特許 6783634 遮音板の組み合わせ探索プログラム及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6783634

(24)【登録日】2020年10月26日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】遮音板の組み合わせ探索プログラム及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G10K 11/16 20060101AFI20201102BHJP

   E01F 8/00 20060101ALI20201102BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   G10K11/16 120

   E01F8/00

   G01H17/00 C

【請求項の数】12

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2016-225095(P2016-225095)

(22)【出願日】2016年11月18日

(65)【公開番号】特開2018-81271(P2018-81271A)

(43)【公開日】2018年5月24日

【審査請求日】2019年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006839

【氏名又は名称】日鉄建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100178283

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 孝太

(72)【発明者】

【氏名】山本 健次郎

(72)【発明者】

【氏名】松本 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】穴井 謙

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１９４９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３４３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１４３０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１２３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５０６１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１４８２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｋ １１／１６

Ｅ０１Ｆ ８／００

Ｇ０１Ｈ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及び重量の異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索プログラムであって、
予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総重量とを、２以上の組み合わせに亘り求める演算ステップと、
上記演算ステップにおいて求められた騒音レベルと総重量とを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出ステップと、
上記適合度算出ステップにおいて求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択ステップと、
上記組み合わせ選択ステップにおいて選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作ステップと、
上記操作ステップにおいて生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算ステップにより騒音レベルと総重量が求められ、当該騒音レベルと当該総重量に基づいて上記適合度算出ステップにより求められた適合度に基づいて評価を行う評価ステップを有し、
上記評価ステップは、上記組み合わせ選択ステップ、上記操作ステップ、上記演算ステップ、上記適合度算出ステップが１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索すること
をコンピュータに実行させることを特徴とする遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項2】

上記適合度算出ステップでは、上記説明変数としての騒音レベルに基づくスコアをＲＡとし、上記総重量に基づくスコアをＲＢとしたとき、上記適合度は、（ｗＡ×ＲＡ）と（ｗＢ×ＲＢ）に基づいて算出されること
を特徴とする請求項１記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。
ｗＡはＲＡの重み付け係数であり、ｗＢはＲＢの重み付け係数であり、ｗＡ＋ｗＢ＝１．０である。

【請求項3】

上記適合度算出ステップでは、上記適合度を上記騒音レベルのスコアＲＡが大きいほど高くなるように設定され、当該スコアＲＡに対する上記騒音レベルの変化の割合は、当該騒音レベルが目標騒音レベル以下の領域が、当該騒音レベルが目標騒音レベルを超えると共に当該目標騒音レベルの近傍の領域と比較して、小さくなるように設定されていること
を特徴とする請求項２記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項4】

上記組み合わせ選択ステップは、上記適合度算出ステップにおいて求められた適合度がより高い順から２つの遮音壁の組み合わせを選択するか、又は上記適合度が高いほど選択確率が高くなるように２つの遮音壁の組み合わせを選択すること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項5】

上記演算ステップでは、上記組み合わせ選択ステップにおいて選択された各段の遮音板毎に、騒音源からの音波が当該遮音板の上下端を回折することによるスリット回折減衰と、上記音波が当該遮音板を透過することによる透過損失とに基づいて、当該遮音板の透過減衰を求め、更に求めた各段の遮音板の透過減衰の合計に基づいて、上記選択した遮音板の組み合わせにおける上記遮音壁の透過減衰値を求めること
を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項6】

上記演算ステップにおいて、上記騒音源は、第１遮音壁と第２遮音壁の間に設けられ、上記受音点と上記騒音源が、上記第２遮音壁を介して隔てられる場合において、上記騒音源から上記第１遮音壁及び／又は上記第２遮音壁を反射して上記受音点に音波が到達する過程で、その反射点となりえる遮音板を特定し、その特定した遮音板の吸音率に基づいて上記騒音レベルを求めること
を特徴とする請求項５記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項7】

上記演算ステップにおいて、上記騒音源は、第１遮音壁と第２遮音壁の間に設けられ、上記受音点と上記騒音源が、上記第２遮音壁を介して隔てられる場合において、
上記演算ステップでは、騒音源から第２遮音壁の上端を介して受音点に到達する場合の第１特性音源レベルと、騒音源から第１遮音壁を反射し、或いは第１遮音壁及び第２遮音壁を反射してから受音点に到達する反射音の第２特性音源レベルとに基づいて受音点の騒音レベルを求めること
を特徴とする請求項５記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項8】

上記演算ステップにおいて、第２特性音源レベルの受音点における騒音レベルを求める際は、上記反射音の反射点を含む遮音板の吸音率を使用すること
を特徴とする請求項７記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項9】

上記演算ステップでは、上記反射音が上記第２遮音壁の上下端を回折することによる反射補正量を反映させて上記受音点の騒音レベルを求めること
を特徴とする請求項７又は８記載の遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項10】

遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及びコストの異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索プログラムであって、
予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総コストとを、２以上の組み合わせに亘り求める演算ステップと、
上記演算ステップにおいて求められた騒音レベルと総コストとを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出ステップと、
上記適合度算出ステップにおいて求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択ステップと、
上記組み合わせ選択ステップにおいて選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作ステップと、
上記操作ステップにおいて生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算ステップにより騒音レベルと総コストが求められ、当該騒音レベルと当該総コストに基づいて上記適合度算出ステップにより求められた適合度に基づいて評価を行う評価ステップを有し、
上記評価ステップは、上記組み合わせ選択ステップ、上記操作ステップ、上記演算ステップ、上記適合度算出ステップが１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索すること
をコンピュータに実行させることを特徴とする遮音板の組み合わせ探索プログラム。

【請求項11】

遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及び重量の異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索システムであって、
予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総重量とを、２以上の組み合わせに亘り求める演算手段と、
上記演算手段により求められた騒音レベルと総重量とを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出手段と、
上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択手段と、
上記組み合わせ選択手段により選択された２ つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作手段と、
上記操作手段により生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算手段により騒音レベルと総重量が求められ、当該騒音レベルと当該総重量に基づいて上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて評価を行う評価手段とを備え、
上記評価手段は、上記組み合わせ選択手段、上記操作手段、上記演算手段、上記適合度算出手段の処理動作が１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索すること
を特徴とする遮音板の組み合わせ探索システム。

【請求項12】

遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及びコストの異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索システムであって、
予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総コストとを、２以上の組み合わせに亘り求める演算手段と、
上記演算手段により求められた騒音レベルと総コストとを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出手段と、
上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択手段と、
上記組み合わせ選択手段により選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作手段と、
上記操作手段により生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算手段により騒音レベルと総コストが求められ、当該騒音レベルと当該総コストに基づいて上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて評価を行う評価手段とを備え、
上記評価手段は、上記組み合わせ選択手段、上記操作手段、上記演算手段、上記適合度算出手段の処理動作が１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索すること
を特徴とする遮音板の組み合わせ探索システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遮音壁の各段を構成する複数のパネル体につき、遮音性並びに重量、その他の観点から最適な組み合わせを探索する遮音壁の各段を構成するパネル体の組み合わせ探索プログラム及びそのシステム、遮音壁の各段を構成するパネル体の組み合わせ設計方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高速道路などにおいては車両の高速走行に伴って大きな騒音が発生し、道路周辺の環境を損なう。また工場等の機械音や打撃音等も騒音となり、工場周辺にある住環境を損なう。このため、これらの騒音を遮音するために従来より遮音壁が利用されている。

【0003】

この遮音壁は、例えば特許文献１に示すように、地上に所定間隔で立設された支柱間に遮音板を架設することにより構成する。騒音源の高さに応じて遮音壁をある程度高く設定する必要がある場合には、遮音板を複数段に亘って段積みすることが通常行われる。遮音板としては、騒音源から直接伝わる騒音を遮音できるように遮音機能が施されてなり、例えば薄板からなる断面長方形状の鋼管を配列させたパネルで構成されていてもよいし、周知の吸音材が配設されたものであってもよい。

【0004】

ところで、このような遮音板において特に遮音性を高くするためには、例えば上述した吸音材の内部に、更に鋼板を挿入する等の改良を行う場合がある。また遮音板について更に遮音性を高く設定するために、吸音材の内部に挿入した鋼板の板厚を厚くする等の改良を行う場合もある。

【0005】

しかしながら、遮音板の遮音性を高くするために、吸音材の内部に鋼板を挿入したり、或いはその板厚を厚く設定する分において、当該遮音板の重量そのものが上がってしまう。ちなみに上述した遮音板以外の例えば石膏ボード等のような比較的薄手のボード系の材料や、コンクリート系の材料においても、その遮音性は、材料の面密度と周波数の積の対数に対してほぼ一次式の関係で表す質量則に依存することが建築音響学上知られている。

【0006】

これに加えて、遮音板の重量が重くなるにつれて遮音板１枚当たりの製造コストが高くなってしまい、ひいては遮音壁全体の建造コストも上昇してしまう。また、遮音板の重量が重くなると、特に特許文献１に示すような遮音板を多段に亘り積み上げる構成では、作業労力の負担が増大してしまい、更には現場への搬送労力の負担も増大し、施工性が低下してしまう。

【0007】

一方、遮音板の軽量化を図ることにより、遮音壁の製造コスト低減、並びに配設作業の負担軽減を重視すれば、逆に遮音性の低下を招くことにもなる。このため、使用する遮音板を組み合わせた遮音壁全体の重量と遮音性の双方の観点から好適な遮音板を選択して遮音壁を設計していく必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１１−８０３３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、遮音壁を構成する遮音板は、遮音性及び重量が同一種のもので統一させるのが従来から一般的である。このため、遮音板の重量の軽量化を図り、遮音性を軽視する設計を行えば、その影響は遮音壁を構成する全ての遮音板全体に及ぶことになる。一方、遮音板の重量を重くして、遮音性を重視する設計を行えば、その影響も遮音壁を構成する全ての遮音板全体に及ぶことになる。即ち、遮音板の重量と遮音性を僅かに改変するのみでその影響が遮音板全体に及んでしまう。このため、騒音源や受音点の位置、高さや角度等の関係において、遮音板の重量と遮音性をきめ細かく調整して設計を行うことは、従来より困難で難解な作業とされていた。

