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          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          | 蔣力克

          編輯 | 貳沐 ?子魚

          編者按:我們都知道,噪聲會影響人的身心健康。除了對人的影響,在商業活動中,噪聲也扮演重要角色。沒人愿意住在鐵路邊,買房子或者住賓館的時候,聲環境都是必須考量的因素。下面就隨著蔣博士,了解下如何給噪聲定價。

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          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          一. 為什么要知道交通噪聲的價格

          交通項目,大到機場建設,小到社區街道改造,其成果都會或多或少產生或積極或消極的噪聲影響。當我們評估項目方案時,我們會想要知道這些影響的代價或收益是多少,以此去權衡項目產生的其他影響,比如通勤時間,出行安全,空氣質量等,盡可能地優化項目整體的效益費用比(Benefit-Cost Ratio)。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          交通項目值不值得投錢,要考慮的因素很多。

          圖片來源:作者自繪

          在其他一些情境下,比如降噪措施的成本效益分析, ?對受新建道路產生的噪聲影響的土地擁有者的賠償計算,或是對一些交通設施和活動征收環境稅的計算等等,我們都需要知道噪聲增加/降低的代價/收益。

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          2001年希思羅機場噪聲影響。

          圖片來源:Hansell et al. (2013)

          但是,在我們的實際生活中,交通噪聲并不作為一種商品直接交易,不存在直接拿來可用的市場價格。那么,我們如何估算交通噪聲的價格?現在比較主流的方法有三種:

          1 顯示偏好法(Revealed preference,RP )

          2 敘述偏好法(Stated preference,SP)

          3 影響途徑法(Impact pathway approach,IPA)(IPA其實不應該被看作是和RP和SP并列關系的第三種方法,下文中會具體解釋)

          哪種方法最簡單好用?哪種方法最靠譜?以及交通噪聲的價格是多少?這三種方法得到的價格相差多嗎?帶著這些疑問,我們一一介紹這三種方法。

          二. 顯示偏好法(Revealed preference,RP )

          在噪聲估價研究中,所用到的顯示偏好法主要是通過特征價格法(hedonic pricing,HP)去分析噪聲對住房價格的影響,以此反映人們對降噪或寧靜程度的支付意愿(willingness to pay,WTP)。簡單來說,就是以住房價格為因變量,以包括噪聲在內的環境屬性,區位交通屬性,社區屬性,房屋結構屬性等作為自變量做多元線性回歸。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          房屋結構,社區,區位交通和環境是特征價格法中最主要的影響房價的四類屬性。圖片來源:作者自繪

          HP的優點是它是基于真實市場行為的,而且在如今空間數據獲取和分析都比較容易的情況下,HP還是比較省事兒的。但同時HP缺點也很多,比如它只反映特定人群(購房者)的WTP;它只反映噪聲對居住場所的影響而不涉及工作學校公園等其他場所;它所得到的價格受案例地區各自的樓市特征影響大,普適性低;它所獲得的價格可能也包含其他屬性(如可達性,空氣質量)對房價的影響,因為噪聲和這些屬性具有一定的相關性。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          噪聲地圖是HP噪聲估價研究中計算住房噪聲屬性的主要數據來源。(圖片來源:作者自繪;數據來源:England strategic noise mapping R2, OS MasterMap)

          使用HP的噪聲估價研究多如繁星。我沒有做過統計,但一眼望去大多數都是用房價的自然對數作為因變量,因此得到的結果表示的是每1dB變化使房價增加/減少百分之多少(Noise Depreciation Index (NDI))。

          比如我自己參與的一個以倫敦為案例的項目中得到的結果是:道路噪聲每降低1dB,房價提高0.08%;鐵路噪聲每降低1dB,房價提高0.15%。這些NDI屬于正常偏低,在我見過的研究中,從0到2.22%都有,但總的來說,道路噪聲和機場噪聲一般在0.4%-0.65%之間,鐵路噪聲的研究比較少,不好總結。用這個百分比乘以案例地區房價均值或其他合理有代表性的值,就可以估算每dB的價格了。這里要說明的是,不同研究中,用到的噪聲單位可能是不同的,如 ??,?? ,?? 等。我這里都簡單地用dB表示。

