信号交差点の騒音と交通特性について
（昭和53年5月31日 原稿受付）
開発土木工学教室渡辺義則
開発土木（大学院）石村和寿
Influellce of Traf五c Structure on Noise at a Signalized Intersection
by Yoshinori WATANABE Kazuhisa ISHIMURA
F。，t。rs Whi，h i。fl。。。ce、t・・ffic・・i・・at・signali・ed i・t・・s・cti…re cl・・sified・・ughly i。t。 th，ee f、ct。，s， th。t i、 a t，、ffi・・t…ture−t・・ffi…1・m・， mi・t・…fh・・vy t…k・et・…。・d
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i・th。・ght t・b・th・m・・t in1P・・t・・t． Th・t・affi・・t・uct・・e i・・ti11 di・id・d in亡゜many p「ecls三 factors． So th｛三traffic noise is analysed by th巳method of factor analysis based⑪n the quant1・
ficati。n th，。，y t。 i。・・臼噛・te a c・・t・ib・ti・n・f th・・e f・・t。・s t・th・t・・ffic nd・・q・・nt｛亡・ti・ dy・
一般的には，このような要因を全て考慮して、道路交通
Lまえがき 瀦拷察す秘要鋤ろうが理因を道路，1繊蝿
近軸髄妊一列ゼーシ。ンに起因して，繊の の三要因だけにしぼっても・こ抽腰因を具繭な要 交舩害醗生している．そのなかで過路類騒音は 因に欄すると，その要因の数麟常に多くなり澗題 局地的でほあるが日盤活時近燗題であるために， 榔たずらに酬に蝸恐れカこある・そこで本研究でぱ・
他の公害に比ぺて酬醗封ド繊鋤ことが報告され これらの三幽醜かで一註要煙因酷ると推察さ ている．・・これに拠するために，既に職基軸設定や れる交通卵1こまず相L・妨信号難点の麺特 法的規制も実施され，さらには道路交通騒音の実態調査 性に閏連する諾要因が・信号交差点における道路交通騒 躍ついて喧音レペルの酬1計π方法憾音防止対策 音の発生にいかなる毘雛及ぼすかと・・うことを鮒し についての研究砿く行なわれている．・・ た．このときほ酷因蹄去として1鐵靴麟1類
しかし，これまでの研究では，車が定常走行する直線 を用いた。
道駆聞の瀦の実欄査並びに締や調鑓蹴ど 2描量化理論曝におけ・外罐靴要因
の新設にあたっての騒音防止対策の検討などに重点がお
かれている。そのために，市街地などで問題となる信号 数量化理論1類という要因分析法においては・外的基
鷲点における道踊音醐す柵究は比較的少くその 甦瓢で与え泌要力嚇堺鍵準と1ま・そ蛙予 舗性状に酬を及ぼ剛因刎巴握も＋分と【這い難 蹴定することを酬け燕である・数砒理計類
い．儲燵点における幽交通騒音醐係する鞭因 の手法酬］いれば，この外的姻を諮鯉因さらには
を大別すれぽ、交通量，大型車混入率等の交通要因，ま 各種要悶を細分したカテゴリーで定投的に説明すること た車線数，路面の舗装状態等の道路要因，さらには土地 ができる。｛表一1参照）
利用，交差点付近の家並等の沿道要因などが考えられる。 本研究では信号交差点における道路交通騒音を代表す
表一1 L50のサンプルデータ
孚 囚囎翌NO．
流 入 艨@ 歓
大 型 皿 艨@ 数
手 朝 側 ﾒ 台 担
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向 側 ﾒ 台 融
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8十 34302823 ］516田37缶∠β1632団41 靱田｜喝田・9・221珊ヨi・594吋861乃1 注）我中V印は各サンプルが各聾因のカテゴリーと反応Lている事を示す