【0010】

また図２３に示すように騒音源Ｓの両側に遮音壁８１ａ、８１ｂが立設されている場合、騒音源Ｓから発せられた音波は、遮音壁８１ａと遮音壁８１ｂ間を互いに反射しながら進み、最後に遮音壁８１ｂの上端を回折して受音点Ｐまで到達することとなる。かかる場合には遮音壁８１ａ、８１ｂの双方についてそれぞれ遮音性や重量の観点からバランス調整を図る必要が生じる。しかしながら、遮音壁８１ａと遮音壁８１ｂ間の反射パターンが多岐に亘ると共に、遮音壁８１ａ、８１ｂのそれぞれについて遮音板を設計する必要が生じ、計算量が膨大になってしまう。その結果、遮音壁８１ａ、８１ｂについて遮音性や重量の観点から最適な遮音板の設計解が出てくるまでに長時間を要してしまう。

【0011】

ちなみに、計算量が膨大になることによる設計解の算出遅延の問題は、図２３に示すような騒音源Ｓの両側に遮音壁８１ａ、８１ｂが立設されている場合のみならず、騒音源Ｓの片側のみ遮音壁が立設されている場合においても顕在化していた。このため、このような遮音性や重量の観点から最適な遮音板の設計解を算出する上で計算量を少なくすることによる時間短縮化を図る必要があった。

【0012】

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、遮音壁の各段を構成する複数の遮音板につき、遮音性並びに遮音板の重量等の観点を考慮した上で最適な組み合わせを探索することが可能な遮音板の組み合わせ探索プログラム及びシステムにおいて、最適な遮音板の設計解を算出する上で計算量を少なくすることによる時間短縮化を図ることが可能な遮音板の組み合わせ探索プログラム及びシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係る遮音板の組み合わせ探索プログラムは、上述した課題を解決するために、遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及び重量の異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索プログラムであって、予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総重量とを、２以上の組み合わせに亘り求める演算ステップと、上記演算ステップにおいて求められた騒音レベルと総重量とを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出ステップと、上記適合度算出ステップにおいて求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択ステップと、上記組み合わせ選択ステップにおいて選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作ステップと、上記操作ステップにおいて生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算ステップにより騒音レベルと総重量が求められ、当該騒音レベルと当該総重量に基づいて上記適合度算出ステップにより求められた適合度に基づいて評価を行う評価ステップを有し、上記評価ステップは、上記組み合わせ選択ステップ、上記操作ステップ、上記演算ステップ、上記適合度算出ステップが１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索することをコンピュータに実行させることを特徴とする。

【0014】

このとき、本発明によれば、更に上記適合度算出ステップでは、上記演算ステップにおいて求められた騒音レベルが目標騒音レベルを超える場合には、当該騒音レベルが目標騒音レベル未満であって当該目標騒音レベルの近傍の領域と比較して、上記適合度を求める上で上記総重量よりも上記騒音レベルの優先度を高くすることを特徴とするものであってもよい。

【0015】

また本発明によれば、更に上記適合度算出ステップでは、上記演算ステップにおいて求められた騒音レベルが目標騒音レベル以下の場合には、当該騒音レベルが目標騒音レベルを超え、かつ当該目標騒音レベルの近傍の領域と比較して、上記適合度を求める上で上記総重量よりも上記騒音レベルの優先度を低くすることを特徴とするものであってもよい。

【0016】

本発明に係る遮音板の組み合わせ探索プログラムは、上述した課題を解決するために、遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及びコストの異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索プログラムであって、予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総コストとを、２以上の組み合わせに亘り求める演算ステップと、上記演算ステップにおいて求められた騒音レベルと総コストとを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出ステップと、上記適合度算出ステップにおいて求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択ステップと、上記組み合わせ選択ステップにおいて選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作ステップと、上記操作ステップにおいて生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算ステップにより騒音レベルと総コストが求められ、当該騒音レベルと当該総コストに基づいて上記適合度算出ステップにより求められた適合度に基づいて評価を行う評価ステップを有し、上記評価ステップは、上記組み合わせ選択ステップ、上記操作ステップ、上記演算ステップ、上記適合度算出ステップが１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索することをコンピュータに実行させることを特徴とする。

【0017】

本発明に係る遮音板の組み合わせ探索システムは、上述した課題を解決するために、遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及び重量の異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索システムであって、予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総重量とを、２以上の組み合わせに亘り求める演算手段と、上記演算手段により求められた騒音レベルと総重量とを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出手段と、上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択手段と、上記組み合わせ選択手段により選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作手段と、上記操作手段により生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算手段により騒音レベルと総重量が求められ、当該騒音レベルと当該総重量に基づいて上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて評価を行う評価手段とを備え、上記評価手段は、上記組み合わせ選択手段、上記操作手段、上記演算手段、上記適合度算出手段の処理動作が１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索することを特徴とする。

【0018】

本発明に係る遮音板の組み合わせ探索システムは、上述した課題を解決するために、遮音壁の各段を構成する複数の遮音板の組み合わせを互いに遮音性及びコストの異なる複数種の遮音板の中から探索する遮音板の組み合わせ探索システムであって、予め選択した各段の遮音板の組み合わせに対する透過減衰値に応じた受音点の騒音レベルと、その組み合わせを構成する遮音板の総コストとを、２以上の組み合わせに亘り求める演算手段と、上記演算手段により求められた騒音レベルと総コストとを説明変数とした適合度を上記組み合わせ毎に求める適合度算出手段と、上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて２つの遮音壁の組み合わせを選択する組み合わせ選択手段と、上記組み合わせ選択手段により選択された２つの遮音壁の組み合わせ間において上記各段における一部の段につき、互いに対応する段の遮音板を入れ替えるとともに、この入れ替えた後の２つの遮音壁の各組み合わせにつき、ある確率の下で一部の段を構成する遮音板を他種に変化させることにより次世代の組み合わせを生成する操作手段と、上記操作手段により生成された次世代の組み合わせに基づいて上記演算手段により騒音レベルと総コストが求められ、当該騒音レベルと当該総コストに基づいて上記適合度算出手段により求められた適合度に基づいて評価を行う評価手段とを備え、上記評価手段は、上記組み合わせ選択手段、上記操作手段、上記演算手段、上記適合度算出手段の処理動作が１ループとして繰り返し実行される間に、上記適合度がより高くなる組み合わせを探索することを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

上述した構成からなる本発明によれば、互いに遮音性と、重量が異なり、或いは追加要素も加わった異種のパネル体を複数段に亘り積み上げて遮音壁を構築するという新しいコンセプトの下で、遮音性並びに重量、追加要素の観点から最適な組み合わせを探索することが可能となる。

【0020】

特に、騒音源の両側に遮音壁が立設されている場合、騒音源から発せられた音波は、遮音壁と遮音壁間を互いに反射しながら進み、最後に遮音壁の上端を回折して受音点まで到達する。かかる場合には音圧レベルを計算するにあたり、反射モードも考慮して計算を行う必要があるところ、計算が複雑化して計算量が通常は膨大になるが、本発明によれば最適な遮音板の設計解を算出する上で計算量を少なくすることによる時間短縮化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明を適用した遮音板の組み合わせ探索システムの構成例を示す図である。

【図2】本発明を適用した組み合わせ探索プログラムにより設計される遮音壁の例を示す図である。

【図3】本発明を適用した組み合わせ探索プログラムにより設計される遮音壁の例を示す他の図である。

【図4】本発明を適用した組み合わせ探索プログラムにより選択されるパネル体の例について説明するための図である。

【図5】同一の又は異なる遮音性及び重量からなる異種のパネル体が割り当てられた遮音壁を示す図である。

【図6】中段のパネル体を貫通状態とすることにより、中段に穴を開けた遮音壁を構成する例を示す図である。

【図7】騒音レベル算出のコンセプトについて説明するための図である。

【図8】騒音源から発せられた音波の各伝搬経路について説明するための図である。

【図9】騒音レベルの具体的な算出方法について説明するための図である。

【図10】フレネル数Ｎを求める方法について説明するための図である。

【図11】３つの遮音壁が３重に設置された場合の回折補正量ΔL_dif,m(f)を求める例を示す図である。

【図12】遮音壁の遮音性を伝搬計算により求めるフローチャートである。

【図13】探索プログラム全体の処理フローを示すフローチャートである。

【図14】各遮音板の種類の例について説明するための図である。

【図15】パネル体の選択候補を表２の板種Ａ〜板種Ｄとした場合における、各組み合わせの評価値と騒音レベルのプロットを示す図である。

【図16】パネル体の選択候補を表３の板種Ａ〜板種Ｄとした場合における、各組み合わせの評価値と騒音レベルのプロットを示す図である。

【図17】パネル体の選択候補を表４の板種Ａ〜板種Ｄとした場合における、各組み合わせの評価値と騒音レベルのプロットを示す図である。

【図18】パネル体の選択候補を表５の板種Ａ〜板種Ｄとした場合における、各組み合わせの評価値と騒音レベルのプロットを示す図である。

【図19】パネル体の選択候補を表５の板種Ａ〜板種Ｄとした場合における、各組み合わせの評価値と騒音レベルのプロットを示す他の図である。

【図20】探索プログラム全体の他の処理フローを示すフローチャートである。

【図21】受音点に対して反対側に立設している遮音壁の上下端を反射音計算におけるスリット開口と考える例を示す図である。

【図22】鏡像音源と遮音壁３の上端とを結ぶ線分と、遮音壁との交点を特定する例を示す図である。

【図23】従来技術の問題点について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を適用した遮音板の組み合わせ探索システムについて、図面を参照しながら詳細に説明をする。

【0023】

本発明を適用した組み合わせ探索プログラムは、図１に示すような組み合わせ探索システム１０を構成する電子機器１１により実行される。

【0024】

組み合わせ探索システム１０は、複数の電子機器１１と、各電子機器１１に接続された表示装置１２と、電子機器１１がそれぞれ接続されるサーバ１３とを備えている。

【0025】

電子機器１１は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末、その他あらゆるウェアラブル端末等である。このような電子機器１１に対して、本発明を適用した組み合わせ探索プログラムがインストール可能とされている。ユーザは、インストールされた組み合わせ探索プログラムをこの電子機器１１上で動作させることが可能となる。

