Nonlinear regression model for predicting environmental traffic noise

Abstract

Transport is an essential activity for urban life and for the economy, however, bad planning of the city script causes some movement in some places, causing excessive noise levels generated by road traffic. We aim to present a mathematical model that represents the relationship between the equivalent level of sound and vehicle volume quantities using the nonlinear logistic regression model in order to facilitate decision-making in relation to urban planning. We collected the data of sound pressure and vehicle volume for ten days during five hours totaling a collection of 50 hours, with a total of 180 thousand data of sound pressure level. The place of data collection is a highway that passes through the city of Maringá, in Paraná, being an intense traffic highway. The results show the performance of the proposed model were differences between measured and predicted traffic noise levels ranged from -0.3 dB (A) to +0.3 dB (A) and the mean difference was -0.006 dB (A). The proposed road traffic noise forecasting model can be used as a decision support tool in urban planning, considering the same boundary conditions as the road study. Keywords: Sound Equivalent Level. Traffic noise. Mathematical Optimization Model. RESUMOMuitos estudos sobre o impacto ambiental em áreas urbanas estão relacionados ao ruído do tráfego rodoviário. O transporte é uma atividade essencial à vida urbana e à economia, seja ele de pessoas ou bens de consumo, os tipos de veículos para transporte são classificados em veículos leves ou pesados. Entretanto, o mau planejamento da roteirização das cidades ocasiona certa movimentação em demasia em alguns pontos, causando níveis excessivos de ruído gerados pelo tráfego rodoviário. Este estudo tem como objetivo apresentar um modelo matemático que represente a relação entre as grandezas Nível Equivalente Sonoro e Volume Veicular, utilizando o modelo de regressão logística não linear, a fim de facilitar a tomada de decisão em relação ao planejamento urbano. Os dados de pressão sonora e volume veicular foram coletados por dez dias durante cinco horas totalizando uma coleta de 50 horas, com um total de 180 mil dados de nível de pressão sonora e 124.316 veículos. O local de coleta de dados foi uma rodovia que passa pela cidade de Maringá, no Paraná, sendo uma rodovia de tráfego intenso. Os resultados mostram que as diferenças entre os níveis de ruído de tráfego medido e previsto variam de -0,3 dB (A) a +0,3 dB (A) e a diferença média foi de -0,006 dB (A). O modelo de previsão de ruído de tráfego rodoviário proposto pode ser utilizado como ferramenta de apoio à decisão no planejamento urbano, levando em consideração as mesmas condições de contorno da rodovia estudada. Palavras-chave: Nível Equivalente Sonoro. Ruído de Tráfego. Modelo de Otimização Matemática.