る指標として，信号1サイクル中の青現示に生じる騒音 値で表現されていなくとも，そのカテゴリーに最適な数 レペル（dB｛A），ホン）の中央値L50または80％レンジ ， 値を与えることが可能である。またこれらの要因が外的 の上限値L▲0を採用したので，外的基準はL50またはL 基準に影響する程度を量的にとらえることができ，さら 10となる。このL50あるいはL10は次のような意味を には外的基準を各種要因から予測することも可能である。
持っている。道路交適蜜音のように騒音レベルが不規則 本研究では分析要因として表一2に示す8要因を考えた。
にかつ大幅に変動する場合には，騒音レペルを適当な時 車彌が定常走行する道路区聞の騒音と大きく異るところ 間々隔で，適当な個数ほど読みとり，それをもとにして は，信号交差点においては車蠕が待ち行列を形成する現 累箭度数曲線を佃き、これからL50並びにLIOを求める 象や右左折する現象などが生じるために，車翻に加速発
ことが一般に行なわれる。L50は，測定時問中そのレペ 進という走行モードが生じるところである。なお各種要 ルより高いレペルの時間と低いレベルの時間が半分ずつ 因は以下に述べることを根拠にして決定した。
あることを示すようなレベルであり，一方，L10は，そ ①流入台数
のレペルよワ高いレベルの時間は測定時間のユ0％しか 信号交差点に流入する車輌の数が増えれば，音源の数 ないということを示すようなレベルである。つまりL50 が増加することになる。
は測定時間中の平均的なレペルを表わし，またL10は測 ②大型車台数
定時間中の最高に近いレペル 同じ音源でも．乗用車と大型車では音源としての出力 表一2 分析要因 を表わす。 （音㌍出力）が異る。一般に大型車は普通車より音響出 流入台故 上述のように外的基準が決 力で約ユOdB大きいといわれている。
大型車台数 定されれば、次に外的基準を ③右左折台数
右左折台殻 説明すべき要因を決定する必 対向2車線の道路では，連続的に直進通行をしている 手前倒待台救 要がある。そして，決定され 車彌群の中に右左折車が出現すると後続する車輻は幾分 向側待台故 た要因は・表一1に示すように 通行を妨げられ減速する。また車は・右左折に際しては
手前醐蜘 さらに適当なカテゴリー蹄 対峰樋行ノ・の酬などで一担拙して力剃腿発進
類される。とくに数量化理論 をする。このように，車痛の流れが妨げられたり，加速
酬畑融 @畷という要因分折i去では， 難する現象陸じる麟が蜘1する。
平均迦融 要因のカテゴリーカ・たと滋
①待台数
信号の赤時間に完全に停止するヨ踊は，エンジンを作 動させたままの状態で停止するのが普通であり，待台数 が増加すれぱ暗騒音への影響も大きくなる。また，ll［遮 発進という走行モードをとる車輻の数は，ある程度待台 数に比例して増加すると考えられる。
⑤加速度
加速度の大きさによって，車の音響出力が変化する可
大鳥居交差点 北方ボウル前交差点 能性がある。
⑥平均通過速度 図一1 交差点略図 道路を走行する車稀の速度が増せば速度に比例して音
響出力が大きくなる。 表一3両蛙点の彗離
㌫〜一〜竺叶鵡居1北方平・勾
以上の判断に基づいて上記の交通要因を選択したが， L5G（dB㈲）
従来の研究では大型車台数や右左折台数のかわりに大型 L10｛dB趾）
車混入率や右左折率を用い，全流入台数に対する大型車 流入台数 （台）
の右左構の割合の鰍で鯛していた・この方｝2…に従 大型・結故㈲1・・716・9
がうと，流入台数が2台で大型車台数が1台の場合と・ 手前ml」待台数（台）
流入台数が20台で大型車台数が］0台の場合が計算上は 手前側加速度（mんeピ）
同融扱加になる・それ眠騒音ロレへの対応鰭 向酬端｛台｝
えるうえで， 率 という取扱い方は必ずしも適当ではな ． いと考えて，本研究では 台数〃で考えることにした。
L5G（dB㈲） 63．41 69・sl 65．2 L10｛dB趾） 才Lli 78．3 75．3
流入台数 （台） 1・．川 37．8 ］8」
大型車台故 （台） 1・・71 6．9 2．4
手前側待台数（台） 3．71 2．3 3．3 手前側加速度（mんeピ） ］2i 1．4 11・3 向側待台故 ｛台｝ 1．ll ・L］ iL9
向側加連度（m占ec2） q．8 Ls lLl
平均通過速度（km／h） 34．2 32』 33．6
3・騒音レペルと交噛性の測定 右左‡斤台数㈲IL1・・4・』
