城市環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)研究

徐君 施曉烽

（紹興市柯橋區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 浙江紹興 312000）

在新時(shí)期，城市環(huán)境污染表現(xiàn)形式更為多樣，不會再限于環(huán)境污染、水源污染等方式，噪聲污染對人們的生活水平也有著巨大傷害。與此同時(shí)，城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各種各樣交通安全設(shè)施全方位資金投入，噪聲源更廣，加強(qiáng)全自動(dòng)環(huán)境噪聲檢測是改善自然環(huán)境水準(zhǔn)的關(guān)鍵。所以，在建設(shè)生態(tài)城市時(shí)應(yīng)積極引進(jìn)高新技術(shù)，利用高新技術(shù)對環(huán)境噪聲進(jìn)行自動(dòng)控制，對實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測和自動(dòng)處理具有重要意義。

1 噪聲污染來源和危害

1.1 污染源

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市噪聲污染的來源表現(xiàn)出復(fù)雜多樣的特點(diǎn)，在很多領(lǐng)域都有可能發(fā)生噪聲污染問題。目前，大城市自然環(huán)境噪聲污染的具體來源有以下幾點(diǎn)。（1）環(huán)境噪聲：車子、船只、火車、飛機(jī)場、地鐵站等。（2）工業(yè)化生產(chǎn)噪音：設(shè)備運(yùn)行造成噪音。（3）工程施工噪音：工程施工機(jī)械設(shè)備造成的噪音，噪聲大。（4）其他噪音：家用電器、音響系統(tǒng)等噪音，影響人們的睡眠質(zhì)量與生活情況［1］。

1.2 噪聲污染的危害

噪聲污染是城市污染的具體表現(xiàn)之一，它與大氣、水、土壤層等環(huán)境污染方式不一樣，是一種以不規(guī)律聲響為主導(dǎo)的環(huán)境污染情況。在人類社會不斷發(fā)展的背景下，人為要素引起的環(huán)境污染問題日益凸顯，噪聲污染不但會影響人們的休息、學(xué)習(xí)培訓(xùn)、工作等生活狀態(tài)，并且對身體健康有一定傷害。高度重視噪聲污染的整治是人類社會協(xié)調(diào)發(fā)展的核心。

2 自動(dòng)監(jiān)測噪聲的系統(tǒng)組成

2.1 組成系統(tǒng)

通過與信息化相結(jié)合的方式，城市噪聲全自動(dòng)檢測系統(tǒng)主要涉及當(dāng)場監(jiān)管站、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)3個(gè)控制模塊，它是全部檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成部分。其中，最重要的是當(dāng)場檢測子站，包含噪聲子站、氣象觀測站、交通出行子站等［2］；檢測信息傳輸數(shù)據(jù)的關(guān)鍵服務(wù)平臺是通信網(wǎng)；監(jiān)控中心是指監(jiān)測中心使用的專用軟件，用于處理噪聲的三維動(dòng)態(tài)仿真、聲信號分析等各種噪聲處理。

2.2 系統(tǒng)特性

該自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)更改了傳統(tǒng)式的噪音控制方式，以高新科技為核心替代人力監(jiān)測平臺，完成了自然環(huán)境噪聲污染操縱剖析的一體化發(fā)展趨勢。無人化、24h 持續(xù)運(yùn)行、細(xì)致合理布局、迅速實(shí)際操作、簡易檢修等多種多樣對策能為大城市自然環(huán)境構(gòu)建平靜井然有序、和睦幸福的大環(huán)境。此外，噪聲污染檢測還提升了聲環(huán)境評價(jià)指標(biāo)體系，為政府部門和相關(guān)部門開展環(huán)境污染治理給予合理的數(shù)據(jù)信息使用。

3 噪聲自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)

