模拟钢琴发音制作音乐路面的施工方法

模拟钢琴发音制作音乐路面的施工方法湖南省高速百通建设投资有限公司郭立宏当我们驾车行驶在刻有防滑槽线的路上时，总能听到轮胎与槽线之间发出来的噪音。如果能控制改变振源的振动频率，使之发声频率按人为事先设定的顺序和时长串联起来，就能得到一段美妙的音乐。音乐路段对驾驶员有间接的限速，缓解疲劳作用，从而也提高了行车安全，需要设置减速带的路段也可以选有某些特效的音乐路段替代。声音是由物体振动产生的声波，人耳能识别的声波频率范围为20Hz~20kHz。因此，控制和改变轮胎与槽线发音频率，使之成为音乐是能够实现的。我们平时唱歌的节拍快慢，以四分音符为一拍，一般速度每分钟69拍至70拍，（全分音符四拍，二分音两拍，八分音半拍，十六分音四分之一拍，三十二分音八分之一拍）算下来每拍时长只有0.87秒。钢琴由几组黑白相间的琴键组成，黑色键36个，白色键52个，一共88个键，现规定从左至右琴键序号N从1到88一一对应。则各键的发音声波频率f按（式1）计算。Nef05776227.095654360.25(式1)式中：f琴键发声频率；N琴键序号。车辆在不同路况段的安全车速不同，一般乡村道路可选30km/h、40km/h，高速公路可选80km/h、100km/h，选择曲谱一般可选择有宣传作用，或具地方特色的歌曲（不可选催眠曲），如通往韶山的道路上可选《东方红》。现以《致爱丽丝》和《东方红》两首曲谱，按行车速度V=80km/h为例，进行施工数据计算。右图为《致爱丽丝》的钢琴曲谱，琴谱每节都分上下两行，演奏时上面一行的高音右手弹奏，下面一行的低音左手弹奏，音乐路面制作时，高音谱部分对应至右轮迹，低音谱部分对应到左轮迹。本曲谱中音符主要有八分音，四分音，二分音，则以时值较短的八分音为基础单元，其时长t按（式2）计算。216960t(式2)式中：八分音时值，60每分钟秒数，69每分钟节拍数，1/2八分音时值与四分音时值比。将行车速度按（式3）进行换算得v=22.22m/s36001000Vv(式3)式中：V汽车时速km/h，v速度m/s。则每音符时长对应的行驶距离l按（式4）计算得l=9.66m。vtl(式4)式中：l八分音时值对应的行驶距离。《致爱丽丝》曲谱分21小节，每小节含6个八分音时长，则全曲相当有126个八分音符,制作路段总长度L和演奏完整曲的时间T分别按（式5，式6）计算。lnL(式5)vLT/(式6)式中：L音乐路段总长度m，n八分音当量个数。计算得L=1217.16m，演奏时长T=55秒。施工本音乐路段时，先将这1217.16米用测量工具精准分为126等分，每等分长度为l=9.66m，并标上序号。再根据各音符对应的钢琴键序号，按（式7）计算该音符对应的刻线间距d。fvd/(式7)结合（式1）和（式3）得（式8）NeVd05776227.095654360.253600/1000(式8)式中：d槽线间距mm，V汽车时速km/h，N琴键序号。为体现音符间的断奏效果，可在每小段音符末尾12%~15%不刻槽线，（由于人耳的时间分辨率为0.1秒左右，小于0.1秒的断奏人耳是察觉不到的，所以要体现断奏效果，音符末尾须大于11.5%不刻槽线）但标明连奏的音符则要100%刻满。槽线宽度可根据需要的音量大小而定，一般可在3~9mm选用（f:9mf:7~8mp:4~5p:3）。列表计算《致爱丽丝》施工数据的过程及结果如下：右图为《东方红》的简谱，音乐路面制作时可将左右轮迹刻一样的槽线，可以不像钢琴曲谱那样复杂，本曲谱中音符主要有八分音，四分音，二分音，则以时值较短的八分音为基础单元。《东方红》为F大调，即降7，遇到7则降半个音，在钢琴上体现在用6和7之间的黑键。计算得L=618.24m，演奏时长T=28秒。列表计算《东方红》施工数据的过程及结果如下：