汽车噪声的主观评价试验方法研究

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I汽车噪声的主观评价试验方法研究 
汽车噪声的主观评价试验方法研究 
Research on Subjective Evaluation Testing Methods for Auto Noise 
撰文/上海交通大学张舒 
目前我国汽车噪声检测的试验方法是国家标准GB1492—002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方 
法》,但是这种方法并不能完全反映汽车噪声的水平。本文研究通过主观评价方法进行噪声评价。 
National standard GB1 492—002“Limits and Measurement Methods for Noise Emitted by 
Accelerating Motor Vehicles”is the current testing method for domestic automobile noise. 
However,it doesn’t work very wel1.This passage applies a relatively subjective evaluation testing 
method. 

车的普及给人们带来交通的 , 便捷,同时其噪声对人们的 生活、工作以及身心健康也产生了 日益严重的影响,汽车噪声已成为 现代城市中的主要噪声源。据统计 资料表明,交通噪声污染占城市环 境噪声污染的75%。为此,西方发 达国家自60年代起就对车辆噪声给 予了足够的重视,制定了许多法规 和标准来控制车辆噪声。 如美国、日本和欧洲等国家 和地区,从上世纪70年代起每隔一 段时间就修订一次相关的法规或标 准,图1示出了ECE(联合国欧洲经 济委员会)制定的车外加速噪声限 值随时间的变化过程。这些法规显 著地促进了汽车降噪技术与测量分 析技术不断的深入研究和应用,从 而有效的降低汽车噪声对城市环境 带来的不良影响。 汽车噪声试验评价方法 数十年来,在汽车噪声及环境 噪声的声学测量工作中,过去主 要考虑对人耳听力的影响,大多 数情况下采用的评价量为A计权声 压级。以A声级作为噪声评价量, 具有简便实用的优点。但因A声级 时,低频率信号由较大衰减的频率 计权测量值,测量结果中不提供频 率成分的信息,因此有两个明显的 缺点: (1)对相同A声级的不同噪声而 言,其频谱相差可能很大。更重要 的是,如果要进行噪声治理,则控 
制措施与各频率所需分贝数有关, 
缺少了频率信息,就不能做出经济 
合理的哚声控制设计。 
(2)对于低频成分占优势的强噪 
声环境,A声级数值大小与人们的 
主观感受有较大差距。因此为了得 
到一个舒适的车内声学环境,单纯 
达到A声级指标并不能满足车内舒 
适性的要求。尽管A声级存在以上 
缺点,然而有关噪声测量的长期试 
验表明,时间上连续、频谱比较均 
匀、无显著纯音成分的宽频噪声, 
若以它们的A声级大小排次序,则 
与人们主观听觉感受的响应度次序 
有较好的相关性,人们也希望有一 
个简单的单一量来表示噪声,因此 

技术与应用APA《No 5)2009—18 
Hesearcn on u DJec[ive I=Valua ̄ion I esting ivle[nocls tor AU[O Noise 
目前国内外的汽车噪声认证试验仍 
以A声级测量为手段。 
但是越来越多的汽车噪声专家 不再简单地追求减少由产品所发出 的声能的目标,而是更进一步开 始考虑产品声辐射的其它相关特 性,例如时间结构、频谱等。毕 竟,具有相同声压级的产品所发 出的声音听起来有时感觉是截然 不同的。他们开始对噪声品质进 行评价,并逐步引入心理声学参 数,主要响度(Loudness)、尖锐度 (sharpness)、粗糙度(Roughness) 和波动强度(FI uctuatio n s i n intensity)等。这些参数是在考虑到 人耳听力特性的基础上发展起来 的。在感知声音时,人类听力系统 会立即分析它的发生频率。声音的 频率成分决定了它的各种现象,而 这些现象可以用心理声学参数来更 加精确的描述。它们对声音的客观 物理测量是有用的补充。 汽车噪声的主观评价方法 最初的声品质评价是在心理声 学的基础上发展起来的,因此主 观评价方法就成为声品质研究的 基础。 汽车噪声主观评价的要素包括 
以下几个方面: 
样本:由于试验记录的车内噪 声信号是在实际行驶条件下得到 的,因此要尽量排除外界干扰,避 免样本出现运行不稳定的情况。 主体:主观评价实验中的测听 者称为评价“主体”。 主体数量:专家曾对不同评价 主体构成对主观评价结果的影响进 行过研究。他们认为,对于大多数 心理声学评价测试,20名主体就 已经足够了。 主体结构:主体结构要符合相应 的人El统计学规律(如年龄、性别、 文化背景、职业、经济状况等)。 主体培训:心理声学的研究表 明,主观评价结果是声样本、评价形 式和评价主体三方面的因素相互作用 的结果。无论选用何种声样本、何种 评价方法,不同评价主体的评价结果 以及同-- ̄ ̄E不同时间的评 介结果 都会有所差异。为了减少这种主观误 差,在评价之前对主体进行适当的培 _ 誓f墨 酗 C 撞 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 点儿也不 2009—18(No 5)APA技术与应用 极度 训是必不可少的。 评价方法选用评分法为基础的 等间隔直接单尺度评分法对车内哚 声品质进行了主观评价试验。 试验中,要求评价主体就所听 
到的声音样本照下表所示间隔给出 
相应的得分(可以为小数),评价主 
体需要就每一个声音样本做出独立 
的判断。该方法的优点是简单易行 
且最终的主观评价结果可以使用非 
参数分析的方法和声音样本的客观 
属性之间建立起联系。 
在对主体评价结果进行分析 
后,不能避免的存在评价主体对不 
同声音样本的评价结果出现了较多 
的同分现象(即不同的声样本得到 
相同的评价值),这表明这些主体 
对各声样本的辨别能力较差,同时 
同分现象也会使非参数检验方法产 
生较大误差,因而最终的评价结果 
应剔除这部分主体的数据。 

结果检验 
主观评价实验的有效性和可靠性 
是获得正确的主客观相互关系的前 
提,因此在得到主观评价结果以后还 
需要对主观评价实验进行检验。检验 
方法里采用7 zll ̄参数的(Friedman)检 
验和Kendal(肯德尔)f,办和系数检验。 
检验的内容包括两个方面,即各评价 
主体之间的一致程度以及各声样本之 
间是否却有差别。 
进行Friedman检验时将数据列 
入一个有N行和K列的双向表中。 
行代表各种条件(不同的声样本), 
列代表不同的评价主体。我们要研 
究的是这些评价主体处在所有条件 
下的得分,则每一行给出一个评价 
主体在K种条件下的得分。 
通常人们在获得试验结果时还 
希望能够了解评价主体之间的一致 
性程度,KendalI协和系数检验即 
可以用来衡量各评价主体之间一致 
的程度,它通过N个秩和之间差异 
的程度反映出来。APA