測定は若松区大鳥居交差点について昭和52年9月， サイクル長（sec） 75 135 2：30PM〜4：30PMまで，国道322号線北方ボウル 注）値は〕 「信号時ll｛1当リについてまとめたものである。
前交差点について10月，1］：30AM〜2：00PMまで行
なった。両交差点の時図を図一1に示す。両交差点とも対 次に，数量化理論で用いたデータの測定方法について 向2車線の平面十字交差点ではあるが、矢印方向の交通 述べる。前述のように外的基準及び分析要因についての 量が圧倒的に多い。このため，交差点の騒音レベルと交 データは信号の各サイクルの青時間についてまとめたも 通要因の影響を考えるうえでは，図一1の矢El］方向のi交通 のである。騒音レベルのL50とL］0はペンの応動特憧 特性の影響が大きいと考えられ，十宇交差点というより Fastでレベルレコーダーに記録した騒音レベルを1．7秒 直線道路区間に信号が存在するというような場合に相当 毎に読みとって，累積度数分布曲線を作成し，その中央 する。したがってここでは，矢印方向の背現示時間につ 値と80％レンジの上限値から求めた。大型車台数は約4t いての測定・分析を行なった。なお交差点付近には騒音 以上の車輔の台数である。待台数は、各サイクルの赤時 レベルに著しい毘響を与えるような建物はなかった。マ 間に完全に停止する車舗の台数である。加速度は各サイ イクロフォンの位置は両交差点とも道路端より3m，高 クルの赤時間に完全に停止した車萬の先頭車について測 さL2mの位置としたが，これは交差点付近の建拘に生 定した。平均通過速度は，青時間に一定の連度で交差点 活する住民に影響を与える騒音を対虫として考えたため を通過していく車蠕にっいて，その走行速度を平均した・
である・な掴一1に乱たように・マイク゜フ・ンの 4．カテゴリーへの頒 据付側の車線を手前側車線とし，反対側の車線を向側車
線とした。表一3に両交差点の交通特性を示す。 交通要因は次のようにしてカテゴリーへ分頓した・前
述のように信号の各サイークルの青時間ごとに各要因の値 表一4 L50の分析結果 と騒音レベルの値が得られるので，この両者の値を要因
別にプロットした図を作成した。即ち，工軸に要因，」，噛 に騒音レベルをとって両者の関係を表わす図を作成し，
これを参考にして適当に分類した。そして，まずこの分 類で数呈化理論1・類を用いて計算した。次に，計算の結 果得られたカテゴリースコアの値にっいて変化の少ない 所は合併し，変化の急激な所ぱ描分してカーテゴリーを再 分類して計算を繰り返すという方法で行なった。なお計 算の繰返しは重相関係数がなるべく大きな値であり，ま た各要因の偏檀関係数の大きさの順位と各要因のレンジ の頗位がなるぺく一致するまで行なった。その際，計算 の過程から第2要因以下の各要因の第1カテゴリーを除 いて計算を行なうために第】カテゴリーに多くのデータ が含まれる場台には，データ全体の性質が計算結果に充 分反映されないことがあるので，第2要因以下の各要因 の第1カテゴリーはサンプル数を最も少なζして，でき るだけ多くのサンプルが使われるようにした。
なお，分析に用いたサンプル数は148で，そのうち大鳥 居交差点のサンプルが106，北方交差点が42であワ，要因 数は8，カテゴリー数は最終的にL50が32， L90が30で ある。これは分析に対し十分なサンプル数であると考える。
表一5 Lユ0の分析結果 5．計算結果並びに考察
数量化理論1類で分析した結果をL50については表 一4に，LlOについては表一5に示す。以下，上記の結果に っいての考察をする。
5．1．カテゴリーウェイトと偏相関係数
各要因でカテゴリーに与えられた数値（カテゴリース コア）のうち最大のものと最小のものとの差．つまりレ ンジがその要因のカテゴリーウェイトになり、これは要 因の外的基準に対する説明力の大きさを表わすことにな る。各要因のカテゴリーウェイトの願位と偏相関係数の 順位は一般に類似の傾向になるといわれているが，本研 究でも，要因数やサンプル数の増激あるいはカテゴリー の分類の方法により分析の精度（重相関係数｝が向上す ろに従って，カテゴリーウェイトの順位と偏相関係数の 碩位も，それに応じて一致していくことが認められた。
またカテゴリーウェイトを使用すれば物理的な値が直接 比較できるため，隔相関係故で表現すろよりも便利であ
ろ。この分析結果においてL50の重相凹係数は0．88，