          在這整個分析計算過程中其實有很多細節問題,這里就不詳細展開了(因為我沒有足夠的信心展開……)。不過有一個問題我想提一下。大多數RP研究都只得到一個恒定的NDI,但實際上如果你的房子位于50dB的噪音帶,你對降低1dB到49dB的WTP,會遠遠小于從75dB降低1dB到74dB的WTP。這一方面是因為dB值和聲音‘大小’不是線性的關系,人的煩躁度和噪音‘高低’也不是線性關系;另一方面,即便是線性關系,你的WTP是受供求關系影響的,當噪音只有50dB時,寧靜的供給是充足的,你對寧靜或降噪的WTP就會比較低,反之就會比較高。這里大家可以聯想一下寒號鳥的故事:白天暖和時,寒號鳥就懶得做窩了。

          這個問題并不好處理,處理這個問題的研究也比較少,其中一個是基于1997年伯明翰房價的研究。簡單來說,在這個研究中伯明翰樓市被分成幾個次級市場(sub-market),各自做回歸分析,得到一系列NDI,然后擬合出一條隨dB上升而上升的NDI曲線。這項研究的成果是英格蘭老版國標中噪聲價格的基礎依據??紤]物價收入等因素,經過一系列時間和空間上的轉化后,英格蘭2002年的交通噪聲價格(£ per dB per household per year,每年每戶每dB)為:

          <45dB: £0;

          45-50dB: £13.7;

          50-55dB: £26.9; ……

          75-80dB: £92.8;

          >80dB: £98。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          麥當勞巨無霸過去20年在英國的價格。所以,每dB交通噪聲大概值幾個巨無霸?圖片來源:www.vouchercloud.com/

          三. 敘述偏好法(Stated preference,SP)

          與顯示偏好法不同,敘述偏好法是通過一些假設性的提問讓人們自己直接表達WTP。在噪聲估價研究中,最常用的兩種方法是選擇實驗法(Choice Experiment, CE)和條件估值法(Contingent Valuation, CV)。舉簡單的例子來說,CE會給出一些選項讓你選,比如A公寓月租3000元,噪音55dB,B公寓月租2700元,噪音60dB,等等;而CV會直接問你愿意為降噪5dB付多少錢,或是你愿意付100元嗎?如果不愿意,上限是多少?等等;CE的結果用條件邏輯回歸來分析,以選項作為因變量,包括噪音房租等在內的選項屬性作為自變量。最后通過噪音和房租的系數比就可以估算WTP。如果想考慮年齡性別等對WTP的影響,可以把選擇人屬性加進去,用混合邏輯回歸來分析。我對CV了解極其有限,就不提CV結果怎么分析了。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          往返京滬,你選擇坐高鐵還是坐飛機?這就是一個現實生活中的選擇實驗。圖片來源:https://news.qq.com/zt2011/jinghugaotie/feijigaotie.htm

          相對于顯示偏好法,敘述偏好法的優點主要有:

          1. 控制實驗條件,保證自變量的值有足夠多樣的變化,避免自變量間的相關性等等;

          2. 對于樣本的選擇有更多的控制;

          3. 可以更精確地研究個體屬性對WTP的影響。

          當然敘述偏好法的劣勢或者困難也很明顯:

          1. 很難準確又易懂地在問題中描述降噪情境;

          2. 很多人會覺得噪聲是別人產生的,不應該由他們出錢來降噪,所以WTP=0是常見的;

          3. 支付手段的選擇對結果會有較大影響,比如是房租,稅費,還是一次性付款等,需要根據特定情境和實驗人群做合理的選擇;

          4. 需要巨大的實驗或問卷樣本量,幾百甚至幾千,非常費時費錢,尤其在充滿銅臭味的資本主義國家,找人做實驗或填問卷真的非常非常貴。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          這里我想再具體說下如何描述降噪情境。我們做噪聲或聲景感知評價研究時,通常都會播放音頻或視頻給實驗參與者聽,但絕大多數CE和CV研究是在問卷上用文字表述噪聲情境的(我覺得這跟多數相關研究人員是經濟學背景而不是聲學背景有一定關系吧)。這些研究在描述噪聲變化時,一般不會直接說噪聲變化多少dB,因為這種dB的變化大多數非專業人士沒有很直觀的概念,即便是我這種(偽)專業人士也很難準確腦補這種dB的變化。通常,他們會描述比如交通量的變化,噪聲大小提高一倍(twice as loud),不再因噪聲煩躁(not annoyed anymore)等等。當需要計算對每一dB變化的WTP時,這些非dB變化都可以換算成dB變化,比如由交通量可以非常直接地計算dB;噪聲大小提高一倍可以看成是增加10dB;煩躁可以通過量效曲線(dose-response function)換算成dB(像這樣通過量效曲線轉換dB和煩躁,然后通過煩躁的價格得到噪聲的價格,這在本質上和后面會講到的影響途徑法是一樣的)。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          估計“噪聲大小提高一倍”的后果其實比人多人以為的要嚴重吧?圖片來源:https://courses.washington.edu

