GB/T 42473-2023
基本信息
标准号:
GB/T 42473-2023
中文名称:声学 噪声烦恼度的评价和预测方法
标准类别:国家标准(GB)
英文名称:Acoustics—Procedures for assessment and prediction of noise annoyance
标准状态:现行
发布日期:2023-03-17
实施日期:2023-10-01
出版语种:简体中文
下载格式:.pdf .zip
下载大小:6226667
相关标签:
声学
噪声
评价
预测
方法
标准分类号
标准ICS号:环保、保健与安全>>13.140噪声(与人有关的)
中标分类号:综合>>计量>>A59声学计量
关联标准
出版信息
出版社:中国标准出版社
页数:32页
标准价格:54.0
相关单位信息
起草人:翟国庆、李争光、毛东兴、俞悟周、吕亚东、李晓东、程晓斌、熊文波、陈克安、康健、祝文英、孟琪、彭健新、谢辉、户文成、李孝宽、吴健、闫靓、周金丽、何金龙、何建龙、李志远、徐欣
起草单位:浙江大学、浙江科技学院、同济大学、中国科学院声学研究所、杭州爱华智能科技有限公司、西北工业大学、天津大学、上海市环境科学研究院、哈尔滨工业大学、华南理工大学、重庆大学、北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所、国网陕西省电力有限公司等
归口单位:全国声学标准化技术委员会(SAC/TC 17)
提出单位:中国科学院
发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
主管部门:全国声学标准化技术委员会(SAC/TC 17)
标准简介
本文件描述了基于听觉实验的噪声烦恼度评价方法和感知烦恼度、心理声学烦恼度预测模型及其换算模型建立方法。本文件适用于室外环境噪声烦恼度的评价和预测,受室外环境噪声影响的室内环境噪声等其他噪声烦恼度的评价和预测可参考本文件。
标准内容
ICS 13.140
CCSA59
中华人民共和国国家标准
GB/T42473—2023
噪声烦恼度的评价和预测方法
Acoustics-Procedures for assessment and prediction of noise annoyance2023-03-17发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-10-01实施
2规范性引用文件
术语和定义
噪声烦恼度评价
伦理审查
评价流程
声样本
实验场所
回放系统
实验步骤
数据处理
结果表述
5噪声烦恼度预测
感知烦恼度预测模型
心理声学烦恼度预测模型
5.4感知烦恼度与心理声学烦恼度换算模型次
附录A(资料性)人群噪声敏感性和噪声敏感人群识别.附录B(资料性)利用主标尺法进行噪声烦恼度校准的基本原理附录C(资料性)获得粉红噪声烦恼度标准曲线的示例附录D(资料性)改进后的茨维克尔心理声学烦恼度模型,参考文献
GB/T42473—2023
GB/T42473—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国科学院提出。
本文件由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)归口。本文件起草单位:浙江大学、浙江科技学院、同济大学、中国科学院声学研究所、杭州爱华智能科技有限公司、西北工业大学、天津大学、上海市环境科学研究院、哈尔滨工业大学、华南理工大学、重庆大学、北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所、国网陕西省电力有限公司、广州启境环保科技有限公司、上海申华声学装备有限公司、浙江立新众智声学科技有限公司、安徽微威减震降噪技术研究院。
