국내에서 이용되는 예측모델은 국립환경과학원식, 도로공사의 HW-NOISE, KHTN, 소음지도에 이용되는 외국의 RLS90, NMPB 등이 있다. 이러한 예측모델은 예측 방법 및 표현에 따라 예측식 2D(국립환경과학원식, HW-NOISE)와 3D로 예측(KHTN, RLS90, NMPB 등)으로 구분할 수 있다. 본 연구는 도로 주변 공동주택에서의 소음실측 및 예측식별 예측값을 통하여 예측식의 오차 및 오차의 원인을 분석하고 예측식의 적용방법에 대하여 고찰하였다.
국내 철도의 환경 소음 예측을 위해서 기존에는 총합 소음도의 거리별 경험식에 기초한 모델을 이용하였던 바, 교량 주변 소음도를 계산하는 데에도 거리만의 함수를 이용하였다. 그러나 콘크리트교에서는 수음점의 거리뿐만 아니라 위치에 따라서도 소음도가 변화한다. 본 논문에서는 철도 콘크리트교에서 교량 상판에 의한 회절 및 지면 효과를 고려한 소음전파 예측모델을 도출하였으며, 이때 ISO 9613-2의 소음 전파 모델을 이용하였다. 고속철도 콘크리트 교 주변 소음도에 대한 예측값을 실제 측정결과와 비교하였으며, 그 결과 본 예측 모델이 비교적 작은 오차를 냄을 확인하였다.
도로교통소음은 많은 지역에 산재해 있으며 특히 주도로변에 거주하는 사람들에게 환경과 관련하여 매우 중요하다. 도로교통으로부터 소음수준을 계산하는데 몇가지 다른 방법들이 이용되고 있다. 이 방법들은 계산방법과 그래프식 그리고 컴퓨터 모델링 기술 등이다. 교통과 교통소음의 영향으로부터 소음을 계산하는 간단한 기술의 예측방법은 여기에 나타내었다. 이 TNS (traffic Noise Screening) 방법은 서로 다른 도로유형에 대한 일련의 도로교통소음레벨의 예측그래프로 전개된 것이다. 이 그래프는 Federal Highway Administration (FHWA) STAMINA 2.0을 이용하여 다양한 시나리오에 대한 소음 예측모델을 계산한 결과를 기초하였다. TNS에 도로의 기하학적 형태, 교통량 주행속도 그리고 도로중앙선의 거리등의 데이터를 입력시킨다. TNS 그래프는 소음영향과 연관된 교통소음예측에서 사용하는 경우 교통소음레벨의 계산을 쉽게 한다. 이 TNS 방법은 STAMINA 2.0과 같은 상세 모델링을 대신하지는 못하지만 상세 모델을 필요로 할 때 도움을 주는 도구이다 만약 소음계산들이 중요하거나 또는 시나리오가 보다 복잡하고 부가된다면 보다 상세한 모델링이 수행되어져 스크린 결과들이 나타난다.
본 글에서는 도로교통소음을 예측할 경우; 소음영향평가시 계획한 도로변에 방음시설물의 설치여부를 결정할 경우, 그리고 방음시설을 설치할 경우에 그 방음 시설의 구조와 설치기준을 결정하기 위하여 적용할 수 있는 방음시설물에 의한 차음 효과예측법의 문제점과 해결방안을 언급하였다. 방음시설물의 종류와 구조 그리고 그 설치범위 등을 정확하고 공평하게 그리고 경제적으로 결정하기 위해서, 특히 환경영향 평가가 공정하게 실시되기 위해서는 국가에서 방음시설물 설치기준과 정밀 한 차음효과 예측법을 하나의 통일된 규정으로 확정하여야 한다. 이를 위해서는 본문 에 언급한 요소들을 참조하여 기존의 방음벽설치 지침을 대폭적으로 수정.보완하여야 한다. 그러나 보다 정확한 예측과 실세계에 근접한 소음값을 계산하기 위해서는 소음 원과 소음전파 공간환경의 특성을 고려한 연구가 계속적으로 이루어져야 한다. 그리고 도로교통소음을 공정하게 예방하기 위해서는 조속한 시일내에 이에 적합한 대상지역별 도로교통소음예방 규제기준값을 법규에 명시하여야 하고, 현재 교통로 주변에 주택을 건설하는 경우에는 사업자가 택지로 확보한 부지안에 설치하고 있는 방음벽은 최대한 소음원에 근접하여 교통로변에 설치할 수 있도록 관련규정을 개정 하여야 한다.
본 논문에서는 고속 도로 주변에서 교통 소음 대책으로 사용되는 방음벽 효과에 대해 교통 소음 모델에 의한 예측값과 실측값을 비교하였다. 도로 교통 소음로서는 일본 음향 학회 모델, 국립 환경원 모델, 조한인 모델을 대상으로 하였다. 세가지 모델의 예측값과 실측값의 비교 결과, 갓길(노견)에서는 일본 음향 학회 모델과 국립 환경원 모델에 의한 예측값이 실측값과 $\pm$3.5dB(A) 차이로 비슷한 결과를 보였으며, 소음 측정 지점이 음원과 먼 경우는 속도가 빠를수록 일본 음향 학회 모델은 예측값과 실측값의 차이가 커졌다. 조한인 모델은 시가지 도로에서는 잘 맞지만 고속 도로에 적용하기에는 적합하지 않았다.