L10のそれは0．80であったので，これらの要因で外的基
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L o 灼干均ほ 三 75． 3
9 相 鳩 uL 口 o． 且口
準であるL50あるいはL10をかなりよく説明できてい 度も変化することが考えられるので，本研究で選択した る。 交通要因を順次抜き取った場合の重相関係数の変化の様 表一4，表一5からL50及びLlOともに第7番目第8香 子を見ることにした。図一3にその様子を示す。図一3のA
目の要因はレンジ並びに偏相関係数の値が他の要因に比 は全要因を考慮したものであり，Bは上位第1要因を，
較してかなり小さく、無視できる程度のものであること Cは同第L 2要因を，Dは同第1，2，3要因を・E がわかる。L50とLlOの各要因の順位を比較すると，上 は同第1，2，3，4要因をそれぞれ順次抜き取ったも 位4要因は順序こそ異るが同じ要因であワ、交差点付近 ので，それに伴って必然的に重椙閲係辻の値は滅少して の騒音レベルを予測する場合には少くともこれらの要因 いく。AからEまでの変化の様子からも各要因が交差点 に着目する必要があると考えられる。上位4要因の中で 付近の騒音性状に及ぼす影響の度合が判定できる。
もL50は流入台数と大型車台数が，またL1⑪は大型 5．5．要因間の相関係数
車台数の要因の説明力が大きく，これらの要因と他の要 本研究で取り上げた交通要因の8要因についで各要 因では偏相関係数の値に顕著な差が認められる。 因相互の相関係数を求めることにより騒音レベルを介し 次に，表一4，表一5を参照してカテゴリースコアについ ての要因問の相関性がわかるので、それらの要因の選択 て考察する。符号をもつカテゴリースコアは、そのカテ
ゴリーが外的基準に氾響する度台に準じて予測値に組込 まれ繍直である・また要因内でカテゴ1」 スコアのレ
@ 0 30
ンジをとることにより，その要因の垂みを数量で表現で きる。従ってカテゴリースコアがマイナスの値であれば 予測値を下げ，プラスの値であれば予測値を上げること になる。その単位も外的基準と同一となり，本研究では dB（A）の単位で考えてもよいことになる。表一も表一5でカ テゴリースコアを見ると，流入台数と大型車台数の両要
因はL5・及びLl・とも台数の増加に従・功テゴリース ・−505−505
；；㌶二；il蕊：ll》覧㌣籔ll°當l L50 L10
カテゴリースコアが0に近いかプラス側に1乍用している
ことが注目される．これは手前日腿度と向側加醐 図一2 ̲晋禦直と噸の
カテゴリーが「車ナシ」でそのカテゴリースコァがマイ ナス側に作用しているのに比ぺると対照的である。
5、3．騒音レベルの推定
数靴隠噸を用いて要齢縮した結果からぷ 10
的基準であるL50及びL10の推定を行なうには，各要
因について該当するカテゴリーのロアの和をぽモ 8
れに外的基準の平均値fを加えればよい。図一2はカテゴ 詩 リー・・アを用いて騒音レベ・端皇定した値と実測靴 富6 の差をヒストグラムで表わしたものである。この結果か 昌
ら，前述の8鋼を考慮したモデ時考えることによっ ．4
て，窺音レベルがある程度予測できることが推察される
ことがわかる。 ．2
5・・L重相閲係数 ABCDE
ここでいう重相関係数とは，外的基準を予測する消度
すなわち分析塙1｛度である。要因が増減すれば分析の梢 図一ヨ 要因数の変化と重相関係数
口L50■L10
の適合性を確かめることができる。表一6にL〕0及びLlo このモデルは，パワーレペ」レの等しい車が等間隔等速度 の各要因問の相関マトリクスを示す。各エレメントで で走行していると想定するものである。
0外に記したものは外醜1瑳がL50の胎醐關 PWL＝87＋02Vヰ101。gl。｛耐10。、） ｛1｝
相関係数，（）内に記したものは外的基準がL10のもの ． L］剛1一倒＝P、VL
である。 ，2πゴ
、 ＋ユOl・9砲2。ln⊃一 ｛2｝
表一6相閲マトリクス …h了一一c°s（1−・）・
伍：小型車頚混入率 伍：大型皐類混入率 γ1平均走行速度（km／h）
Pl・旺：音源のパワーレベル（flB）
♂：車線中央からの距離｛m）
5：平均車頭間隔（m）
