최근 세계적으로 도심지에서 발생하는 소음 관련 민원 문제가 증가하고 있다. 도심지 인구 집중화 현상 으로 인해 차량이 증가하는 현상이 나타나고 있다. 이로 인해 2006년에 비해 2010년에 도로교통 소음 관 련 민원 접수가 약 2배 정도 증가하였다. 이러한 소음 문제는 사람들에게 생리적인 문제 뿐만 아니라 작 업의 집중도에도 영향을 미친다. 생리적인 문제로는 맥박과 혈압이 증가하고 말초혈관수축이 일어나는 등 자율신경계에서 변화가 일어난다. 또한 작업의 집중도에 있어서도 작업의 총 작업량을 감소시키기 보다는 집중도에 있어서 저하시킨다. 이러한 도로교통 소음 문제를 감소시키기 위해서 다양한 대책을 마련하고 있다. 교통과 표면에서 발생하는 마찰음을 감소시키기 위해서 저소음 포장으로 만드는 방법, 주파수 별 음향의 파워레벨에 일치하도록 중첩 이론을 적용시키는 ANC 방법, 음향을 굴절, 회절, 반사 또는 흡음을 발생시키는 이론을 반영한 방음터널과 방음벽을 만드는 방법, 제한속도를 규제하는 방법 등이 있다. 본 연구에서는 ANC 방법과 방음터널과 방음벽을 만드는데 사용되는 주파수 별 음향 파워의 예측모델을 만 들고자 한다. 이때 DSLM은 주파수 별 음향특성을 알아내는데 매우 기본적인 방법이라서 어려움이 있다. 따라서 기본 실험법으로 NCPX계측 방법과 Pass-by계측 방법을 선택하였다. NCPX계측 방법은 노면과 타이어의 마찰로 인해서 나타나는 음을 정확히 가까운 위치에서 측정 가능한 반면, Pass-by계측 방법은 도로와 교통에서 생기는 음향의 진행에 따른 상쇄효과를 고려한 실제 수음자의 수반 음향을 측정 가능하 다. 이로써 본 연구에서는 NCPX계측 방법을 사용해서 예상되는 도로교통소음을 사용해 수음점에 근접한 음향을 예상하는 모델을 만들고자 한다. 예상하는 과정에서 확장형 칼만필터 알고리즘을 사용해 도로마찰 음향을 예상하고 다시 조화검색 알고리즘으로 수음점에 근접한 음향을 예측하였다.

차량의 대형화 및 고속화와 더불어 고속도로 교통량 증가로 고속도로 교통소음이 지속적으로 증가하고 있으며, 소득 증가와 생활수준 향상에 따른 쾌적한 저소음 환경에 대한 국민의 요구 역시 증대되고 있다. 이 때문에 소음 피해에 대한 강한 불만제기 및 집단행동과 함께 소음관련 민원이 지속적으로 증가하고 있다. 고속도로 교통소음 민원은 연평균 159건(2005년~2007년) 발생하고 있으며, 판교 신도시, 동탄 신도시, 제2동탄 신도시 등 최근 대도시권 고속도로 주변 대규모 주택단지 건설로 인해 민원 증가가 예상된다. 환경부 산하 “중앙환경분쟁조정위원회”의 보도자료에 의하면, 1998년부터 2008년 3월 말까지 접수된 환경분쟁 가운데 약 87%가 소음진동에 의한 분쟁이다. 최근 5년간 고속도로 소음관련 민원은 총 759건(연평균 151.8건)으로 지속적으로 증가하고 있다. 2010 년 8월까지의 고속도로 소음민원은 총 173건으로 이 같은 추세가 지속될 경우 올해 말까지 약 260건의 민원이 발생할 경우로 예상되며, 이는 작년 193건 대비 35%가 증가한 수치이다. 이는 약 1.4일당 1건의 소음관련 민원이 발생하는 것으로 고속도로 교통소음에 대한 보다 적극적인 대책이 필요하다는 것을 보여 준다. 도로교통소음은 자동차의 이동에 직접적으로 영향을 받아 승용차, 버스, 화물차 등의 차종별 교통량과 통행속도 등 도로교통환경과 밀접하게 관련되나, 교통측면의 연구가 전무한 실정이다. 지속되는 소음관련 민원으로 고속도로의 방음벽은 지속적으로 설치되고 있으며, 그 규모 역시 대형화 되고 있다. 5m 이상 방음벽은 2008년 122km에서 2010년 162km로 33% 증가했으며, 방음터널 역시 2005년 대비 470% 증가했다. 소음을 저감하기 위한 주요한 대책으로 방음벽이 설치되고 있지만, 다양한 교통정책의 효과도 검증될 필요가 있다. 본 연구에서는 전차량 속도제한, 차종별 속도제한, 화물차 속도 제한, 특정차량 통행제한 등 다양한 교통정책에 따른 교통소음 저감효과를 분석하고자 하였다. 분석을 위해 고속도로 도로교통소음 분석 및 예측을 위해 사용되는 KHTN-2007 교통소음예측모델을 이용하였다. 한국도로공사 도로교통연구원에서는 고속도로 방음벽 설치 환경 다양화에 대응하여 고속도로 소음예측 모델인 KHTN-2001을 개발하였고 음원의 파워레벨 수정 및 성토부와 절토부 모델을 추가하여 개선된 모델인 KHTN-2007을 현재 사용하여 교통소음 영향평가에 활용하고 있다. KHTN 모델은 국내 고속도로 포장 및 주행차량 반영, ISO 9613에 의한 전파 특성 계산방법 적용 등의 특징을 가지고 있다. KHTN을 이용한 교통정책의 소음저감효과에 대한 분석은 아스팔트 포장, 도로경사도 0%, 온도 20.0c, 습도 50%, 기압 101.5 kPa 등 기본적인 도로입력변수 및 환경변수를 적용하였고, 분석의 기본이 되는 교통량 및 통행속도는 승용차, 버스, 소형화물차, 중형화물차, 대형화물차 등 5차종으로 구분하였다. 분석결과, 결과 차종별 속도제한과 대형화물 운행제한 효과를 확인하였으며, 대체적으로 화물차량에 대한 속도 및 운행제한의 효과가 큰 것으로 나타났다. 특히 방음벽과 교통정책이 동시에 적용되었을 때 특정 높이 이상의 방음벽 설치를 막을 수 있는 것으로 나타났다. 이는 정량적으로 평가할 수 없는 주거환 경 개선의 효과도 크다고 판단된다. 다만 본 연구는 소음모델을 이용한 결과로 실제 현장에서의 측정결과가 필요하다. 특히 실제 교통상황에서는 차량의 주행속도와 밀도에 따라 다양한 주행환경이 구성되고 이에 따라 소음특성이 변화할 수 있으므로 실측치와의 검증을 추가적으로 수행하여야 한다.