3.1 系統(tǒng)概覽

本系統(tǒng)是由噪聲監(jiān)測終端、通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成的噪聲全自動(dòng)檢測系統(tǒng)。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)終端設(shè)備可擴(kuò)展氣候和車流終端設(shè)備等作用，現(xiàn)場檢測終端設(shè)備根據(jù)各種通信方式與監(jiān)控系統(tǒng)互動(dòng)，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)噪聲系統(tǒng)（V3.0 版）對噪聲數(shù)據(jù)信息開展數(shù)據(jù)分析處理［3］。自動(dòng)化技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)主要控制模塊：環(huán)境噪聲檢測終端設(shè)備；氣象控制模塊；網(wǎng)絡(luò)攝像頭；光纖及3G傳輸數(shù)據(jù)；專用型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)庫查詢；監(jiān)控軟件；發(fā)布軟件。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)

3.2.1 子站技術(shù)

包括自動(dòng)噪聲監(jiān)測終端、自動(dòng)氣象監(jiān)測終端、自動(dòng)監(jiān)測終端和LED顯示屏?；贕IS的噪聲監(jiān)測系統(tǒng)只完成了對環(huán)境運(yùn)行的監(jiān)測，對噪聲監(jiān)測和防治管理系統(tǒng)的功能也只完成了一部分。在城市噪聲污染控制中，利用遙控設(shè)備和圖像采集設(shè)備同時(shí)，檢測城市噪聲污染，為城市噪聲污染控制提供科學(xué)指導(dǎo)［4］。

3.2.2 通信技術(shù)

在自動(dòng)化裝備改進(jìn)的趨勢下，噪聲監(jiān)測系統(tǒng)的信息化有許多發(fā)展趨勢，利用雷達(dá)技術(shù)可以提高信息管理的效率。在這種情況下，可選擇ADSL、光纖、GPRS、CDMA、3G、自建網(wǎng)絡(luò)等通信方式，可采用集成、分布式等多種通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源利用和規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展。隨著環(huán)境噪聲控制的自動(dòng)化改造，應(yīng)引入先進(jìn)技術(shù)作為監(jiān)測指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)噪聲監(jiān)測維護(hù)管理的智能化、規(guī)范化。

3.2.3 調(diào)度技術(shù)

調(diào)度技術(shù)可以按規(guī)模、地域、服務(wù)對象等將監(jiān)測對象劃分為多種類型，不同類型的監(jiān)控單元使用不同的業(yè)務(wù)模式。該技術(shù)可以為噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)提供專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)處理平臺，實(shí)現(xiàn)噪聲、氣象、車流數(shù)據(jù)的管理、統(tǒng)計(jì)、分析和報(bào)告。一旦檢測到異常噪聲，就可以進(jìn)行監(jiān)測和控制規(guī)劃［5］，幫助該地區(qū)建立生態(tài)環(huán)境機(jī)制。隨著GIS 技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)噪聲監(jiān)測系統(tǒng)將充分發(fā)揮其作用，真正取代人工操作，成為噪聲監(jiān)測與維修管理中最簡單、最快捷的方法。

3.3 系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

3.3.1 資料處理

在噪聲監(jiān)測系統(tǒng)方面，信息管理體系呈現(xiàn)出不同的形態(tài)，可以通過數(shù)字化端口來整合業(yè)務(wù)模式，如設(shè)備說明、運(yùn)行流程、監(jiān)控規(guī)范等，這些在運(yùn)營控制中不可或缺。本系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)秀的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)性、自動(dòng)控制系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)，完成了噪聲自行檢測的數(shù)字化、自動(dòng)化技術(shù)、信息化管理?？刂坪凸芾磉h(yuǎn)程視頻監(jiān)控，集成地理信息系統(tǒng)（GIS），提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)表達(dá)能力，包括圖像、音頻、視頻等，這是噪聲數(shù)據(jù)處理中需要解決的問題。