철도 소음의 환경영향평가 업무에 있어서 소음도에 대한 정확한 예측이 중요하지만, 국내에서는 overall 소음도의 거리별 측정을 통한 경험식이 근사적으로 이용되고 있다. 본 논문에서는 소음원과 소음전파의 주파수 특성을 고려하여 철도 소음의 예측 정확도를 향상할 수 있는 예측 모델을 제안하였다. 먼저 철도 소음원을 궤도(레일 및 침목), 차륜, 동력, 공력 성분으로 구분하여 각각의 옥타브 밴드 주파수별 음향파워와 속도계수를 정의하고 음향 조도와 궤도/교량 특성을 반영할 수 있는 보정항을 도입하였다. 소음원에서 수음점까지의 전파 특성은 ISO 9613-2를 적용하여 기하학적 확산, 대기 흡음, 지면 효과, 장애물의 회절에 따른 감쇠 및 지향특성을 반영하여 계산하였다. 소음원 음향파워와 지향인자를 추정하기 위하여 전동 소음원 해석 모델 및 수치해석 결과와 통과 소음도 측정값을 이용하였다. 본 철도 소음 예측 모델을 이용하여 여러 철도 차량과 궤도 유형에 따라서 예측한 소음도를 측정값과 비교하여 정확도를 검증하였으며 기존 예측 모델보다 비교적 정확한 예측이 가능하였다. 따라서 본 결과는 철도 환경 소음의 정확한 영향 예측과 효율적인 소음 저감 대책 수립에 활용될 수 있을 것이다.
풍력발전단지의 운영으로 인한 주된 소음은 풍력발전기의 고체음과 바람을 가르는 마찰 기류음으로 대별된다. 본 원고(原稿)에서는 소음레벨을($L_{PAN}$) 정량적으로 예측, 계산하는데 이용하는 소음예측식을 풍력발전에 맞게 이론적으로 해석하고, 소음발생원의 특성을 분석하여 운영시 소음영향 및 저감방안을 검토하였다. 풍력발전 사업계획시 소음예측식과 소음모델링(CadnaA version4.1, SoundPLAN version7.0 해석 결과 등)을 이용한 예측결과를 서로 비교 검토하고, 운영시(사후환경영향조사 등) 실제 소음레벨과 소음예측 결과를 서로 비교분석하여 데이터를 축척하길 바란다. 제언한 소음저감방안이 불충분한 경우 발전기의 배치와 설치간격, 발전기종 및 발전용량, 설치장소의 재선정 등을 추가 검토할 필요가 있다.
철도소음지도는 환경부 고시 소음 진동관리법에 따라서 그 작성방법이 고시되어 있고, 소음지도 작성 시에 철도소음원 관련 영향인자에 대하여 적용 예측식 별 열차구분을 제시하고 있으며, 열차 특성 입력 시에 브레이크 흡음율을 "0"으로 설정할 것을 제시한다. 소음지도 작성방법이 고시 된 이후 국내의 고속철도차량은 그 구조가 변경되어 가고 있고, 고시된 작성방법에서 제시되지 않은 신규 열차유형도 생겨나고 있다. 따라서 현재의 시점에서 국외의 철도소음 예측식을 활용하여 고시된 소음지도 작성방법에 의하여 철도소음을 예측하는 경우 열차의 유형과 관련된 입력인자에 따른 예측결과를 검토할 필요가 있다. 본 논문에서는 철도소음을 예측할 시에 국내에서 통상적으로 가장 빈번히 사용되는 Schall03을 활용하여 철도소음을 예측하였으며, 열차의 유형 선택, 열차의 특성 중 디스크브레이크 사용율 입력, 레일의 이음매 여부에 의한 예측결과에의 영향을 파악하고자 하였다. 2013년 이후 추가된 신규 국내의 열차에 대하여 대응하는 국외 열차의 유형을 검토하였고, 디스크브레이크사용율 설정은 실측값과 예측값의 차이에 적지 않은 비중을 차지함을 파악할 수 있었으며, 이뿐 아니라, 레일표면의 조도(roughness)레벨 수준도 함께 고찰하고자 하였다. 또한 레일의 이음매가 존재하는 구간에 대하여 예측 시에 이를 고려하지 않았을 경우에의 실측값과의 차이에 대한 분석을 수행하였다.
현재 널리 사용되고 있는 도로교통소음 예측프로그램들은 국외 예측모형을 바탕으로 제작된 것이 대부분이다. 이에 본 연구에서는 국내 도로교통환경에 적합한지를 알아보기 위해 국외 예측모형에 대한 검증을 수행하였다. 또한, 예측모형마다 도로교통소음 발생에 대한 영향요인이 다르기 때문에 주요 요인들에 대한 분석 및 고찰을 선행하였다. 본 연구에서는 도로교통소음 예측 시 사용되고 있는 영향인자와 기존 예측모형에 대하여 고찰하고, 교통환경 및 도로기하구조를 고려하여 주행차량의 발생 소음에 영향을 미치는 영향인자와의 관계를 다중회귀분석을 통한 예측모형으로 도출하였다. 나아가 기존의 도로교통소음 예측모형(국립환경과학원(NIER), 독일의 RLS-90)과 도출된 도로교통소음 예측모형의 실측값을 적용하여 비교 검증 결과, 오차의 절대값 합은 NIER, RLS-90, 모형값 순으로 나타났다. 따라서 본 모형식이 향후 도로교통소음 예측 모델링에 대한 연구의 참고자료로 활용할 수 있는 기틀을 제공하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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