【0026】

表示装置１２は、電子機器１１による制御の下、ユーザに対して各種情報を表示するためのディスプレイである。表示装置１２は、ユーザに対して組み合わせ探索プログラムを動作させる上で必要な情報を表示し、またユーザに対して各種情報の入力を促し、更には組み合わせ探索プログラムにより探索された解を表示する。この表示装置１２は、電子機器１１に一体化されて組み込まれるものであってもよい。

【0027】

サーバ１３は、本発明を適用した遮音板の組み合わせ探索システム１０を実現する上で必要な組み合わせ探索プログラムが保存される記憶装置である。電子機器１１を介してこのサーバ１３にアクセスすることにより、サーバ１３に保存されている組み合わせ探索プログラムを各電子機器１１上にて動作させることが可能となる。

【0028】

なお、サーバ１３は、公衆通信網２０を介して他の電子機器２１に接続されていてもよい。この公衆通信網２０は、例えばインターネット等を初めとした、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯端末からアクセス可能な通信網である。他の電子機器２１のユーザは、公衆通信網２０を介してサーバ１３にアクセスすることにより、これに保存されている組み合わせ探索プログラムを動作させることが可能となる。

【0029】

このようにして、本発明を適用した組み合わせ探索プログラムは、電子機器１１、サーバ１３の何れかにおいてインストールされ、それぞれ電子機器１１、２１を介してそれぞれ動作させることが可能となる。この組み合わせ探索プログラムは、公衆通信網２０を介して外部からダウンロード可能なものされていてもよいし、記録媒体において予め記録されているものをインストールするようにしてもよい。

【0030】

本発明を適用した組み合わせ探索プログラムは、例えば図２、３に示すような遮音壁３０を設計する際に使用される。この遮音壁３０は、ベース４２上において、所定間隔で立設された支柱３１と、この支柱３１間に取り付けられた遮音板３２とを備えている。支柱３１は、ウェブ部の両端に一対のフランジ部が連設されたＨ形鋼からなる場合を例に挙げているが、これに限定されるものではなく、他のいかなる構成が適用されるものであってもよい。

【0031】

遮音板３２は、騒音源Ｓから直接伝わる騒音を遮音できるように遮音機能が施されたパネルである。この遮音板３２は、支柱３１間に配設されるが、騒音源Ｓの高さに応じて遮音壁をある程度高く設定する必要がある場合には、遮音板３２を複数段に亘って段積みすることが通常行われる。遮音板３２としては、騒音源Ｓから直接伝わる騒音を遮音できるように遮音機能が施されてなり、例えば薄板からなる断面長方形状の鋼管を配列させたパネルで構成されていてもよいし、周知の吸音材が配設されたものであってもよい。周知の吸音材としては、例えば合板、石膏ボード、珪酸カルシウム板等のような比較的薄手のボード系の材料や、ＲＣ板、ＰＣ板、コンクリートブロック等のコンクリート系の材料が用いられる場合が多い。これらの材料は比較的均質な単板として取り扱うことができる。このため、その遮音性能は、材料の面密度と周波数の積の対数に対してほぼ一次式の関係で表す質量則と、コインシデンス効果により推定できる。

【0032】

遮音板３２は、透明板やルーバーパネル、ドア等の特殊部材が適用されるものであってもよい。また遮音板３２は、貫通させる状態としたものも含まれる概念である。

【0033】

遮音板３２の実際の支柱３１への取り付け方法としては、例えば支柱３１がＨ形鋼で構成される場合には、当該Ｈ形鋼の内側に取り付けられ、遮音板３２が複数段に亘り積み上げられている場合が多いが、これに限定されるものではなく、他のいかなる取り付け方法が適用されていてもよい。

【0034】

この遮音板３２は、下から順に、遮音板３２−１、３２−２、３２−３、３２−４、・・とされている。これら遮音板３２−１、３２−２、・・・は、図３に示すように互いに異なる遮音性及び重量からなる異種の遮音板３２が割り当てられていてもよい。また図４（ａ）に示すように、これら遮音板３２−１、３２−２、・・・は、互いに同一の遮音性及び重量からなる同一種の遮音板３２が割り当てられていてもよい。また、更に、これら遮音板３２−１、３２−２、・・・は、図４（ｂ）に示すように、互いに同一の遮音性及び重量からなる同一種の遮音板３２がいずれか２以上の段に割り当てられ、またこれらと異なる異種の遮音板３２が他の段に割り当てられていてもよい。この図４（ｂ）の例では、遮音板３２−２、３２−３について同種のものを使用し、遮音板３２−１、３２−４についてはこれらとは異種のものを使用した例である。なお、この図３、４における遮音板３２のハッチングは、遮音板３２の種類を示すものであり、互いに同一のハッチングは同一種であり、互いに異なるハッチングは互いに異種であることを示している。

【0035】

また、遮音板３２−１、３２−２、・・・の何れか１以上について遮音板を設けない貫通状態としてもよい。図５の例では、遮音板３２−２、３２−４について貫通状態としている。最上段の遮音板３２−４について貫通状態する意味は、遮音板を４段ではなく３段で構成するという意味である。また遮音板３２−２を貫通状態とすることにより、中段に穴を開けた遮音壁３０を構成したことを意味している。このような貫通状態とすることにより、壁体として換気性を向上させることが可能となる。

【0036】

本発明を適用した組み合わせ探索プログラムでは、騒音源Ｓから発せられる騒音が遮音壁３０を介して受音点Ｐに到達するまでの遮音性と、遮音壁３０を構成する遮音板３２の重量の観点から、遮音壁の各段を構成する複数の遮音板３２につき、最適な組み合わせを探索するものである。

【0037】

この２つの観点のうち、後者である遮音壁３０の重量は、単純にこれを構成する各遮音板３２の重量の総和を求めることにより得られる。これに対して、前者の遮音壁３０の遮音性については、以下に説明するアプローチ方法に基づいて算出する。

【0038】

遮音性は、騒音源Ｓから受音点Ｐに至るまでの伝播計算を各遮音板３２毎に行うことにより導出する。図６に示すように騒音源Ｓから受音点Ｐまでの音波の伝播を周波数ｆ（Ｈｚ）毎に計算し、全周波数の騒音レベルのエネルギー和を受音点Ｐにおけるトータルの騒音レベルとする。周波数ｆは、例えば１００Ｈｚ〜５０００ｋＨｚの１／３オクターブバンド中心周波数、又は１２５Ｈｚ〜４０００ｋＨｚの１／１オクターブバンド中心周波数とするようにしてもよいが、これに限定されるものではなく、他のいかなる周波数の範囲とされていてもよい。

【0039】

騒音源Ｓから発せられた騒音が受音点Ｐに到達した時の受音点Ｐの音圧レベルL_A,m(f)は、騒音の周波数をｆとしたとき、以下の式（１）の伝搬計算式から算出することができる。

【0040】

【数1】

・・・・・（１）

【0041】

ここでｍは、図７に示すような伝搬経路ｍ＝１からｍ＝４に相当するものである。ｍ＝１は、騒音源Ｓから受音点Ｐまで遮音壁３０の頂点を介して直接音波を受信する伝搬経路である。また、ｍ＝２は、騒音源Ｓから発せられて一度地面に反射した音波が遮音壁３０の頂点を介してそのまま受音点Ｐまで到達する伝搬経路である。ｍ＝３は、騒音源Ｓから発せられて、遮音壁３０の頂点を介して一度地面を反射し、その後に受音点Ｐまで到達する伝搬経路である。ｍ＝４は、騒音源Ｓから発せられて一度地面に反射し、遮音壁３０の頂点を介してもう一度地面を反射し、その後に受音点Ｐまで到達する伝搬経路である。ｍ＝２〜４について実際に計算を行うためには、騒音源Ｓ又は受音点Ｐにつき地面を介して虚像の関係にあるＳ´、Ｐ´から音波が発せられたものと仮定して計算を行う。図７において、実際の経路を点線で示し、計算上の経路を実線で示す。

【0042】

上述した（１）式は、地面の反射を考慮するパターン、即ちｍ＝２〜４のパターンである。下記の式（２）は、地面の反射を考慮した、周波数ｆにおける受音点Ｐの予測音圧レベルである。

【0043】

【数2】

・・・・・・・・・（２）

【0044】

ここで、地面の反射を無視するパターンは、ｍ＝１に示す伝搬経路の場合である。このとき、式（１）は下記の式（１）´に書き換えることができる。

【0045】

【数3】

・・・・・・・・・（１）´

【0046】

式（１）、（１）´において、L_WA（f）は、実際の騒音源Ｓから発せられた騒音のレベルであり、-11-20log₁₀r（地面の反射を考慮するパターン）は、騒音源Ｓから受音点Ｐまでの距離ｒに応じた距離減衰を示している。また、地面の反射を無視するパターンは、-11-20log₁₀r の代替として、-8-20log₁₀rを使用する。また、ΔL_dif,m(f)は、回折補正量であり、各遮音板３２−１〜３２−４の透過損失を考慮したものである。

【0047】

この回折補正量ΔL_dif,m(f)は、以下の（３）式から算出することができる。

【0048】

【数4】

・・・・・・（３）

【0049】

（３）式から示されるように、回折補正量ΔL_dif,m(f)は、遮音壁３０の上端の回折減衰ΔL_d,top(f)と、遮音壁３０の透過減衰値ΔL_dif,w(f)とのエネルギー和で表すことが可能となる。ここで遮音壁３０の上端の回折減衰ΔL_d,top(f)とは、騒音源Ｓから発せられた騒音が遮音壁３０の上端３２ａまで到達し、当該上端３２ａで音波が回り込むことにより回折した後、受音点Ｐに向けて伝搬する経路Ｃ１について、回折減衰量を求めたものである。

【0050】

遮音壁３０の透過減衰値ΔL_dif,w(f)は、以下の（４）式から求めることができる。

【0051】

【数5】

・・・・・（４）

【0052】

（４）式におけるiは遮音壁３０における遮音板３２の下から何段目かを示している。換言すれば、このiは、遮音壁３０を構成する遮音壁３０の段数がｎであるとき、１〜ｎまでの整数である。