本文件主要起草人:翟国庆、李争光、毛东兴、俞悟周、吕亚东、李晓东、程晓斌、熊文波、陈克安、康健、祝文英、孟琪、彭健新、谢辉、户文成、李孝宽、吴健、闫靓、周金丽、何金龙、何建龙、李志远、徐欣Ⅲ
GB/T42473—2023
噪声烦恼感是人对噪声的直接感知,噪声烦恼度是确定环境噪声暴露可接受程度和制定环境噪声标准的重要依据,可通过社会声学调查或实验室听觉实验确定。针对噪声烦恼度的社会声学调查,我国已发布了相应的指导性技术文件GB/Z21233一2007《声学应用社会调查和社会声学调查评价噪声烦恼度》。然而,在噪声烦恼度实验室听觉实验中,不同人员采用的方法不尽相同(如声样本回放、问卷设计、烦恼度量化、数据处理等),特别是实验样本组中缺少参考声样本,噪声烦恼度评价的实验参与者(被试)往往根据各实验样本组中声样本烦恼度的相对大小给出评价等级,在未对被试个体烦恼度数据进行校准的情况下,不同实验样本组的烦恼度评价结果可比性较差。因此,有必要对噪声烦恼度的实验室评价方法制定统一标准。
为满足统计学要求,通过社会声学调查或实验室听觉实验确定噪声烦恼度时,需调查大量受访者或招募大量被试,投入的人力、物力和时间成本均较大。利用烦恼度预测模型,可预测声样本的烦恼度。噪声烦恼度预测模型可分为感知烦恼度模型和心理声学烦恼度模型,二者取值范围不同,无法直接比较。感知烦恼度模型一般针对不同种类噪声分别建立,仅适用于所述噪声种类,心理声学烦恼度模型则具有一定通用性。噪声样本的心理声学烦恼度可直接通过计算确定,为便于根据心理声学烦恼度快速确定感知烦恼度,需建立针对不同种类噪声的感知烦恼度与心理声学烦恼度换算模型。因此,有必要对噪声烦恼度预测模型及其建立方法制定统一标准。IV
1范围
声学噪声烦恼度的评价和预测方法GB/T42473—2023
本文件描述了基于听觉实验的噪声烦恼度评价方法和感知烦恼度、心理声学烦恼度预测模型及其换算模型建立方法,
本文件适用于室外环境噪声烦恼度的评价和预测,受室外环境噪声影响的室内环境噪声等其他噪声烦恼度的评价和预测可参考本文件。注:本文件中某些规定可能与其他领域的听觉实验特定要求或协议不一致,本文件不否认其价值和有效性。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T3947—1996声学名词术语
ANSI/ASAS3.36:2012模拟现场空气声测量用人体模型规范(Specificationforamanikinforsimulatedin-situ airborneacousticmeasurementsITU-TP.58:2013通信用头和躯干模拟器(Head andtorso simulatorfor telephonometry)3术语和定义
GB/T3947一1996界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
噪声烦恼noise-inducedannoyance人对噪声的个体不良反应。
注:不良反应包括噪声引起的“不满”“打扰”“烦恼”“干扰”等各种不同状况。3.2
噪声烦恼度noiseannoyance
噪声烦恼程度的量化表达。
注:噪声烦恼度分为感知烦恼度和心理声学烦恼度3.3
socio-acoustic survey
社会声学调查
与噪声烦恼度评价有关,将计算或测得的噪声级和调查对象的居住环境联系起来的社会调查。注:许多对环境因素进行的一般性社会调查,虽然包含了噪声因素,但因其不具备相关联的噪声数据,故不属于本文件所指的社会声学调查。
[来源:GB/Z21233—2007,3.2,有修改]3.4
被试[者]subject;participant受试[者]
对噪声样本烦恼度做出评价的实验参与者。GB/T42473—2023
实验室听觉实验listeningtestin laboratory在实验室可控条件下回放噪声样本,让被试对所听到的噪声样本引起的烦恼进行评价,获取噪声样本烦恼度的活动。