3.3.2 資料分析

監(jiān)測站對各區(qū)段設(shè)備進(jìn)行雷達(dá)識別，并雷達(dá)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后，進(jìn)行管理，以減少信息控制的難度，改進(jìn)噪聲監(jiān)測系統(tǒng)的信息管理流程。實(shí)時(shí)噪聲監(jiān)測系統(tǒng)具有噪聲預(yù)測、事件記錄、回放、豐富完整的統(tǒng)計(jì)功能，支持有線、無線通信方式，支持遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、程序更新。傳感器校準(zhǔn)、變電所校準(zhǔn)、變電所復(fù)位等，在短時(shí)間通信故障時(shí)，變電所可與監(jiān)控中心自動(dòng)完成丟失的數(shù)據(jù)，支持采集、傳輸。交通和氣象數(shù)據(jù)的存儲和顯示，支持GPS衛(wèi)星接收機(jī)的數(shù)據(jù)信息，從而為移動(dòng)監(jiān)測服務(wù)提供支持。

3.3.3 可視化界面

在傳統(tǒng)裝備改進(jìn)機(jī)制下，噪聲監(jiān)測系統(tǒng)及其信息系統(tǒng)維護(hù)必須多樣化，依據(jù)信息管理系統(tǒng)維護(hù)檢測機(jī)制開展調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)調(diào)度和管控的綜合性更新改造。舉例來說，在“交互頁面”作用設(shè)定中，能給予環(huán)境噪聲檢測控制模塊、剖析模塊、報(bào)警模塊等，全是安全防范措施工作上不可或缺的對策，有利于提升城市環(huán)境污染檢測工作效能，為人們營造一個(gè)更加安靜和諧的社會環(huán)境。

4 自動(dòng)監(jiān)測噪聲的重要性

4.1 為環(huán)境治理決策提供科學(xué)數(shù)據(jù)

在當(dāng)今世界環(huán)境日益嚴(yán)峻的今天，人們對環(huán)境治理的要求越來越高。但隨著重工業(yè)的發(fā)展，城市噪聲問題尤為嚴(yán)重，關(guān)于噪聲擾民的投訴層出不窮。國家對相關(guān)環(huán)境政策的制定有嚴(yán)格的規(guī)定，由于功能區(qū)噪聲與環(huán)境質(zhì)量的矛盾，傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)已不能滿足當(dāng)前城市環(huán)境噪聲控制的需要，為環(huán)境治理決策提供有效的噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4.2 為環(huán)境執(zhí)法提供技術(shù)支持

傳統(tǒng)的城市環(huán)境噪聲污染監(jiān)測方法在治理過程中存在著很大的局限性，由于監(jiān)測數(shù)據(jù)不具有實(shí)時(shí)性，數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)很難反映實(shí)際噪聲，執(zhí)行環(huán)境法非常困難。同時(shí)，傳統(tǒng)的噪聲監(jiān)測工作受到干擾時(shí)間的限制，缺乏對夜間突發(fā)性噪聲的管理方法和執(zhí)法依據(jù)。另外，目前城市環(huán)境噪聲監(jiān)測主要依靠監(jiān)測人員的人工操作，在工作過程中容易受到非技術(shù)因素的干擾，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，對環(huán)境執(zhí)法有一定影響。

4.3 向民眾提供環(huán)境信息

因?yàn)樵肼晻苯佑绊懭藗兊闹X，在城市里，在人口密度高、人口密度大的地區(qū)，城市環(huán)境噪聲越來越受到人們的重視。在人口密集地區(qū)安裝了大量的噪聲顯示屏，提高了人們的環(huán)保意識。此外，我國城市環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備也取得了很大的進(jìn)展，通過掃描，可對噪聲顯示設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并通過信息網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控人員傳遞監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以便員工根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)的噪聲控制方案。