【0053】

ΔL_dif,slit,i(f)は、図８（ａ）に示すように、遮音壁３０における一の遮音板３２−ｉに着目したとき、遮音板３２−ｉの上端及び下端に仮想的にスリットが開口しているものと仮定したときにおける、そのスリット開口を通過する回折減衰（以下、スリット回折減衰という。）である。図８（ａ）の例では、遮音板３２−ｉの下端のスリット開口がO_(i)であり、その上端のスリット開口がO_(i+1)としている。また、この（４）式におけるTL_i(f)は、遮音板３２−ｉの透過損失である。各遮音板３２−ｉの透過減衰は、このスリット開口を通過するスリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)と、遮音板３２−ｉの透過損失TL_i(f)を負の値に変換した -TL_i(f)の和で表される。これら遮音壁３０全体の透過減衰L_dif,w(f)は、各遮音板３２−ｉにおけるｉが１〜ｎまでの透過減衰の総和として表される。

【0054】

TL_i(f)は、音源室と受音室を用いた実験室における測定値（JIS A 1416「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」）や、質量則等で算出した計算値を用いる。JIS A 1416に基づく場合には、それぞれ遮音板３２の各種類につき、周波数ｆ毎に遮音性能を実験的に求めておき、遮音壁３０を構成する遮音板３２の種類の組み合わせや、実際の周波数ｆに応じて、事前に求めた実験値に基づいて、遮音壁３０としての遮音性能から透過損失TL_i(f)を求める。

【0055】

また質量則等でTL_i(f)を算出する場合には、例えば以下の式に基づくものとしてもよい。
TL_i(f) = TL_ver,_i(f) - 10log₁₀（0.23×TL_ver,_i(f)）
TL_ver,_i (f) = 20log₁₀（f×d）- 42.5ここで、TL_i(f): i段目の遮音板３２の音響透過損失、TL_ver,_i (f): 音が垂直に入射した場合の音響透過損失
f：周波数
ｄ: i段目の遮音板３２の面密度（kg/m²）

【0056】

それぞれのスリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)は、以下の式（５）から算出される。

【0057】

【数6】

・・・・・・・・・・・（５）

【0058】

この（５）式では、図８（ｂ）に示すように、騒音源Ｓから発せられた音波が遮音板３２−ｉの上端O₁から回り込んで回折して受音点Ｐに到達する経路（ベクトルＳＯ₁＋ベクトルＯ₁Ｐ）と、騒音源Ｓから発せられた音波が遮音板３２−ｉの下端O₀から回り込んで回折して受音点Ｐ（ベクトルＳＯ₀＋ベクトルＯ₀Ｐ）に到達する経路との差分を求めている。（５）式の上段は、（ベクトルＳＯ₁＋ベクトルＯ₁Ｐ）の長さが、（ベクトルＳＯ₀＋ベクトルＯ₀Ｐ）の長さよりも長い場合の式であり、（５）式の下段は、（ベクトルＳＯ₀＋ベクトルＯ₀Ｐ）の長さが、（ベクトルＳＯ₁＋ベクトルＯ₁Ｐ）の長さよりも長い場合の式である。

【0059】

この（５）式においてΔL_d,0、ΔL_d,1は、以下の（６）式に示される前川チャートの実験式から求められる値である。

【0060】

【数7】

・・・・・・・・・・・・・（６）

【0061】

ΔL_d,0は、点Ｓ、Ｏ₁、Ｐにより囲まれる三角形について、フレネル数Ｎを代入したものである。フレネル数Ｎを求めるためには、先ず図９に示すように、点Ｓから点Ｏ₁までの長さＡ、点Ｏ₁から点Ｐまでの長さＢ、点Ｐから点Ｓまでの長さｄから経路差δを求める。経路差δは、δ＝Ａ＋Ｂ−ｄで与えられる。この経路差δと音波の周波数ｆの波長λから、フレネル数Ｎは、Ｎ＝２δ／λより求められる。波長λ＝音速／周波数fで求められる。

【0062】

このようにして求めたフレネル数Ｎを（６）式に代入することにより、ΔL_d,0が算出されることとなる。ちなみに、この（６）式によれば、求められたフレネル数Ｎの値の条件に応じて、代入式が３通りに分かれることとなる。

【0063】

ΔL_d,1は、点Ｓ、Ｏ₀、Ｐにより囲まれる三角形について、フレネル数Ｎを代入したものである。このフレネル数Ｎの求め方は、上述したΔL_d,0と同様である。

【0064】

このようにして、（６）式からそれぞれ求められたΔL_d,0、ΔL_d,1を（５）式に代入することにより、スリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)を求める。なお、上述したΔL_d,top(f)についても同様に、図６で示すところの、騒音源Ｓ、遮音壁３０の上端３２ａ、受音点Ｐで結ばれる三角形の領域に基づいて同様にフレネル数Ｎを代入することにより求めることとなる。

【0065】

なお、本発明によれば、（６）式に示される前川チャートの実験式からΔL_d,0、ΔL_d,1を求める場合に限定されるものではない。以下に説明するように、エネルギー相補性を仮定した回折補正量に基づくものであってもよい。

【0066】

このエネルギー相補性を仮定した回折補正量の計算モデルは、福島昭則、山本貢平「エネルギーの相補性を仮定した回折補正量計算モデルとその応用」、（社）日本音響学会騒音振動研究会、Ｎ−２００６−５６、Ｐ１〜ｐ１０、２００６年１１月１０日により提案されている。（６）式に示される前川チャートの実験式を使用するスリット法では、音源の反射面に対する鏡像からの伝搬が回折理論で計算できることに基づいており、回折現象において音響エネルギーの加減演算が成立することを仮定している。かかる仮定をおいていることを理解しているのであれば、本発明においては、上述した（６）式からΔL_d,0、ΔL_d,1を求めることで何ら問題は無い。

【0067】

しかしながら、上述した（６）式は、実際の回折現象においてエネルギーの相補性は、以下の理由により厳密に計算する必要がある。例えば図１０に示すように騒音点Ｓから仮想障壁５１の上端に位置する回折点Ｏを回折して受音点Ｐに至るまでの経路を考える。この仮想障壁５１は、遮音壁３０に相当するものだが、理論的説明を行う上で仮に定義したパネルである。図１０（ａ）は、伝搬経路差が大きくフレネル数が大きい例であり、図１０（ｂ）は、伝搬経路差が０に近いためフレネル数が限りなく０に近い状態を示している。このような図１０（ｂ）の状態においては、１/２の空間を遮蔽したときにエネルギー相補性を考慮した場合には、回折補正量が−３ｄＢになることが、上述した福島らの文献において明示されている。一方、（６）式に示される前川チャートの実験式では、フレネル数が０に近い状態において計算した場合に、回折補正量は−５ｄＢになるため、エネルギーの相補性は成り立っていない。

【0068】

このため、エネルギー相補性についても考慮する場合には、フレネル数が０又は限りなく０に近い場合において、回折補正量が−３ｄＢとなるように調整した式を使用する必要がある。以下の式（６）´は、上述した福島らの文献に開示されている式であり、フレネル数が０又は限りなく０に近い場合において、回折補正量が−３ｄＢとなるように調整した式である。

【0069】

【数8】

・・・・・・・・・・・（６）´

【0070】

この式（６）´において、Ｎはフレネル数であり、αは調整値であり、本実施の形態においてはα＝２/３としている。しかし、このαは、必要に応じてシステム側、又はユーザ側において自由に改変するようにしてもよい。

【0071】

このようなエネルギー相補性を仮定した回折補正量を考慮しつつ、スリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)を求めるためには、同様に（５）式におけるΔL_d,0、ΔL_d,1を（６）´式を用いて求めていくこととなる。図８（ｂ）に示すように、ΔL_d,0は、点Ｓ、Ｏ₁、Ｐにより囲まれる三角形について、フレネル数Ｎを式（６）´に代入して得られるものであり、ΔL_d,1は、点Ｓ、Ｏ₀、Ｐにより囲まれる三角形について、フレネル数Ｎを代入することで得られるものである。それぞれ求めたΔL_d,0、ΔL_d,1を式（５）に代入して、スリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)を求めていくこととなる。

【0072】

また、上述した式（３）に基づく回折補正量ΔL_dif,m(f)の算出は、図３に示すように、騒音源Ｓから略鉛直方向に立ち上げられた一の遮音壁３０を介して受音点Ｐに到達するモデルを例に挙げて説明をしている。

【0073】

以上、説明したように、（１）〜（６）、（６）´式に基づき騒音源Ｓから発せられた騒音が受音点Ｐに到達するまでの騒音レベルを計算により求めることが可能となる。計算に必要なパラメータとして、長さＡ、Ｂ、ｄは、騒音源Ｓ、受音点Ｐの位置情報と、実際の遮音板３２−ｉの位置情報、高さ、設計寸法から求めることができる。λは、周波数ｆから求めることになるが、本発明では、音波の周波数ｆについて例えば１００Ｈｚ〜５０００ｋＨｚの間で、１２５Ｈｚ間隔で、ｆ＝ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_Nと設定しておき、各ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_Nについてそれぞれ上述した計算式に当てはめることにより騒音レベルを求めるようにしてもよい。そして、この各ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_Nについて求めた騒音レベルの総和を求めて、最終的な遮音性のデータとするようにしてもよい。

【0074】

次に本発明を適用した組み合わせ探索プログラムの実際の処理動作フローについて説明をする。図１１は、遮音壁３０の遮音性を伝搬計算により求めるフローチャートである。

【0075】

先ずステップＳ１１において、周波数ｆ_kを設定する。設定する周波数は、通常は、周波数の集合であるｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_Nの中で低い方から順に選択していくがこれに限定されるものではなく、これらの周波数がいかなる順序で選択されるものであってもよい。また、これら周波数ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_Nの集合のうち、例えば任意の周波数範囲のみ伝搬特性を解析したい場合には、その範囲の周波数のみ選択するようにしてもよい。設定する周波数の集合ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_N自体も予めシステム側で設定されていてもよいし、ユーザ側において自由に設定してもよい。以下、このステップＳ１１において上述した周波数の集合から選択された一の周波数をｆ_kとする。

【0076】

次にステップＳ１２に移行し、遮音板３２−ｉにおけるｉを決定する。このｉの決定は、図５でいえば、遮音板３２−１、３２−２、３２−３、３２−４のうち、１〜４の何れかを選択することを意味する。そして選択された遮音板３２を、遮音板３２−ｉとし、これ以降のフローにおいてその遮音性を計算していくこととなる。