注:社会声学调查反映的是人群对噪声的长期烦恼反应,实验室听觉实验得到的是被试对噪声的短期烦恼反应,二者不具有可比性。
词语量表verbal ratingscale
在噪声烦恼度实验室听觉实验中,利用描述性词语表征噪声烦恼等级的评价量表。注:本文件采用5级词语量表,噪声烦恼等级的描述性词语分别为“一点没有”“轻微”“一般”“严重”“非常严重”。3.7
numerical rating scale
数字量表
在噪声烦恼度实验室听觉实验中,利用数字表征噪声烦恼等级的评价量表。注:本文件采用11级数字量表,分别用0~10的整数表示噪声烦恼等级,其中“0”表示“一点没有”,“10”表示“非常严重”,位于以上两种程度之间则为0~10之间的一个数字。3.8
感知烦恼度
perceived annoyance
通过实验室听觉实验,被试自我报告的噪声烦恼度,注:噪声样本的感知烦恼度通常用噪声烦恼度平均值或高烦恼率来表征。3.9
心理声学烦恼度psychoacousticAp
annoyance
根据噪声样本的响度(N)、尖锐度(S)、波动度(F)、粗糙度(R)和音调度(T)等心理声学参量,利用心理声学模型计算得到的噪声烦恼度
注:例如,基于茨维克尔(Zwicker)模型及其改进模型计算确定的噪声烦恼度。3.10
[人群]高烦恼[百分]率percentage of highlyannoyed population%HA
在噪声烦恼度实验室听觉实验中,对噪声样本的烦恼程度,选择词语量表中“严重”或“非常严重”,或数字量表中“8”“9”或“10”的被试人数占被试总人数的百分数注:有研究和应用中[1采用人群烦恼[百分]率(percentageof annoyedpopulation),指对噪声样本的烦恼程度,选择词语量表中“一般”“严重”或“非常严重”,或数字量表中“5”“6”“7”“8”“9”或“10”的被试人数占被试总人数的百分数,以符号%A表示。
噪声烦恼度平均值mean value of noise annoyanceAm
在噪声烦恼度实验室听觉实验中,某一噪声样本所有被试感知烦恼度的算术平均值,注1:本文件将单个被试对某声样本烦恼度的3次有效评价(见4.7.2)数据的算术平均值定义为被试对该声样本的感知烦恼度,
注2:有研究[12]认为,也可以用中位数表征噪声烦恼度平均值。3.12
实验声样本组experimental soundsamplesgroup被试连续评价的所有声样本。
注:包括待评价噪声样本和参考声样本。3.13
参考声样本reference
sample
为校准被试个体的噪声样本感知烦恼度,额外增加的若干烦恼度区分度较大的声样本。2
注:一般为不同声级的粉红噪声。3.14
粉红噪声pinknoise
用正比于频率的频带宽度测量时,频谱连续且均匀的噪声。注:粉红噪声的功率谱密度与频率成反比。L来源:GB/T39471996.2.14.有修改3.15
噪声烦恼度参考曲线referencecurveofnoiseannoyance针对实验声样本组中参考声样本绘制的噪声级-感知烦恼度关系曲线,注:噪声级通常用响度级。
standardcurveofnoiseannoyance噪声烦恼度标准曲线
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根据噪声烦恼度实验室听觉实验结果,采用线性拟合建立的粉红噪声噪声级-感知烦恼度关系曲线。示例:附录C给出了获得粉红噪声烦恼度标准曲线的示例。3.17
响度loudness
听觉判断声音强弱的属性
注1:单位为宋(sone))。
注2:响度主要依赖于引起听觉的声压,但也与声音的频率和波形有关。根据响度能把声音由轻到响排列注3:现有国际标准提供了2种响度计算方法,分别为茨维克尔法(Zwicker法)(见ISO532-1:2017)和穆尔-格拉斯贝格法(Moore-Glasberg法)(见ISO532-2:2017),[来源:GB/T3947—1996,9.7,有修改]3.18