5 城市環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀

近年來，在環(huán)境噪聲和環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測方面，我國已經(jīng)施行了許多法規(guī)，為環(huán)境噪聲的自動(dòng)監(jiān)測奠定了堅(jiān)實(shí)的法律基礎(chǔ)。同時(shí)，當(dāng)前的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)也取得了突破。國外先進(jìn)的噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)具有自動(dòng)監(jiān)測、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)信息傳輸?shù)裙δ?，解決了傳統(tǒng)噪聲監(jiān)測技術(shù)的地域和時(shí)間局限性。通過對國內(nèi)各種自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備的分析，自主開發(fā)了適合我國國情的環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)質(zhì)量、工藝和生產(chǎn)工藝不斷提高，并得到廣泛推廣。國家企業(yè)或公民應(yīng)積極合作，盡量減少城市環(huán)境噪聲排放，才能從根本上解決噪聲污染［6］。

6 自動(dòng)監(jiān)測環(huán)境噪聲在城市建設(shè)中的應(yīng)用要點(diǎn)

6.1 合理選擇場地

噪聲自動(dòng)監(jiān)測站的選型是十分重要的，在建設(shè)環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的初期，應(yīng)認(rèn)真探討擬建場地的可行性。具體來說，在選擇子站時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

（1）為使環(huán)境噪聲自動(dòng)檢測系統(tǒng)能精確地對現(xiàn)場噪音開展檢測，場所要建在遠(yuǎn)離花草樹木、地下停車場及室外空調(diào)等大型設(shè)備區(qū)，這樣，就可以避免它們被干擾。

（2）為更好地為環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)供電，應(yīng)該把場地選在與固定建筑物比較近的地方。

（3）場地周圍不能被忽略，特別是環(huán)境溫度，通用噪聲自動(dòng)監(jiān)測子系統(tǒng)僅通過機(jī)箱內(nèi)的兩個(gè)小風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)，但冷卻效果不佳，若遇夏季高溫期較難冷卻，因此，應(yīng)在改進(jìn)站機(jī)箱時(shí)，散熱與耐高溫性能的優(yōu)化，施工現(xiàn)場要盡可能選擇陰涼的地方。

（4）因?yàn)樵肼暼詣?dòng)檢測系統(tǒng)通常都是全天沒有人值勤，所以一定要加強(qiáng)自身的安全管理措施，以防產(chǎn)生安全生產(chǎn)事故，通?？稍谡局鳈C(jī)箱上貼到警示標(biāo)志，提示乘客避開。如果有條件的話，最好是能分配專業(yè)人員照護(hù)。

6.2 比對監(jiān)管

質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是噪聲自動(dòng)檢測系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而核對監(jiān)管則是其中最重要的一環(huán)，并以全自動(dòng)監(jiān)管和人工監(jiān)管為方式，將二者的效果開展持續(xù)比照檢測，相對誤差在0.3～lOdB（A）。造成偏差的因素關(guān)鍵有：一是國內(nèi)現(xiàn)階段噪聲全自動(dòng)檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)比對實(shí)驗(yàn)都還沒標(biāo)準(zhǔn)的方式，并且不同的監(jiān)測設(shè)備自身很有可能會出現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果差別；二是傳聲器各參數(shù)有相應(yīng)的區(qū)別，那樣就產(chǎn)生了測量效果的誤差；三是實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的氣候自然環(huán)境不一樣，那樣對測量結(jié)果也是有相應(yīng)的影響；四是麥克風(fēng)的置放視角有差別，進(jìn)而導(dǎo)致信息發(fā)生誤差。

6.3 分辨材料

材料分辨主要是判斷材料是不是合理。因?yàn)榄h(huán)境噪聲檢測材料較多，所以對噪聲數(shù)據(jù)監(jiān)測的實(shí)效性分辨也是有許多內(nèi)容，如據(jù)收集率、1h持續(xù)檢測時(shí)間等。一般來說，合理的數(shù)據(jù)采集率應(yīng)當(dāng)大于95%，而1h 持續(xù)檢測時(shí)間則應(yīng)大于20min。噪聲全自動(dòng)檢測系統(tǒng)通常運(yùn)作穩(wěn)定，所以只能在出現(xiàn)故障或長期斷電時(shí)，才會產(chǎn)生失效數(shù)據(jù)采集率。還需要開展出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)信息的分辨與鑒別。