【0077】

次にステップＳ１３へ移行し、ステップＳ１２において選択した遮音板３２−ｉについて、式（５）からスリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)を求める。実際には、選択した遮音板３２−ｉのサイズ、位置、高さと、騒音源Ｓ、受音点Ｐの各位置情報に基づいて式（６）に示される前川チャートの実験式からそれぞれΔL_d,0、ΔL_d,1を求め、（５）式に代入した上でスリット回折減衰ΔL_dif,slit,i(f)を求める

【0078】

次にステップＳ１４へ移行し、（４）式に基づいて遮音板３２−ｉの透過減衰を求める。この遮音板３２−ｉの透過減衰は、ΔL_dif,slit,i(f)+(-TL_i(f))で表される。ΔL_dif,slit,i(f)については、ステップＳ１３において求めたスリット回折減衰を代入し、TL_i(f)は、上述したJIS A 1416に基づく実験値や質量則等を介して求めたものを代入する。

【0079】

次にステップＳ１５へ移行し、遮音壁３０を構成する全ての遮音板３２について、それぞれ透過減衰ΔL_dif,slit,i(f)+(-TL_i(f))を求めたか否か判定を行う。その結果、未だΔL_dif,slit,i(f)+(-TL_i(f))を求めてない他の段を構成する遮音板３２が存在する場合には、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１２に戻った場合には、ΔL_dif,slit,i(f)+(-TL_i(f))を求めていない他の段を構成する遮音板３２を選択して、これを遮音板３２−ｉとし、以降は同様のフローに従って処理を行う。これに対して、遮音壁３０を構成する全ての遮音板３２について透過減衰ΔL_dif,slit,i(f)+(-TL_i(f))を求めている場合には、遮音壁３０全体の透過減衰値ΔL_dif,w(f)を、（４）式で示すところの、各遮音板３２−ｉにおけるｉが１〜ｎまでの透過減衰の総和として算出することができることを意味している。かかる場合には、ステップＳ１６へと移行する。

【0080】

ステップＳ１６では、遮音壁３０の上端の回折減衰ΔL_d,top(f)と、遮音壁３０の透過減衰値ΔL_dif,w(f)とを求める。遮音壁３０の上端の回折減衰ΔL_d,top(f)は、上述したように、騒音源Ｓ、遮音壁３０の上端３２ａ、受音点Ｐで結ばれる三角形の領域に基づいて同様にフレネル数Ｎを代入することにより求める。また、遮音壁３０の透過減衰値ΔL_dif,w(f)は、（４）式に基づいて算出する。

【0081】

次にステップＳ１７に移行し、ｍ＝１のときを仮定した場合、距離減衰-8-20log₁₀rを求める。この距離減衰は、騒音源Ｓから受音点Ｐまでの距離ｒをかかる距離減衰の式に代入することにより、求めることができる。地面の反射を考慮するか否かに基づいて、上述のように使用する式を選択することとなる。

【0082】

次にステップＳ１８へ移行し、（１）式に基づいて遮音レベルL_WA（f）を求める。このL_WA（f）を求める上で、先ずΔL_dif,m(f)については、ステップＳ１６において求められたΔL_d,top(f)、ΔL_dif,w(f)を（２）式に代入することにより得ることができる。また距離減衰-11-20log₁₀rは、ステップＳ１７において求めたものを代入する。L_WA（f）は、実際の騒音源Ｓから発せられた騒音のレベルを代入する。これにより、遮音板３２を積み上げることにより構成された遮音壁３０についてステップＳ１１において選択した周波数ｆ_kについて騒音レベルを求めることが可能となる。

【0083】

次にステップＳ１９へ移行し、周波数の集合であるｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_N全てについて、計算が終了したか否かを判別する。その結果、全ての周波数について計算が終了したものと判別した場合には、伝搬計算が終了となる。これに対して、未だ計算が終了していない周波数が存在する場合には、ステップＳ１１に戻る。そして、未だ計算が終了していない周波数の何れかを選択し、これを周波数ｆ_kとして、ステップＳ１２以降のフローを同様に実行していく。このようにして、周波数の集合であるｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_N全てについて計算が終了するまでステップＳ１１から１８までを繰り返し実行していくこととなる。そして、全ての周波数の集合であるｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_N全てについて計算が終了した場合には、各周波数について求めた騒音レベルの総和を求めることにより、その遮音壁３０の各周波数に対する騒音レベル、ひいては遮音性を求めることが可能となる。なお、本発明では、少なくとも１の周波数ｆについて騒音レベルを求めるものであってもよい。

【0084】

ちなみに、この図１１に示す遮音壁３０の伝搬計算フローチャートは、図１２に示す探索プログラム全体のフローチャートにおけるステップＳ２８を構成するものである。全体のフローチャートでは先ず、ステップＳ２１において、ＧＡ（遺伝的アルゴリズム）空間の作成を行う。このＧＡ空間の作成では、図１３に示すように、遮音壁３０を構成する各種遮音板３２を遺伝子と見立て、最適解の算出を行っていく。

【0085】

ステップＳ２１では、遮音壁３０を、遮音板３２−１、３２−２、３２−３、３２−４、３２−５の５段で構成している場合を例にとり、ＧＡに基づき、各遮音板３２の種類をそれぞれこの遮音板３２−１〜３２−５に割り当てる。遮音板３２の種類は、図１４に示す３種の中から選択される場合を例にとり説明をする。タイプ１は、遮音材のみで構成し内部に鋼板が無いものであり、タイプ２は、遮音材に加え、更に内部に板厚１．６ｍｍの鋼板を挿入したものであり、タイプ３は、遮音材に加え、更に内部に板厚３．２ｍｍの鋼板を挿入したものである。遮音性は、タイプ３が最も高く、タイプ２がその次に高く、タイプ１が最も低くなる。重量は、タイプ３が最も重く、タイプ２がその次に重く、タイプ１が最も軽くなる。コストは、タイプ３が最も高く、タイプ２がその次に高く、タイプ１が最も低くなる。なお遮音板３２の遮音性及び重量のタイプの数、種類はいかなるものであってもよい。また、遮音板３２を設けることなく、空洞にする場合も遮音板３２の種類（タイプ）の一対として含めてもよい。また、周波数ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃、・・ｆ_k・・、ｆ_N全ての周波数についての透過損失を入力するようにしてもよいし、いずれかの周波数のものについて入力するようにしてもよい。

【0086】

ステップＳ２１では、遮音性及び重量の異なる３つのタイプの遮音板の中から、遮音壁３０の各段を構成する複数の遮音板３２−１〜３２−５の組み合わせを実際に選択する。この選択のルールはいかなるものであってもよく、ランダムな乱数に基づいて決めてもよいし、所定の規則的なルールに基づいて決めてもよい。図１３は、遮音板３２−１から順に遮音板３２−５まで、タイプ（３、３、３、３、３）、タイプ（１、１、３、２、１）、タイプ（３、２、１、２、２）、・・・・、タイプ（１、１、１、１、１）をＧＡ空間として作成した例を示している。以下のフローでは、このステップＳ２１において作成したＧＡ空間を基調として各種処理動作を進めていくこととなる。

【0087】

次にステップＳ２２に移行し、ステップＳ２９からの世代ループが戻ってくることとなるが、ＧＡ空間を設定した当初は世代（Ｇｅｎ）＝１であるため、そのままステップＳ２３へと移行する。

【0088】

ステップＳ２３では、条件分岐を行う。即ち、世代が１世代目の場合、換言すればＧｅｎ＝１の場合は、ステップＳ２８へ移行する。これに対して世代が２世代目以降の場合、換言すればＧｅｎ≧２の場合は、ステップＳ２４、２５へ移行する。

【0089】

当初は、Ｇｅｎ＝１であるため、そのままステップＳ２８へ移行し、評価を行う。ステップＳ２８では、各遮音板３２に割り当てられた各タイプの適合性を、適合度という関数を介して評価する。

【0090】

適合度は以下の式（１４）に基づいて評価する。
適合度＝（ｗＡ×ＲＡ）＋（ｗＢ×ＲＢ）・・・・・・・・・・・・・（１４）
ここでｗＡは遮音性の重み付け係数であり、ｗＢは重量の重み付け係数である。ｗＡ＋ｗＢ＝１．０である。またＲＡは遮音性のスコアであり、ＲＢは重量（コスト）のスコアである。ＲＡ、ＲＢそれぞれ０≦ＲＡ≦１．０、０≦ＲＢ≦１．０の範囲にある。その結果、この適合度は、０≦適合度≦１．０となる。
なお、適合度は、上述した（１４）式に限定されるものではなく、（ｗＡ×ＲＡ）と（ｗＢ×ＲＢ）に基づいて算出されるものであればいかなるものであってもよい。即ち、（ｗＡ×ＲＡ）の項に対して更なる係数が加減乗除されていてもよいし、（ｗＢ×ＲＢ）の項に更なる係数が加減乗除されていてもよい。

【0091】

ＲＡは、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ（＝音圧レベルL_A,m(f)）に基づいて算出される。実際にこの騒音レベルＬＡは、上述したステップＳ１１〜Ｓ１９の処理動作を通じて求められる。

【0092】

受音点Ｐの騒音レベルの目標値をLAtargetとしたとき、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetの場合、換言すれば受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標をクリアしている場合には、ＲＡは以下の式（１５）に基づいて算出される。ここでＣ＝騒音レベルＬＡが目標値LAtargetにあるときのＲＡである。
ＲＡ＝１．０−｛（１．０−Ｃ）×ＬＡ／LAtarget｝・・・・・・・・・・・・（１５）

【0093】

受音点Ｐの騒音レベルＬＡ≧目標値LAtargetの場合、換言すれば受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標をオーバーしている場合には、ＲＡは以下の式に基づいて算出される。
ＲＡ＝Ｃ／１０＾[（ＬＡ−LAtarget）／１０]・・・・・・・・・・・・（１６）