响度级loudness level
听力正常的听者判断为等响的1000Hz纯音(来自正前方的平面行波)的声压级。注:单位为方(phon)。
[来源:GB/T3947—1996,9.9,有修改]3.19
尖锐度sharpness
描述声音中高频成分所引起的人体主观感觉的物理量。注1:反映人们对声音高频成分刺耳程度的感受,单位为奥库姆(acum),定义中心频率为1000Hz、带宽为160Hz的60dB窄带噪声的尖锐度为1acum。注2:国际上较为通用的尖锐度计算方法包括DIN45692算法[9、冯俾斯麦(von(Aures)算法[13]。
粗糙度
roughness
Bismarck)算法167和奥雷斯
当声音幅值的调制频率高于20Hz,声音高低起伏程度表现为粗糙感特性时,声音所引起的人体主观感觉的物理量。
注1:单位为奥斯珀(asper),定义60dB的1kHz纯音在调制频率为70Hz的100%调幅作用下产生的粗糙度为1asper注2:粗糙度和波动度的计算方法见参考文献[12]~[15]。3.21
fluctuation strength
波动[强]度
当声音幅值的调制频率低于20Hz,声音高低起伏程度表现为波动感性时,声音所引起的人体主观3
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感觉的物理量。
注1:单位为瓦奇(vacil),定义60dB的1kHz纯音在调制频率为4Hz的100%调幅作用下产生的波动度为1vac-il
注2:波动度也称为抖晃度。免费标准bzxz.net
音调度tonality
反映声音中音调成分所引起的主观感觉的物理量。注1:单位为图(tu),定义1kHz、60dB纯音信号的音调度为1tu。注2:音调度的计算有两类方法,一类是基于临近窄带声压级之差计算,单位为dB8.10],另一类是基于心理声学参数计算,单位为tu[24]。本文件中是指以tu为单位的音调度。4噪声烦恼度评价
4.1伦理审查
为保护被试合法权益,维护被试尊严,噪声烦恼度实验方案或研究项目在实施前,应提交实验主持者所在机构或上级机构依法备案成立的伦理委员会审查,审查批准后方可实施。4.2评价流程
基于听觉实验的噪声烦恼度评价流程应包括实验前基本信息调查与说明环节(含对实验的必要说明、被试签署知情同意书、收集被试基本信息等)、试听环节、正式实验环节、实验后访谈环节(非必需)。4.3声样本
4.3.1通则
对于实验用声样本。
一声样本应具有双耳特性,应采用经校准的双耳测量系统(如人工头)采样得到。所使用人工头的物理尺寸应符合ITU-TP.58:2013中5.2和ANSI/ASAS3.36:2012中表1的要求。单声道频率响应应符合ITU-TP.58:2013中表4和ANSIASAS3.362012中表3的要求。注1:采用双耳头戴式传声器采样的声样本也具有双耳特性,但与人工头相比,其模拟双耳采样技术目前缺乏标准化。
注2:利用双耳采样设备得到的声样本与单通道采样设备得到的声样本之间存在声级差异。注3:对于具有双耳特性的声样本,如果存在双耳异响,被试对该声样本的整体响度感知等于两个通道声音响度的算术平均值再加上一个双耳异响校正值。本文件中将左右耳2个通道的声级等效为单一声级时,无论是否存在双耳异响,都简单地使用算术平均值一一声样本中不应包含无关噪声,如偶发或突发的谈话声、脚步声、鸟叫声等。宜采用声级和频谱未经调整的原始声样本。若原始声样本无法满足实验要求,则应按声传播规律对原始声样本进行调整。例如,由原始声样本调整得到经传播衰减或屏蔽衰减后的声样本时,不宜简单地调整声样本噪声级,还宜考虑不同频率声音衰减特性。声样本应有足够的时长,至少应包含1个完整周期,且一般不小于3S。当噪声事件的持续时间明显小于所需时长时,可采用拼接剪辑的方法重复该声样本,以达到所需时长。拼接时不宜改变噪声事件的时间特性,且在拼接处不应产生可察觉的声音跳转甚至“咔哒”声。对于参考声样本。
