鎮江市功能區環境噪聲自動監測系統運行維護探討

謝偉彭睿

（鎮江市環境監測中心站 江蘇 鎮江 212004）

1 鎮江市噪聲自動監測系統簡介

目前，鎮江市擁有兩套噪聲自動監測系統，一套位于一類噪聲功能區：陽光世紀花園，另一套位于四類功能區：市環保局解放南路路段。陽光世紀花園點位噪聲監測子站，采用壁掛式機柜，其中安裝了電源管理系統、數據采集系統、網絡通信模塊、聲級計。利用信號傳輸電纜，將聲級計的傳聲器延長至外界金屬桿頂端，同時在金屬桿上集成了五合一氣象采樣系統。當傳聲器受到聲音時，轉換為電信號并傳入聲級計，聲級計對其進行統計分析生成Leq、L10、L50、L90等數據后，送入數據采集系統，并通過GPRS無線通信模式送入位于市環境監測中心站后臺服務器中，通過后臺數據庫軟件處理生成需要的報表和不同時間類型（小時值、日均值、月均值等）統計數據。市環保局解放南路路段點位，除擁有噪聲監測子站外，還附有一套車流量監測子站。其噪聲監測監測子站結構與上述相同，車流量子站是利用影像辨認技術，利用位于路面至高點得攝像機，對路面進行攝像，通過軟件將路面劃分為許多大小、長短不一的色塊，當車經過這些色塊時，通過車輛對色塊的遮蔽面積的百分比來確定大型、中型、小型車。由于車流量數據量較大，且含有視頻，所以需要通過光纖進行數據傳輸與發送。

2 噪聲自動監測系統硬件維護

2.1 電源維護

電源維護是噪聲自動系統首要環節，是確保系統所運行正常的前提。目前電源維護存在的問題一是提供優質穩定的電源，二是在斷電等異常情況下保證數據監測的連續性，三是防雷、防短路以及人為原因破壞。針對第一個問題，一方面是在建站前，對儀器設備的各個組成部分的額定工作電壓、額定電流、額定功率有詳細準確地掌握。采用對應截面積的電纜或絕緣銅制導線，在布線時遵循安全、簡潔、科學的原則，避開植物根系，零線接電阻必須小于0.5歐姆，這樣才能保證儀器設備的正常使用。另一方面是對電源管理系統中UPS模塊的維護和保養，一般保持機柜中環境溫度為15-25℃，溫差太大會造成UPS電路板結露，超過25℃時會降低UPS中蓄電池的壽命，在巡檢中要詳細查看電路上交流電容是否發生漏液，金屬件是否發生氧化，以及電路板是否有污垢，如發生以上情況，則須進行更換和清潔，以確保設備正常工作與部件絕緣，在系統安裝時要注意給系統預留空間散熱，有條件的話則須安裝通風冷卻系統。其次，為保證系統持續工作，一般系統內部都安裝了蓄電池。在巡檢過程中，要認真測量蓄電池兩級開路電壓，如果電池長期欠壓表示蓄電池有損壞的可能性，另一方面要注意蓄電池必須密封和干燥，因為目前大多數蓄電池為鉛酸電池，一旦密封不嚴，電解液溢出和流失會破壞系統其它組件設備。在防雷方面，一方面UPS模塊穩壓作用，能對雷電對設備產生的電涌進行一定消除作用，另外采用分級保護、逐級泄流的方法，一方面采用外部接地（避雷針、避雷帶、法拉第籠等），巡檢過程中要確保接地電阻在4歐以下。另一方面，在系統內部中一些耐壓較低的部件，可以加裝防雷端口，利用端口引線對元件起到屏蔽保護作用，將過電流輸導入接地。

2.2 系統采樣、數采、通信模塊的維護

采樣前端是金屬件，且位于高于水平面5米以上，雷擊是一個主要防范要素，我們利用在探頭防風罩上安裝金屬鳥刺，起到避雷作用。另一方面，需要定期對探頭進行清潔，查看金屬探頭的外觀是否發生變形，并且用靜電計測量金屬探頭的電容值和靈敏度，保證良好的線性響應。另外，利用標準聲源對聲級計進行校準，根據本市系統工作情況，一般連續工作五天，聲級計數值會產生0.5dB漂移,連續測量10天，聲級計數值會產生1dB漂移，所以至少將聲級計每周校準一次，與此同時需檢查聲級計與信號傳輸線纜連接是否可靠，利用萬用表測量每路信號線的阻值，以接近零歐姆為合格。