【0094】

図１５は、横軸を受音点Ｐの騒音レベルＬＡ（ｄＢ）とし、縦軸を遮音性のスコアＲＡとした場合において、上述した式（１５）、（１６）のプロットを描いたものである。

【0095】

ちょうど騒音レベルＬＡが、LAtargetであるときの遮音性のスコアＲＡがＣであることが示されている。また騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetである場合よりもＬＡ≧目標値LAtargetの場合の方が傾きが急激であることが分かる。ＬＡ≧目標値LAtargetである場合は、受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標値LAtargetを超えてしまっていることから、この目標値LAtarget以内に抑えるべく傾きが急峻になる曲線とすることで、騒音レベルＬＡが下がることによるスコアの上昇率を高くし、より目標値LAtarget以内に近づくように設定し、ひいては適合度全体に与える騒音レベルＬＡの重み付けを上げている。一方、騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetである場合は、騒音レベルＬＡが目標値目標値LAtargetを既にクリアしているため、傾きを緩やかにすることで、騒音レベルＬＡが下がることによるスコアの上昇率を低くすることで、適合度全体に与える騒音レベルＬＡの重み付けを下げている。

【0096】

即ち、スコアＲＡに対する騒音レベルＬＡの変化の割合は、目標値LAtarget付近に着目した場合、ちょうど目標値LAtargetを介して低い側がより小さくなるように設定されている。換言すれば、騒音レベルＬＡの変化の割合は、当該騒音レベルが目標騒音レベル以下の領域が、当該騒音レベルが目標騒音レベル以下になる直前と比較して、小さくなるように設定されている。少なくとも騒音レベルＬＡの変化の割合は、当該騒音レベルが目標値LAtarget以下の領域が、当該騒音レベルが目標値LAtarget以下になる直前と比較して、小さくなる。換言すれば騒音レベルＬＡの変化の割合は、当該騒音レベルが目標値LAtarget以下の領域が、当該騒音レベルが目標値LAtargetを超えると共に当該目標値LAtargetの近傍の領域Ｐと比較して、小さくなるように設定されている。ここでいう、領域Ｐとは、例えば図１５に示すように、目標値LAtargetを超える直上の領域を示す。

【0097】

重量のスコアＲＢは、以下の式に基づいて算出される。
ＲＢ＝１．０−（Ｗ−Ｗｍｉｎ）／（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）・・・・・（１７）
ここでＷは実際に選択した遮音板３２の総重量であり、Ｗｍａｘは、遮音壁３０の各段を構成する全ての遮音板３２−１〜３２−５につき最も重いタイプ３を選択した場合の総重量であり、Ｗｍｉｎは、遮音壁３０の各段を構成する全ての遮音板３２−１〜３２−５につき最も軽いタイプ１を選択した場合の総重量である。仮に全ての遮音板３２−１〜３２−５につき最も軽いタイプ１を選択した場合にはＷ＝Ｗｍｉｎになるため、ＲＢ＝１となる。一方、全ての遮音板３２−１〜３２−５につき最も重いタイプ３を選択した場合にはＷ＝ＷｍａｘになるためＲＢ＝１．０となる。

【0098】

図１６は、横軸を遮音板の総重量Ｗとし、縦軸を重量のスコアＲＢの関係を示している。ＲＢとＷは、上記式（１７）の関係の下ではちょうど図１６に示すような線形関係となる。なお、この重量のスコアＲＢと遮音板の総重量Ｗの関係は、このような線形関係になることは必須ではない。

【0099】

この重量のスコアＲＢと遮音板の総重量Ｗの関係は、騒音レベルＬＡと遮音性のスコアＲＡとの関係において、更に以下の関係を有する。

【0100】

受音点Ｐの騒音レベルＬＡ≧目標値LAtargetの場合、換言すれば受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標値LAtargetを超える場合には、当該騒音レベルが目標値LAtarget未満であって当該目標値LAtargetの近傍の領域と比較して、適合度を求める上で遮音板の総重量Ｗよりも騒音レベルＬＡの優先度を高くする。この優先度の高さは、ＲＡの式（１６）の傾きが、ＲＢの式（１７）の傾きよりも大きいことで実現できる。これに対して、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetの場合、換言すれば受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標値LAtargetを下回る場合には、当該騒音レベルが目標値LAtargetを超え、かつ当該目標値LAtargetの近傍の領域と比較して、適合度を求める上で遮音板の総重量Ｗよりも騒音レベルＬＡの優先度を低くする。この優先度を低くすることは、ＲＡの式（１５）の傾きが、ＲＢの式（１７）の傾きよりも小さくすることで実現できる。

【0101】

その結果、この適合度は、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ≧目標値LAtargetの場合は、総重量Ｗよりも騒音レベルＬＡが下がるほど急激に増加することとなり、騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetの場合には、騒音レベルＬＡよりも総重量Ｗが下がるほど急激に上昇することとなる。このため、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ≧目標値LAtargetの領域においては、より騒音レベルＬＡが下がるような遮音板３２の組み合わせが選択されやすくなり、騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetの領域においては、より総重量Ｗが小さくなるような遮音板３２の組み合わせが選択されやすくなる。

【0102】

なお、このＲＡの式（１５）、（１６）、ＲＢの式（１７）は、上述に限定されるものではなく、適合度を求める上で遮音板の総重量Ｗと騒音レベルＬＡの優先度の関係が、目標値LAtargetを境界にして上述の如く異ならせてなるものであればいかなるものであってもよい。

【0103】

ステップＳ２８では、上述の如く（１４）式に基づいてそれぞれの遮音板３２の組み合わせについてそれぞれ適合度を求める。このためには、ステップＳ２１において生成したＧＡ空間の各遮音板３２の組み合わせに対して、それぞれステップＳ１１〜Ｓ１９の処理動作を通じて騒音レベルＬＡを求めると共に総重量Ｗと求め、更にこれらを式（１４）〜（１７）に代入して適合度を求めることとなる。その結果、ＧＡ空間において生成した一部又は全ての各遮音板３２の組み合わせに対してそれぞれ適合度が求められた状態となる。このような状態まで完了した後、ステップＳ２９へ移行する。

【0104】

ステップＳ２９に移行した場合は、ＧＡの世代ループを行う。即ち、今までのＧｅｎに対して１を加算した世代になる。ステップＳ２１からＧｅｎ＝１の状態でステップＳ２９に移行した場合には、これに世代を１加算することで２世代目（Ｇｅｎ＝２）に移行し、ステップＳ２２に戻る。

【0105】

ステップＳ２２に戻った場合には、再びステップＳ２３へ移行し、Ｇｅｎ≧２であるため、ステップＳ２４、Ｓ２５へ移行する。

【0106】

先ずステップＳ２５に移行した場合について説明をする。ステップＳ２５では、Ｎを２以上の整数としたときにＮ世代目（Ｇｅｎ＝Ｎ）の場合において親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）から親を選択する。親の選択は、親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）から２つのペアとなる遮音板３２の組み合わせを選択する。

【0107】

図１７（ａ）は、ステップＳ２５において選択した２つの遮音板の組み合わせを示している。遮音板３２−１から順に遮音板３２−５まで、タイプ（３、３、３、３、３）と、タイプ（１、１、３、２、１）の２つの組み合わせを選択するものとする。

【0108】

次にステップＳ２６へ移行し、交叉させることで親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）に対する子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）を作成する。交叉させる場合には、親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）に対して交叉位置をランダムに決める。図１７（ａ）の例では、この交叉位置を、遮音板３２−２と遮音板３２−３と間に設定することでいわゆる一点交叉としている。そして、図１７（ｂ）に示すように交叉位置を基準に親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）を構成する２つの組み合わせ間で遮音板３２のタイプを交換する。その結果、子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）は、ちょうど遮音板３２−１、３２−２が親世代と比較して互いに入れ替わった状態となり、それぞれタイプ（１、１、３、３、３）と、タイプ（３、３、３、２、１）の２つの組み合わせとなる。

【0109】

次にステップＳ２７へ移行し、生成した子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）の各組み合わせに対して、ある確率の下で突然変異を起こさせる。この突然変異を起こさせる確率は、世代ごとに変化するものであってもよいし、一定とされていてもよい。図１７（ｃ）の例では、子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）の一方の側のみに突然変異が生じ、遮音板３２のタイプがランダムに変化したものとなっている。このステップＳ２７の過程においては、ある確率の下で突然変異が生じない組み合わせも当然にありえる。このステップＳ２７の処理動作を終了させた後、ステップＳ２８に移行する。

【0110】

なお、上述したステップＳ２６〜Ｓ２７の処理動作は、他に選択した全ての親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）につき実行する。その結果、子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）は選択した親世代の数に応じたものとなる。

【0111】

次にステップＳ２３からステップＳ２４に移行した場合について説明をする。このステップＳ２４では、いわゆるエリート保存という処理動作を行う。このエリート保存では、親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）における遮音板３２の組み合わせが特に適合度が高く理想解に近い場合には、これをそのまま子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）として保存してステップＳ２８へと移行する。

【0112】

ステップＳ２８に移行した場合には、この生成した子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）やエリート保存した子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）について、同様に（１４）式に基づいてそれぞれの遮音板３２の組み合わせについてそれぞれ適合度を求める。このためには、子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）の組み合わせに対して、それぞれステップＳ１１〜Ｓ１９の処理動作を通じて騒音レベルＬＡを求めると共に総重量Ｗと求め、更にこれらを式（１４）〜（１７）に代入して適合度を求めることとなる。その後、ステップＳ２９へ移行し、同様に世代ループを行うことにより、Ｎに１を加算し、今まで子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）とされてきた世代を親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）とし、さらにその子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）をステップＳ２４、２５以降において生成することとなる。そして、これらステップＳ２３〜Ｓ２９までの処理動作を繰り返し行っていく。

【0113】

特にこの処理動作を繰り返し行っていくことにより、子世代になるほど適合度が上昇してくる。その理由として、ステップＳ２５において適合度がより高い親世代が選択されることとなり、そこから生まれてくる子世代はより優れた適合度となる可能性が高くなる。また適合度が高い親世代は、ステップＳ２４におけるエリート保存を通じてそのまま残されるため、優れた適合度となる可能性が高くなる。このようにして生まれてくる子世代が親世代となったとき、ステップＳ２５において更に適合度の高い親世代が選択されることになり、子世代は更に優れた適合度となる可能性が高くなる。世代ループを繰り返すことにより、最終的に生成される子世代の遮音板３２の組み合わせは適合度が最大になる。この適合度が最大になる子世代の遮音板３２の組み合わせを最適解とする。