          和RP研究一樣,大多數SP研究都只得到一個單一的 WTP值,而且不同的研究得到的WTP值差別也很大。之前有一項歐盟研究選取了幾個歐盟國家各自的針對道路噪音的研究,并把它們的WTP值統一換算成2001年的€ per dB per household per year,結果從€2到€99都有。取這些值的中位數,就得到了2001年歐盟道路噪聲標準價格:€23.5 per dB per household per year,比同期的英格蘭價格低一點。不過嚴格來說,這個值只適用于基礎噪聲在55-65dB范圍內的情況,因為正如前文中提到過的,人的WTP是會隨基礎噪聲高低而變化的。有一些SP研究得到了對應不同基礎噪聲或不同煩躁程度的WTP,不過這種研究數量有限,其中一個原因可能是增加基礎噪聲數會使實驗設計所須要包含的情境數量成倍地增加吧。

          四. 影響途徑法(Impact pathway approach,IPA)

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          典型的影響途徑法(IPA)簡單來說,就是根據量效曲線(dose response function)將噪聲分貝值傳換成健康影響,睡眠影響等各種可能的影響,并計算這些影響的代價?,F在已經有較多研究成果或比較被重視的影響包括煩躁(Annoyance), 睡眠影響(Sleep Disturbance), 高度緊張(Hypertension), 心血管疾病(Cardiovascular disease), 認知損傷(Cognitive impairment), 聽力損傷及耳鳴(Hearing impairment and tinnitus), 工作效率(Productivity), 學習能力(Learning ability), 人體代謝影響(Metabolic outcomes)等等,整體的生活質量和精神健康(Quality of life, well-being and mental health)也可以單獨算一種影響。

          不過很多影響是相互關聯甚至重疊的,比如睡眠不足會影響第二天的工作效率,高度緊張在生理指標上表現為高血壓等心血管疾病等等。英格蘭當前的國標用的就是IPA,不過只考慮3種影響:煩躁,睡眠影響和健康影響。其中健康影響包含三個子影響:心肌梗死,中風和癡呆癥。接下來我們以英格蘭當前國標中的煩躁為例來展示IPA如何將分貝值轉換成價格。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          大約有1/4的歐洲人受到高于55dB的道路噪聲的影響。根據估算,由環境噪聲引起的高度緊張和心血管疾病每年在歐洲導致大約10000例過早死亡。圖片來源:https://www.eea.europa.eu/

          英格蘭國標的基本思路是:

          Value of annoyance = population exposed x proportion highly annoyed x disability weight x health value。

          Population exposed可以通過噪聲模擬或現場測量來獲得,然后proportion highly annoyed就是通過量效曲線來計算。關于噪聲-煩躁量效曲線的研究也是多如繁星。下圖是一套非常著名的噪聲-煩躁量效曲線。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          一套著名的噪聲-煩躁量效曲線,出自Miedema, H.M. & Oudshoorn, C.G. (2001). Annoyance from transportation noise: relationships with exposure metrics DNL and DENL and their confidence intervals. Environ Health Perspect, 109(4): 409–416. (圖片來源:Miedema & Oudshoorn (2001))

          這里插一句,其實拿噪聲-煩躁做回歸方程的話,會發現噪聲對煩躁的解釋度非常低,甚至不到50%,因為一個人對噪聲感到多煩躁跟一個人自身的特質以及所處的情境也有很大的關系。不過這里我們就不糾結這一點了,畢竟所有這種標準化的量化工作求的是符合普遍的大眾的一般的情況。英格蘭國標中具體的proportion highly annoyed的算法如下,出自歐盟一份2002年的意見書:

          Road:

          Air:

          Rail:

          接下來,disability weight的取值是0.02,這是從WHO歐洲辦公室2011年的一份有關環境噪聲與健康的規范中得來的。0.02表示的意思是高度煩躁使一個健康人的健康狀況降低2%。最后是health value,取值是一個人一年的健康或健康的一年值6萬英鎊,來自2009年UCL的一份報告。

          通過IPA,英格蘭當前國標得到的噪聲價格還是£ per dB per household per year的形式,不過非常精細,從45dB到81dB每一dB的提升都有一個特定的價格,而且道路鐵路機場噪聲各有一套自己的價格。比如道路噪聲從55dB到56dB的代價是£51,從74dB到75dB的代價是£167。這些價格是2014年的價格,使用時需要進行物價收入轉換。當然,這些雖然看著很完美,但IPA各個環節中的一些關鍵數值的取值還是有很大爭議性和不確定性的。另外,現在英格蘭國標只涉及三個影響,而每一個影響估價背后,都需要巨量或是長周期的研究,比如一些流行病學研究的支持,所以IPA是非常不容易的。

          最后再回過頭來說下,為什么我在開頭說IPA不應該被看作是和RP和SP并列關系的第三種方法。其實SP和RP可以被看作是估算噪聲煩躁影響價值的方法,而煩躁影響是IPA所包含的眾多影響中的一種,而且IPA不是說一定得是“dB=>量效曲線=>價格”這種模式,像RP和部分SP直接“dB=>價格”也是可以的。但另一方面,很難說RP研究中房價只反映了人們對噪聲煩躁影響的顧慮,而不涉及對睡眠影響等其他影響的顧慮,而SP研究中,對于得到的價值是只涉及到煩躁影響還是也涉及到其他影響,也得看具體的問卷設計了。因此,我認為把RP,SP和IPA看成并列關系的三種方法確實不完全正確,但也有一定道理。

          五. 總結

          基本上我們可以說RP,SP和IPA各有利弊,且都不是很靠譜,同一種方法得到的噪聲價值差別都可能會很大,而且可以說,每一個噪聲價值都是建立在一系列假設和簡化之上的。所以文科生們也不用盲目崇拜這類量化評價方法。但并不是說現有的噪聲估價方法就一無是處,畢竟完美的方法都是一步步探索優化出來的,而且,如何使用這些方法得到的數值來輔助決策,或避免因使用這些數值而做出錯誤的決策,是優秀的決策者應該具備的能力。

          最后,認真看到這里且喜歡思考的朋友可能會發現,上面提到的噪聲估價方法和結果都主要是針對居住場所的噪聲影響,那學校醫院公園等地方的噪聲怎么估價?很遺憾,目前涉及這些場所的噪聲價值研究極其有限,很難找到相對靠譜且具有一定普適性的值,更別提做meta analysis了。根據英格蘭國標,對學校醫院這種噪聲敏感場所不能不管不顧,要具體案例具體分析,也可能做些定性的評估。其實不光是對人,噪聲對其他動植物也是有影響的。所以,完善噪聲估價體系依然任重道遠。

          1dB噪聲 = 5個麥當勞巨無霸?

          作者:蔣力克,利茲大學,主要從事城市交通與環境尤其是噪聲相關的研究

          封面來源:McDonald Facebook

          主要參考文獻:

          Bristow, A.L., Wardman, M. & ?Chintakayala, V.P.K. (2015). International meta-analysis of stated preference studies of transportation noise nuisance, Transportation, 42(1): 71-100.

          Defra (2014). Environmental Noise: Valuing impacts on: sleep disturbance, annoyance, hypertension, productivity and quiet – A report informed by: IGCB(N). Defra, London.

          Navrud, S. (2004). The economic value of noise within the European Union – A Review and Analysis of Studies. Acústica 2004, September 2004, Guimar?es, Portugal.

          Nellthorp, J., Bristow, A.L. & Day, B. (2007). Introducing willingness-to-pay for noise changes into transport appraisal: an application of benefit transfer. Transport Reviews, 27(3): 327-353.

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          聲學趣聞

          分貝(dB)是什么海鮮,以及1+1≠2

          2020-4-26 12:33:25

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          惠州市音博仕科技有限公司|音頻產業參展廠家

          2021-5-23 6:21:23

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