氣象探頭在巡檢時，一定要保證頂端降雨測量金屬感應片的清潔，否則會影響降雨量數據的準確率。在巡檢同時，帶一個手持式五合一參數儀，同時利用提供的USB串口，對氣象探頭各個工作參數進行核對，并現場調取數據進行比對，利用T檢驗來判定數據符合程度。

數據采集模塊方面，一個比較重要的問題時數據接口防銹，因為噪聲自動監測系統屬于戶外儀器設備，但不同于大氣自動監測擁有固定的站房，目前的做法是給數據接口帶上橡膠防護罩，對銹蝕較嚴重的接口進行定期跟換。另外就是對模塊整體的清潔，特別是內部電路的檢查和清潔。同時通過調試端口，調取和觀察數據采集模塊的狀態參數來判斷是否處于正常工作狀態。

目前，我市噪聲自動監測系統采用GPRS方式進行無線傳輸，GPRS無線傳輸方式相對來說較為靈活、便捷，如果在后臺無法收到數據，往往利用手機撥通該點位GPRS卡號，就能知道傳輸線路是否連通。GPRS目前存在的主要問題首先是GPRS調制方式決定了傳輸流量相對較小，只適合噪聲數據傳輸，一旦開放噪聲錄音功能形成數據量較大的文件，在傳輸過程中就會發生堵塞和丟包現象。其次，GPRS存在轉接延時情況，一旦發生這種情況，數據傳輸率就會大大小降，會出現分組數據丟失的情況。針對這種情況，我們在數據采集模塊中安裝閃存模塊，使采集的數據先暫時放入閃存，如果發現數據丟失，可以重新命令系統從閃存調出數據進行再次發送，同時，盡量將系統安裝在開闊地域，避開變壓器，手機基站等能產生通信干擾的設備，確保數據的連續性和完整性。

3 噪聲自動監測系統軟件維護

后臺軟件分為三大部分，一部分是數據庫軟件系統，一部分為通信軟件系統，一部分為業務界面系統。目前數據庫系統為Oracle10G，其優點在于數據量非常大的時候，擁有非常快速簡便的查詢結構，便于業務界面系統進行調用。并且由于Oracle獲得了ISO標準認證，較其SQL和DB2等數據庫軟件來說，具有高度的安全性。但Oracle10G對于維護人員來說，存在結構復雜，安裝需要較多設置和軟件環境條件，通用性較差等弱點。一旦數據庫造成破壞，要通過繁瑣的步驟將其轉換為其他數據庫形式，為此，建議請供應商開發一套數據轉換和調取軟件，在數據庫遭到破壞或者數據庫移機時，保證數據的完整性。

通信軟件系統和業務界面系統一般是由供應商開發。目前B/S網絡結構是最適合自動監測系統，它實現了客戶端零維護，讓維護的主要工作集中在服務器端。為此，通信軟件系統的維護也至關重要，一方面對通信軟件要進行每日查看，統計數據流量，及時記錄報錯信息。并且要保持與供應商聯系，及時進行軟件更新。這里要特別強調一下軟件的魯棒性。基本上所有軟件都存在BUG，計算機在遭到攻擊，或者網絡過載、輸入錯誤、磁盤故障時，能不死機、不崩潰，這就是魯棒性。提高軟件系統魯棒性，一方面，通過不斷更新消除軟件BUG，另一方面盡可能的在一個服務器中只安裝一個廠家，獨立的軟件系統，不要同時在一個服務器中安裝多套功能不同的軟件，造成軟件沖突，導致數據無法發送到數據庫中。同時盡可能關閉遠程桌面，減少系統遭到攻擊的頻率，提高數據傳輸效率和安全性。

4 結語

噪聲自動監測系統，是實現環境監測自動化的一個重要組成部分。在硬件方面，我國大多數廠商還處在對國外產品進行集成的階段，一旦出現設備故障，大多數以更換新部件來解決，在一定程度上花費了大量的資金，也延長的設備周轉時間，這對自動監測系統的維護十分不利，希望國內廠商能在這方面進行研究和投入，能對國外設備進行維修，甚至完全實現國產化。軟件方面，我國在環境監測自動化方面發展時間較短，大多數軟件還是運用國外軟件的結構和算法，由于版權問題，造成自己編寫的軟件存在大量BUG，國外軟件功能不能得到充分應用，軟件購置費用較高等問題，軟件廠商需根據國內環境監測狀況，編寫適合本國發展需要的軟件，另一方面，環境監測管理人員，要結合實際工作情況，不斷探索和總結經驗，提出新問題，讓自動系統更好的為環境監測工作服務。