【0114】

最適解が現れたときにステップＳ２９における世代ループを終了させ、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では、この適合度が最大となる遮音板３２の組み合わせの最適解を出力し、処理動作を終了させる。

【0115】

ちなみに、適合度が最大であるか否かの判断は、適合度が所望の閾値を超えた場合に最大と判断するようにしてもよいし、世代ループを規定回数繰り返しても、今までの中での適合度の最大値を超える遮音板３２の組み合わせが現れない場合には、その適合度の最大値を最適解とみなしてもよい。

【0116】

なお、上述したステップＳ２５では、親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）の２つのペアの組み合わせを選択する上で、いかなる方法に基づくものであってもよい。例えば、適合度の高い順から２つの遮音壁３０の組み合わせを選択するいわゆるランキング選択を行うようにしてもよいし、適合度が高いほど選択確率が高くなるように２つの遮音壁の組み合わせを選択する、いわゆるルーレット選択を行うようにしてもよい。仮に親世代としてＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘが存在しており、Ｕの適合度が０．４、Ｖの適合度が０．３、Ｗの適合度が０．２、Ｘの適合度が０．１であったとき、ランキング選択は、上位のＵ、Ｖの２つを選択することとなる。またルーレット選択の場合には、例えばＵが４０％、Ｖが３０％、Ｗが２０％、Ｘが１０％の確率で選ばれることとなる。これにより、適合度が低い親世代の中でも、僅かな確率で優れた子世代を作り出すケースを漏らすことなく反映させることが可能となる。

【0117】

またステップＳ２６における交叉は、図１７（ｂ）に示すような一点交叉に限定されるものではなく、図１８に示すような二点交叉で交叉させるようにしてもよい。図１８（ａ）に示すように、親世代（Ｇｅｎ＝Ｎ−１）遮音板３２−２と遮音板３２−３の間にあるα線、並びに遮音板３２−４と遮音板３２−５の間にあるβ線の２点で区切り、２点交叉させる。その結果、図１８（ｂ）に示すように、２点交叉された子世代（Ｇｅｎ＝Ｎ）が新たに生まれることとなる。また、交叉点は三点以上を交叉させるものであってもよいことは勿論である。

【0118】

上述したステップＳ２１〜Ｓ３０のＧＡによるアルゴリズムにより遮音板３２の組み合わせの最適解を少ない計算量で導き出すことが可能となる。特に遮音壁３０を構成する遮音板３２の段数が高い場合や、遮音板３２の種類が多い場合には、想定しえる全ての組み合わせについてＲＡとＲＢを求め、更に適合度を求めることとなれば、計算量が膨大となり、最適解を得るまでに長時間を要してしまうが、本発明によれば、最適な組み合わせをより短時間で探索することが可能となる。

【0119】

なお、上述した実施形態によれば、図３に示すように、騒音源Ｓと受音点Ｐとが遮音壁３０を介して隔てられ、騒音源Ｓの片側のみに遮音壁３０が立設されている場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば図１９に示すように騒音源Ｓの両側に遮音壁３０ａ、３０ｂが立設されており、騒音源Ｓと受音点Ｐとは、遮音壁３０ｂを介して隔てられている場合においても同様に適用可能である。

【0120】

但し、この図１９に示す形態においては、騒音源Ｓから発せられた音波は、図１９中の実線のように遮音壁３０ｂの上端を回折して受音点Ｐまで到達する場合もあれば、図１９中の点線に示すように遮音壁３０ａと遮音壁３０ｂとを互いに反射した上で遮音壁３０ｂの上端を回折して受音点Ｐまで到達する場合もある。この反射音の影響も騒音レベルＬＡの計算に含める必要がある。

【0121】

このような反射音を考慮した場合において、受音点Ｐの騒音レベルＬＡは、計算周波数ｆの特性音圧レベルL_A(f) のエネルギー和とし、以下の式（２１）により算出する。なお、音源のスペクトルは任意に設定できるものとし、計算周波数ｆは、1/3オクターブバンド中心周波数もしくは、1/1オクターブバンド中心周波数を基本とする。

【数9】

・・・・・・・・・・・（２１）

【0122】

受音点Ｐにおける周波数毎の特性音源レベルL_A(f)は、実音源S₀と反射音によって生じる実音源の鏡像音源群S₁〜S_nより求められる。ここでいう実音源S₀とは、図２６（ａ）に示すように、実音源S₀から遮音壁３０ｂの上端を介して直接受音点Ｐに到達する場合における騒音源を意味している。また、鏡像音源群S₁〜S_nについては、下付の数値１〜nが遮音壁３０ａ、３０ｂ間における反射回数を示している。例えば鏡像音源S₁については図２６（ｂ）に示すように実音源S₀から１回反射する場合に相当する。かかる場合には、ちょうど図２６（ｂ）に示す経路のように先ず実音源S₀から遮音壁３０ａに反射し、遮音壁３０ｂの上端を介して受音点Ｐに到達する場合が考えられる。この実音源S₀における遮音壁３０ａを介した鏡像音源S₁は、ちょうど実音源S₀に対して遮音壁３０ａを介した線対称となっている。例えば鏡像音源S₂については図２６（ｃ）に示すように実音源S₀から２回反射する場合に相当する。かかる場合には、ちょうど図２６（ｃ）に示す経路のように先ず実音源S₀から遮音壁３０ｂに反射し、次に遮音壁３０ａに反射し、更に遮音壁３０ｂの上端を介して受音点Ｐに到達する場合が考えられる。このときの鏡像音源S₂は、先ず実音源S₀に対して遮音壁３０ｂを介した線対称となる鏡像音源S₁を特定し、更にこの鏡像音源S₁に対して遮音壁３０ａを介した線対称となる鏡像音源S₂となる。

【0123】

このような反射音を考慮した場合における、受音点Ｐにおける周波数毎の特性音源レベルL_A(f)は、実音源S₀と鏡像音源群S₁〜S_n、とに基づき、以下の（２２）式により求められる。

【数10】

・・・・・・（２２）

ここで、L_A,0(f)は実音源S₀に基づく受音点Ｐの音圧レベルを表している。またL_A,i(f)はi回反射時の鏡像音源S_iに寄与する受音点Ｐの音圧レベルである。αは側壁面の吸音率である。L_A,0(f)は、以下の（２３）式に基づいて算出され、L_A,i(f)は、以下の（２４）式に基づいて算出される。

【0124】

【数11】

・・・・・・・（２３）

【数12】

・・・・・・・（２４）

【0125】

（２３）式は、図２０（ａ）に示すように実音源S₀から遮音壁３０ｂの上端を介して直接受音点Ｐに到達する場合の特性音源レベルの式である。この（２３）式では、実音源S₀に基づく受音点Ｐの音圧レベルであることから上述した式（１）´の予測音圧レベルの式と同様である。即ち、音源の特性音響パワーレベルL_WA(f)に、半自由音場の距離減衰−8−20log₁₀rと、遮音壁からの透過音と回折音を反映した補正量ΔL_dif,trans,0(f)が加えられてなる。この補正量ΔL_dif,trans,0(f)は、（３）式のΔL_dif,m(f)に相当する。

【0126】

これに対して、（２４）式は、図２０（ｂ）、（ｃ）に示すように実音源S₀から遮音壁３０を１回以上反射してから受音点Ｐに到達する場合の特性音源レベルの式である。この（２４）式では、ΔL_dif,trans,i(f)は、受音点Ｐに対して反対側に立設している遮音壁３０ｂを通り抜ける際の減衰量（回折補正量）を示している。ΔL_refl,slit,i (f)は、i回反射時の鏡像音源S_iに関するスリット法による反射補正量である。

【0127】

図２０（ｂ）に示すように１回反射の場合、即ちｉ＝１の場合は、（２４）は以下の（
２４−１）式に変形できる。
L_A,1(f)= L_WA(f)−8−20log₁₀r₁₊ΔL_dif,trans,1(f)+ΔL_refl,slit,1(f)・・・・・・・・・・・（２４−１）

【0128】

ΔL_dif,trans,1(f)は、図２０（ｂ）中の経路Ｓ₁ＯＰの透過音を考慮した回折補正量である。ΔL_dif,trans,1(f)は、以下の（２５）式により定義することができる。
ΔL_dif,trans,1(f)＝10log₁₀(10Δ^Ldif,1/10+10Δ^Ltrans,1/10) ・・・・・・・・・（２５）
ここでΔL_dif,1＝（音源位置を鏡像音源とした場合の、遮音壁３０の上端に対する回折減衰である）。またΔL_trans,1は、（音源位置を鏡像音源とした場合の、各遮音板３２−ｉにおけるｉが１〜ｎまでの透過減衰の総和であり、一例として下記（２５−１）で表される。

【数13】

・・・・・・・（２５−１）


回折補正量ΔL_dif,trans,1(f)は、遮音壁３０の上端の回折減衰ΔL_d,dif1(f)と、遮音壁３０の透過減衰値ΔL_dif,w(f)とのエネルギー和で表すことが可能となる。

【0129】

ΔL_refl,slit,1は、図２１に示すように受音点Ｐに対して反対側に立設している遮音壁３０ｂの上下端を反射音計算におけるスリット開口と考える。このΔL_refl,slit,1の具体的な算出方法は、式（５）に基づくものとなる。

【0130】

また１回反射の場合、図２２（ａ）に示すように、鏡像音源S₁と遮音壁３０ｂの上端Ｏとを結ぶ線分と、遮音壁３０ａとの交点ref1を特定し、このref1を含む遮音板３２の吸音率α２を反射面の吸音率とする。

【0131】

図２０（ｂ）に示すように２回反射の場合、即ちｉ＝２の場合は、（２４）は以下の（
２４−２）式に変形できる。
L_A,2(f)= L_WA(f)−8−20log₁₀r₂₊ΔL_dif,trans,2(f)+ΔL_refl,slit,2(f)・・・・・・・・・・・（２４−２）

【0132】

ΔL_dif,trans,2(f)は、図２０（ｂ）中の経路Ｓ₂ＯＰの透過音を考慮した回折補正量である。ΔL_dif,trans,2(f)は、以下の（２６）式により定義することができる。
ΔL_dif,trans,2(f)＝10log₁₀(10Δ^Ldif,2/10+10Δ^Ltrans,2/10) ・・・・・・・・・（２６）