計算は〔1｝式と②式を用いて行なった。まず（1｝式よりパ ワーレペルを求める。ここでα］，屯，γは実測データよ り求めた。次に②式よりL50の値を求める。②式は車線 中央からdだけ離れた点の音圧レベルの値を示すもの である。ここでロ＝0．5としL50の値を求めた。その結 果を図4の点線で示した。図中の実線で示されるような 流入台数とL50の関係を示す性質は点線で示される一 表からわかるように， L50では流入台数と大型車台数 列等間隔モデルによる計算値からも，あろ程度提察され の両者間の相関係数が0．47でやや大きな相関係数を示 る。
している。また手前側待台数と手前側加連度の両者間の
相関係数はL50では一〇・68と大きし｝が・L10では一〇・03 ＿70 と無視できる程小さい。次に，向側待台数と向側加速度 苔 の両者問の相関係数はL5Gでは0．10と無視できる程小 廿60 ロさいが，LlOでは一〇．54と大きい。 コ 5．6．回帰分析 50
L50の上位第1要因である流入台数と騒音レペルの関 10 20 30 40 50
係を図．4に示す．図中の酬齪，∫・2難を適肌て得 流始数
た回帰曲線である。この曲線から流入台数とL50の問に 図一一4 L50と流入台数 は次のような関係が認められる。流入台数が約15台以下
の範囲においては、L50のレベルが流入台数に比例して
蜘す猟流入台数が約15台力・ら始雛剛加して 28°
シも・L5°の凶レは殆んど変化しなし㌔つ凱比鞠 ㍉
流入台激が少ない場合には，流入台数の増加につれて 三 L50のレペ・・醐らかに鋤ロすうが緬始数が一定の 60 値以上になるとL50のレペルは殆んど増加しないとい
0 4 8 ］2 16 う看生賃が認められるo 大型車台数
この性質を次のように考えてみた。一列等間隔モデル
を用いて計算を行ない，L50と流入台数の関係を求めた。 図一5 L10と大型車台数
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0、04 o−0．0句
次に，L10の上位第1要因である大型車台敗と騒音レ （5〕L50と流入台数， L10と大型車台数の関係をみると ベルの関係を図5に示す．図5より，大型車台数が約3 両要因ともに比較的台数が少ない場合には，台数の増 台以下の範囲においては，L］0のレペルが大型車台数に 加につれてL50あるいはL10のレベルは明らかに増 比例して増加するが，大型車台数が約4台以上に増加し 加するが，台故がある一定の値以上になるとレペルは てもL10のレペルは殆んど増加しないことが認められ 殆んど増加しないという性質が認められる。
る。
終りに，この研究を進めるにあたり，憩切なご指導を 6・まとめ @ いただい珊発土木工学教室，佐々木昭鋤教授に心か
本研究では、信号交差点の交通特性に関連する諸要因 ら感謝の意を表わすとともに，惜みない圃力をいただい が，交差点付近の騒音の発生にいかなる影響を及ぼすか た沖鰯県 玉城洋氏および開発土木工学教室 交通工学
ということを検討した。また，このとき，その要因分析 研究室の諸氏に心から感謝いたします。
法としては数垂化理論1類を用いた。その結果，次のこ
とが明らかになった。 参考文献
〔ll数量化理論は信号交差点における道路交通騒音の発 D二村忠元：日本！二おける騒音竺害・日本音響学会誌Vol・
31No．2｛Feb．19」5｝Pp．98」Oゴ
生要因を分析する1つの手法として有用である。 2）石井聖光：道路交通騒音予測・卜口方法に関する研究｛そ
② 表一4，5に示した8要因で，L50並びにL10という のIL日本音響学会誌VoL 31 No・8（Aug・1975）PP・
タ酬準蹴範酬渡で説1男する・とができた・ 3i°鑑蜘L吉田敏胴上省吾、韓幽周辺囑
｛3）L50並びにL10の上位4要因（すなわち大型車台数 実態とその予測について，交通工学Vol．10 No．61975 PP．
手前側待台数、手前側加速度，流入台数の各要因）は， 3−11
蒜≧：麟㌶よ，L5＿台数4懲懲纏：㌶郷‡漂
L10が大型車台数であワ，すなわち騒音レペルの平均 5）河口至商：多変量解析入門，数学ライブラリー32，轟北
㌶す：瓢蕊：蕊：享曙：一一の手一1− −
L10は音源の重畳よりも音響出力の大きい音源の存在 を意味する大型車台数に関係が深い。
