を仮定して網羅的に比較検討した。その結果，拡張作用を考慮したModel Aおよび数値シミュレーションと，局所作用のみを考慮したModels B，Cとの差は最大1.2 dBと小さく，本検討の全パラメータ範囲では地表面は局所作用性とみなして差支えない。したがって，計算負荷の軽いModels B，Cを適用可能である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，地表面の音響特性の時間的および空間的な変動の程度および特性の解明と，またそれをリモートセンシングから導出するためのモデル構築を目的にしている。本研究目的に沿って平成30年度は，時間および空間的な変動のうち時間変動にかかわるモデルの確立が図られた。また，平成29年度から準備を開始した地表面音響特性の広域分布の影響解明に使用する伝搬モデルに関する検討を行った結果として，拡張作用および局所作用地表面を仮定した理論モデルのうち，より簡便で計算負荷の軽い局所作用地表面モデルの適用が可能であることが明らかになった。
残るは地表面音響特性の空間変動モデルの確立と時空間変動の影響解明であるが，前者に必要なリモートセンシング画像の取得は平成29年度までで完了しており，また後者に必要な伝搬計算モデルに関する検討も平成30年度で終えられたことから，本研究はおおむね順調に進展しており，研究目的の達成は可能と考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度までに取得したリモートセンシング画像から，気象データを入力として地表面音響特性の時空間変動を推定するモデルの確立を目指す。具体的には，平成30年度に確立した地表面音響特性の時間変動モデルでは1種類の地表面についてのみ求めた6パラメータを，様々な種類の地表面について同様な実測を展開することで求める。さらに，リモートセンシング画像から地表面種別を判別し，判別されたそれぞれの種類の地表面にこれらのパラメータのセットを割り当てることで，広域の地表面音響特性の時空間変動を推定する。
騒音伝搬への影響解明に関しては，伝搬計算において適用すべき理論モデル計算式が平成30年度で定まったため，当該モデル式を軸に計算を行っていく。当該式での対応が困難な広域の計算においては，環境騒音予測に用いられる国内外の各種工学的モデルの適用を図る。モデル計算が困難な複雑市街地などのケースでは，有限差分法などの数値シミュレーションの活用を図る。
|