PURPOSES : The objective of this study is to provide for the overall SPL (Sound Pressure Level) prediction model by using the NCPX (Noble Close Proximity) measurement method in terms of regression equations. METHODS: Many methods can be used to measure the traffic noise. However, NCPX measurement can powerfully measure the friction noise originated somewhere between tire and pavement by attaching the microphone at the proximity location of tire. The overall SPL(Sound Pressure Level) calculated by NCPX method depends on the vehicle speed, and the basic equation form of the prediction model for overall SPL was used, according to the previous studies (Bloemhof, 1986; Cho and Mun, 2008a; Cho and Mun, 2008b; Cho and Mun, 2008c). RESULTS : After developing the prediction model, the prediction model was verified by the correlation analysis and RMSE (Root Mean Squared Error). Furthermore, the correlation was resulted in good agreement. CONCLUSIONS: If the polynomial overall SPL prediction model can be used, the special cautions are required in terms of considering the interpolation points between vehicle speeds as well as overall SPLs.

본 연구에서는 실시간으로 개별 차량에 대한 소음 예측 시뮬레이션을 통해 매 순간 소음지도와 Lmax, Lmin 등을 얻을 수 있는 소음 예측 모델을 제시하였다. GIS 지형처리 기법을 이용해 공간 모델 처리 기법을 바탕으로 실시간 교통소음예측 시스템 모델을 제안하고, 객체지향기법을 이용해 개발하였다. 실시간 소음 시뮬레이션 모델을 이용하여 교통 흐름의 변화에 따라 소음레벨, 소음지도 변화, Lmin, Lmax값을 한눈에 파악하거나 비교할 수 있다. 현장에서 수행한 소음측정치와 예측치를 비교한 결과, 대부분 거리에서 Leq는 2~3db, Lmax는 3~4db 이내의 차이를 나타내어 소음예측의 신뢰성이 양호함을 확인할 수 있었다. 개발된 시스템을 이용해 민감도 분석을 수행한 결과, 대형차 비율, 차량 속도, 방음벽 높이에 따라 소음레벨의 차이를 보였고, 특히 방음벽 높이는 Leq나 Lmin보다 Lmax에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

Numerical solutions are presented for compressible fluid flow past a rotating elliptic cylinder in a medium at rest at infinity. Flowfields and acoustic waves emitted from rotating elliptic cylinder are directly simulated by the Lattice boltzmann method formulated by the Arbitrary lagrangian eulerian scheme. The flowfield is almost periodic after the calculation fully developed and studied by means of streamlines and equi-vorticity lines and by means of drag, lift and moment coefficients. The positive and negative vorticity is alternately occurred at the edge by those large vortexes. The acoustic waves propagate synchronizing with the rotation and increase with M3.5 of rotational speed of elliptic cylinder.

소음의 외부효과는 현대사회에서 흔히 발견되는 문제라고 할 수 있다. 소음은 재산적 피해와 같은 외부효과를 발생시키며, 따라서 소음으로 인한 재산피해를 평가하고 효과적 해결책을 찾아내는 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 분석결과는 통계적 유의성이 있으며, 소음이 재산적 가치에 부정적 효과가 있음을 보여 주고 있다. 모형의 주요 결과로는 소음 단위(데시빌)당 피해액이 추정(5,000 달러*로그(dB))되었고, 추정된 소음피해함수(잠재가격함수)는 소음의 한계효과가 감소함을 나타내고 있다.