【0133】

ここでΔL_dif,2、ΔL_trans,2の算出方法は、上述したΔL_dif,1、ΔL_trans,1と同様である。ΔL_refl,slit,2も同様に、受音点Ｐに対して反対側に立設している遮音壁３０ｂの上下端を反射音計算におけるスリット開口と考えて計算をする。

【0134】

また２回反射の場合、図２２（ｂ）に示すように、鏡像音源S₂と遮音壁３０ｂの上端Ｏとを結ぶ線分と、遮音壁３０ａとの交点ref2を特定し、また遮音板３０ｂの鏡像との交点ref1を特定する。そして、このref1,ref2を含む遮音板３２の吸音率α１、α３を反射面の吸音率とする。

【0135】

図２２（ｃ）に示すように３回反射の場合、即ちｉ＝３の場合は、（２４）は以下の（
２４−３）式に変形できる。
L_A,3(f)= L_WA(f)−8−20log₁₀r₃₊ΔL_dif,trans,3(f)+ΔL_refl,slit,3(f)・・・・・・・・・・・（２４−３）

【0136】

ΔL_dif,trans,3(f)は、図２０（ｃ）中の経路Ｓ₃ＯＰの透過音を考慮した回折補正量である。ΔL_dif,trans,3(f)は、以下の（２７）式により定義することができる。
ΔL_dif,trans,3(f)＝10log₁₀(10Δ^Ldif,3/10+10Δ^Ltrans,3/10) ・・・・・・・・・（２７）

【0137】

ここでΔL_dif,3、ΔL_trans,3の算出方法は、上述したΔL_dif,1、ΔL_trans,1と同様である。ΔL_refl,slit,3も同様に、受音点Ｐに対して反対側に立設している遮音壁３０ｂの上下端を反射音計算におけるスリット開口と考えて計算をする。

【0138】

また３回反射の場合、図２２（ｃ）に示すように、鏡像音源S₃と遮音壁３０ｂの上端Ｏとを結ぶ線分と、遮音壁３０ａとの交点ref3を特定し、また遮音板３０ｂの鏡像との交点ref2を特定し、遮音板３０ａの鏡像との交点ref1を特定する。そして、このref1〜ref3を含む遮音板３２の吸音率α１、α２、α３を反射面の吸音率とする。

【0139】

４回以上の反射の場合も同様に計算を行っていくこととなる。このようにしてL_A,i(f)を各反射回数ｉ毎に求めていき、式（２２）のL_A(f)の式に、求めたL_A,0(f)、L
_A,i(f)を代入する。図２２（ａ）〜（ｃ）の場合には、以下の式（２８）のように示すことができる。

【0140】

【数14】

・・・・・・・・・・・・・・・・（２８）
このように本発明によれば、騒音源Ｓの両側に遮音壁３０ａ、３０ｂが立設されており、騒音源Ｓと受音点Ｐとは、遮音壁３０ｂを介して隔てられている場合においても、上述した計算方法を導入することにより、同様に受音点の騒音レベルＬＡを求めることが可能となる。また、このような騒音源Ｓの両側に遮音壁３０ａ、３０ｂが立設されている場合においても図１２に示す探索プログラムに基づいたＧＡ空間の下で計算を行ってもよいことは勿論である。

【0141】

このようにして、本発明によれば、鏡像音源と遮音壁３０ｂの上端Ｏとを結ぶ線分と、遮音壁３０ａとの交点を特定し、また遮音板３０ｂの鏡像との交点を特定し、遮音板３０ａの鏡像との交点を特定することにより、第１遮音壁３０ａ及び／又は第２遮音壁３０ｂを反射して受音点に音波が到達する過程で、その反射点となりえる遮音板２１を特定する。そして、その反射点を含む遮音板３２の吸音率α１、α２、α３に基づいて騒音レベルを求める。

【0142】

かかる場合には、図１９に示すように、遮音壁３０ａを構成する遮音板３２−１〜３２−５、及び遮音壁３０ｂを構成する遮音板３２−６〜３２−１０について、タイプ１〜３の探索を行っていくこととなる。その結果、遮音板３２の各タイプ１〜３の組み合わせとしては、遮音板３２−１〜３２−１０まで、順にタイプ（１、１、３、３、３、３、３、３、２、１）等のように１０のマスに表示することができる。ステップＳ２８では、遮音板３２の組み合わせについてそれぞれ適合度を求めるが、この適合度は、ステップＳ２１において生成したＧＡ空間の各遮音板３２の組み合わせに対して行う。適合度を求める過程では、総重量Ｗとともに騒音レベルＬＡが必要になるが、これは式（２１）以降を利用することで実現することができる。

【0143】

特にこのような騒音源Ｓの両側に遮音壁３０ａ、３０ｂが立設されている形態においては、探索対象となる遮音板３２の数が増加するため、その分において計算量が増加することとなる。かかる場合においても、このようなＧＡ空間を利用することにより、最適な組み合わせをより短時間で探索することが可能となる。

【0144】

なお、本発明は、上述した組み合わせ探索プログラムとして具現化される場合に限定されるものではない。このような組み合わせ探索プログラムがサーバ１３又は電子機器１１、２１にインストールされた遮音板の組み合わせ探索システム１０として具現化されるものであってもよい。また、このような組み合わせ探索プログラムのアルゴリズムがそのまま反映された遮音板の組み合わせ設計方法として具現化されるものであってもよいことは勿論である。

【0145】

また、上述した例では、遮音性並びに重量の観点から最適な組み合わせを探索するパネル体の組み合わせ探索プログラムについて説明をしたが、これに限定されるものではなく、遮音性並びにコストの観点から最適な組み合わせを探索するものであってもよい。かかる場合には、上述した「重量」という記載を「コスト」に置換することにより具現化されることとなる。

【実施例1】

【0146】

以下、本発明を適用した遮音板の組み合わせ探索プログラムにおける実際の解析例について説明をする。

【0147】

解析例は、図１９に示すように点音源Ｓの両サイドに高さ5mの遮音壁３０ａ、３０ｂを設置する音場モデルを想定する。遮音壁３０を構成する遮音板３２の高さは１ｍであり、それぞれ５段の遮音板３２が積み上げられるモデルとする。各遮音板３２に対して割り当てられるタイプ１〜３の透過損失、吸音率、パネル重量のデータを以下の表１に示す。

【0148】

【表1】

【0149】

表２は音圧レベルL_WAのデータであり、表３は、遮音板３２の音響透過損失ＴＬのデータであり、表３は遮音板３２の吸音率のデータである。何れも周波数ｆに対してそれぞれデータが割り当てられている。

【0150】

【表2】

【0151】

【表3】

【0152】

【表4】

【0153】

最大反射回数は3回で、受音点Pの目標騒音レベルLAtarget＝45(dB)とする。

【0154】

先ず、遮音板３２につき、全組み合わせは、3^10＝59049通りとなる。この中から適合度が最大となる組み合わせを事前に求め、これを模範解答として保存しておく。そして、実際に図１２に示す探索プログラムに基づいたＧＡ空間の下で計算を行うことで最適解を求め、模範解答との整合性を確認する。

【0155】

表５は、かかる整合性の確認結果を示している。組み合わせは、図１９に示すように遮音板３２−１〜３２−１０の順で各タイプ１〜３が記述されている。式（１４）の適合度を算出する上での重み付けｗＡ、ｗＢは、０．５：０．５、０．７：０．３、０．３：０．７の３種類としている。

【0156】

式１は、音圧レベルが低くなるほど点数が高くなる式であるが、重量との関係において最適解を探索することを目的としたものではない。Ｌ_WAは、音源の特性音圧パワーレベルである。
ＲＡ＝１．０−(ＬＡ／Ｌ_WA)・・・・・・・・・・・・・（式１）

【0157】

式２は、受音点Ｐの騒音レベルＬＡと目標値LAtargetとを比較し、上述した式（１５）、（１６）を使い分ける方法である。

【0158】

即ち、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetの場合、以下の（１５）式に基づく。
ＲＡ＝１．０−｛（１．０−Ｃ）×ＬＡ／LAtarget｝・・・・・・・・・・・・（１５）

【0159】

また、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ≧目標値LAtargetの場合、以下の（１６）式に基づく。
ＲＡ＝Ｃ／１０＾[（ＬＡ−LAtarget）／１０]・・・・・・・・・・・・（１６） 式３は、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ＜目標値LAtargetの場合、換言すれば受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標をクリアしている場合には、ＲＡ＝１．０であり、受音点Ｐの騒音レベルＬＡ≧目標値LAtargetの場合、換言すれば受音点Ｐの騒音レベルＬＡが目標をクリアしていない場合には、ＲＡ＝０．０としている。なお、2点交叉で交叉率=0.6、突然変異率=0.1とした。

【0160】

【表5】

【0161】

表５では、式１〜３によりＧＡ空間の下でそれぞれ求められた遮音板３２の組み合わせ、算出された音圧レベルL_WA(dB)、遮音板３２の総重量W(kg)を表示している。また模範解答(1,1,1,1,1,1,3,3,2,1)との間での整合性を判定し、模範解答と一致した場合には○、模範解答と不一致の場合には×としている。

【0162】

表５に示すように、式２、式３の場合には、何れの重み付けｗＡ、ｗＢにおいても模範解答と一致していた。一方、式１の場合には、模範解答と不一致であった。

【0163】

次に式２、式３に焦点を当て、遮音板３２の総数=20の集合体をＧＡ空間の下で進化させて計算を行い、最大世代数=50とし、模範解答と同じ探索結果になった場合に計算を打ち切った。そして、この模範解答までに到達した世代、探索数をそれぞれ計測した。結果を以下の表６に示す。

【0164】

【表6】

【0165】

何れの式２、式3並びに何れの重み付けにおいても、探索数は全数検索と比較すると格段に向上していた。また探索時間は、全数検索が２２分５６秒であるのに対して、ＧＡ空間は何れも格段に高速化できており、最も遅いもので２７秒であり、最速で９秒であった。

【符号の説明】

【0166】

１０ 探索システム
１１、２１ 電子機器
１２ 表示装置
１３ サーバ
２０ 公衆通信網
３０ 遮音壁
３１ 支柱
３２ 遮音板
４２ ベース
５１ 仮想障壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】