7 噪音全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用

7.1 自動(dòng)識別噪音的規(guī)劃和部署

城區(qū)環(huán)境噪聲檢測是一項(xiàng)設(shè)計(jì)方案、多部門管理制度的繁雜工作，因?yàn)槿詣?dòng)檢測系統(tǒng)在具體運(yùn)用中常處的位置較多，遍布普遍，安裝規(guī)定高，所以在安裝流程中應(yīng)側(cè)重于監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，以防止出現(xiàn)應(yīng)用限期短、檢測效率低等狀況。此外，在國內(nèi)范疇內(nèi)安裝噪音全自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備和改善環(huán)境噪聲檢測方式的執(zhí)行時(shí)間不同，造成了全國各地范疇內(nèi)的檢測效果不一，它在噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)共享方面具有重要意義。并且在具體檢測過程中，應(yīng)側(cè)重于長期性、平穩(wěn)的檢測，而不是為應(yīng)收查驗(yàn)而開展的短期檢測，才可以使城市噪聲問題得到良好的改進(jìn)。

7.2 全自動(dòng)檢測噪聲工作的實(shí)際范疇

城市環(huán)境噪聲污染是一個(gè)具有偶然性的復(fù)雜系統(tǒng)，非常容易遭受極端氣候、工程建筑、地貌等聲特點(diǎn)的影響，所以，在安裝自動(dòng)化技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，在環(huán)境噪聲檢測工作中，需要充分考慮人與自然的各種各樣噪音源所在的位置。地區(qū)內(nèi)要加強(qiáng)聲環(huán)保監(jiān)測作用，長期性評定噪聲對自然環(huán)境的影響，及時(shí)把握相關(guān)數(shù)據(jù)信息，掌握地區(qū)內(nèi)噪聲影響狀況。因此，在區(qū)劃地區(qū)時(shí)，應(yīng)把居住小區(qū)和工民建作為關(guān)鍵檢測地區(qū)，提升檢測規(guī)定，改善檢測方式，對發(fā)展和推動(dòng)城市噪聲全自動(dòng)檢測工作有著非常關(guān)鍵的意義。

7.3 環(huán)境噪聲檢測應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展觀的路線

城區(qū)噪聲全自動(dòng)檢測是一項(xiàng)新科技工程項(xiàng)目，項(xiàng)目投資大，開發(fā)周期長，可是，在全自動(dòng)檢測系統(tǒng)中，普遍存在著很多可變性，一部分全自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)還處在完善環(huán)節(jié)。在開展城市噪聲全自動(dòng)檢測時(shí)［7］，應(yīng)堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展觀路線，工程施工流程中應(yīng)設(shè)計(jì)有效、科學(xué)合理的監(jiān)測系統(tǒng)，并聯(lián)系實(shí)際開展研究，維持科學(xué)規(guī)范的監(jiān)測系統(tǒng)和工作責(zé)任心，避免因數(shù)據(jù)監(jiān)測不精確而對噪音控制工作造成危害。

8 結(jié)語

總體來說，要造就一個(gè)更為特色化的城市的發(fā)展環(huán)境，就需要及時(shí)處理因城市環(huán)境污染而產(chǎn)生的諸多問題。依據(jù)信息科技的發(fā)展趨向，設(shè)計(jì)一套噪聲全自動(dòng)檢測系統(tǒng)具備可行性分析，為噪聲污染監(jiān)管創(chuàng)造資源優(yōu)勢。城鄉(xiāng)改造整體規(guī)劃中，應(yīng)充分考慮全自動(dòng)檢測系統(tǒng)的使用優(yōu)點(diǎn)，將現(xiàn)場檢測子站、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等核心控制模塊結(jié)合在一起，完成環(huán)境噪聲檢測工作的一體化和創(chuàng)新性，充分發(fā)揮新技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境噪聲檢測控制中的使用價(jià)值。