一应选取5个以上标准噪声信号(如粉红噪声)作为参考声样本:一一参考声样本的噪声级(宜选响度级)从小到大等间隔设置,其噪声级最大值应大于或等于噪声级最大的评价噪声样本,最小值应小于或等于噪声级最小的评价噪声样本。4
4.3.2声样本校准
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原始声样本经回放系统回放后,被试实际听到的声样本与原始声样本可能会存在差异。为了确保被试实际听到的声样本满足实验要求,应对原始声样本进行调整a)将实验中的耳机佩戴在人工头或人工耳上播放声样本,模拟实验中被试听到的声音;记录人工头或人工耳接收到的声音,计算声样本声压级、A声级或响度等声学指标,检验是否b))t
与原始声样本声学指标值一致,并据此对声样本进行调整,直至符合要求。注:带有自动校准功能的声回放系统能利用其自动校准功能代替上述步骤。若声样本通过扬声器回放,应将校准用人工头置于被试头部实际位置处。人工头或人工耳进行校准测量时,应至少重复3次,取多次测量的均值。4.4实验场所
实验场所应让被试感觉舒适,其混响时间宜不大于0.6S,且室内应不存在明显驻波现象。实验场所各壁面以浅色调为主,室内照度合适,空气温度和相对湿度应保持在人体感觉舒适范围。实验场所背景噪声各1/3倍频带声压级应低于被试实际听到声样本至少10dB。注:与耳机回放相比,扬声器回放时,要求实验场所具有更短混响时间实验场所宜具备回放声样本时可同时呈现声样本所在实际场景视觉信息的能力。4.5回放系统
实验中声样本通过耳机或扬声器回放,宜使用耳机回放。耳机回放应使用校准的回放系统,其回放均衡化与采样均衡化相对应。若使用扬声器回放,为得到在方向定位和距离定位方面与使用耳机时具有可比性的双耳复现,宜采用基于4个扬声器的扬声器布局。扬声器应放置成一个距中心点2m的正方形方阵,扬声器位于方阵四角,被试位于方阵中心。左侧的2个扬声器均接收其中一个信道的自由场均衡人工头信号,右侧的2个扬声器则均接收另一个信道的自由场均衡人工头信号。4.6被试
除非为研究年龄、健康状况等因素对噪声烦恼度的影响,被试应选择听力正常的成年人。被试在实验前应接受听力损失测试,以检查其听力是否正常。被试性别比例宜均衡或与研究群体的实际情况接近。注:针对特定实验,有时也会根据实验目的,对被试听力、性别、身体状况等有要求。实验方案制订者、实验主持者及其他熟悉实验内容的人员不应作为被试参与正式实验。实验中有效被试(见4.9.2)数达到30以上,有利于获得可靠的、具有统计学意义的结果[25]~[27]。4.7问卷
4.7.1通则
问卷可用纸质或电子屏等载体呈现。作答方式可采用笔书写或电子输入设备直接输入。问卷应采用被试熟悉的语种,且表达符合被试的语言习惯。注:有些研究中采用的是交互界面形式的问卷系统,而非传统的问卷形式,只要符合本文件基本要求即可。4.7.2被试基本信息
问卷中应调查的被试基本信息包括性别、年龄、受教育程度、职业、健康状况、噪声干扰投诉史、噪声敏感性(见附录A)等。
4.7.3核心问题表述
问卷中的核心问题是被试对噪声的烦恼度进行评价,采用词语量表表达(见示例1)和数字量表表5
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达(见示例2)。
示例1:
说明:采用5个不同程度的词语,来描述当您在家时,您刚刚听到的噪声对您打扰、干扰或烦恼的程度。问题:当您在家时,请您描述刚刚听到的噪声对您打扰、干扰或烦恼的程度。一点没有
非常严重
示例2:
说明:采用0~10这11个数字来描述当您在家时,您刚刚听到的噪声对您打扰、干扰或烦恼的程度。若一点不烦恼,则选择0;若极其烦恼,则选择10;如处在以上两种状态之间,则选择0~10之间的一个适当的数字。问题:当您在家时,0~10中哪个数字最能描述您刚刚听到的噪声对您打扰、干扰或烦恼的程度?问卷设置基本原则
噪声烦恼度听觉实验中,问卷设置基本原则如下。被试的噪声敏感程度是噪声烦恼度的重要影响因素之一,问卷中有必要设置个体噪声敏感性a
量表调查确定被试的噪声敏感程度。可将噪声敏感性量表(见附录A)放在问卷中被试基本信息收集栏。
实验前基本信息调查与说明环节中,不宜给出噪声烦恼度等级数据。例如,不宜出现“你刚才b)
听到的噪声,可以选择烦恼度为8”等表述。c)
词语量表答题卡中,问题的5个选项宜按图1方式呈现,其竖向等间隔布置且不标注任何数字。
词语量表答题卡
请在下列选项前的括号中打“√”)一点没有
)轻微
)一般
)严重
)非常严重
图1词语量表答题卡选项排列方式数字量表答题卡中,数字等级宜按图2方式呈现数字量表答题卡
请在下列选择栏内划“√”
点没有
图2数字量表答题卡数字等级排列方式非常严重
4.8实验步骤
4.8.1实验前基本信息调查与说明GB/T42473—2023
包括对实验的必要说明、被试签署知情同意书和收集被试基本信息等。在实验正式开始前的实验说明环节,向被试说明实验组织单位、实验主持者姓名、实验目的、被试的权力、实验的安全性、实验程序、被试需完成的任务和注意事项等信息。实验说明中应强调问卷中所有问题均不存在“正确答案”,被试仅需根据自已的实际感受作答即可,整个实验过程中被试间不应相互交流。实验说明可通过文字或语音形式呈现,也可二者同时呈现。4.8.2试听
让被试试听若干声样本,试听声样本中应包括实验样本组中响度最大和最小的声样本,使被试熟悉听觉实验评价流程和方法,并建立稳定的听觉实验心理尺度。试听环节被试的作答数据不应计入正式实验结果。
4.8.3正式实验
将总个数为n的待评价声样本与参考声样本作为一个实验样本组。实验中每个声样本应重复3次。相邻声样本间应留出不小于3s的时间间隔,用于被试对声样本烦恼度作出评价。每位被试评价的声样本回放顺序应随机,具体方法如下:将实验声样本组中的n个声样本重复3次,得到3n个声样本;对每位被试,将这3n个声样本随机排序,形成播放声样本序列。实验中允许多个被试同时接受噪声刺激,应保证每位被试接受相同声刺激,且被试间不相互干扰。每次连续实验时长以小于30min为宜,最长不应超过45min,防止被试疲劳影响实验结果。声样本可由实验负责人事先设计好播放程序自动播放或直接手动播放,也可根据需要由被试自行播放注:前后两次实验间隔时间小于15min视为连续实验。考虑对被试的听力保护,实验中被试听到的声样本A声级最大值不应超过105dBA4.8.4实验后访谈
正式实验结束后,实验主持者宜与被试进行一次面谈,内容包括但不限于:询问其在实验过程中的感受及对实验的看法;-询问令被试产生烦恼的声音特征;对实验的建议(若有);
解答对实验的疑问。
4.9数据处理
4.9.1无效问卷剔除
正式处理数据之前,应对回收的问卷进行仔细检查,出现下列情形之一时,按无效问卷予以剔除:问卷缺少关键信息,如对核心问题的回答等;一一问卷缺少对实验目的很重要的非关键信息,如噪声投诉史、健康状况、受教育程度、噪声敏感性、实验前是否服用镇定类药物或饮酒等:一一未按要求规范填写的问卷,如回答核心问题时采用了规定以外的数字或描述语:被试填写的信息明显失实。
注1:问卷中由于字迹濠草、污渍沾染等原因而无法辨认的信息,视为缺失信息,注2:有些信息若在实验现场显而易见(如性别),或能通过其他渠道容易获取,被试虽未填写,但由实验主持者当场补全,则视为这些信息未缺失;若问卷回收后实验主持者需通过回忆来补全这些信息,则视为这些信息缺失。
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