城市環境噪聲自動監測系統技術研究

徐君 施曉烽

（紹興市柯橋區環境保護監測站 浙江紹興 312000）

在新時期，城市環境污染表現形式更為多樣，不會再限于環境污染、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，城市經濟快速發展，各種各樣交通安全設施全方位資金投入，噪聲源更廣，加強全自動環境噪聲檢測是改善自然環境水準的關鍵。所以，在建設生態城市時應積極引進高新技術，利用高新技術對環境噪聲進行自動控制，對實現環境監測和自動處理具有重要意義。

1 噪聲污染來源和危害

1.1 污染源

隨著城市化進程的加快，城市噪聲污染的來源表現出復雜多樣的特點，在很多領域都有可能發生噪聲污染問題。目前，大城市自然環境噪聲污染的具體來源有以下幾點。（1）環境噪聲：車子、船只、火車、飛機場、地鐵站等。（2）工業化生產噪音：設備運行造成噪音。（3）工程施工噪音：工程施工機械設備造成的噪音，噪聲大。（4）其他噪音：家用電器、音響系統等噪音，影響人們的睡眠質量與生活情況［1］。

1.2 噪聲污染的危害

噪聲污染是城市污染的具體表現之一，它與大氣、水、土壤層等環境污染方式不一樣，是一種以不規律聲響為主導的環境污染情況。在人類社會不斷發展的背景下，人為要素引起的環境污染問題日益凸顯，噪聲污染不但會影響人們的休息、學習培訓、工作等生活狀態，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調發展的核心。

2 自動監測噪聲的系統組成

2.1 組成系統

通過與信息化相結合的方式，城市噪聲全自動檢測系統主要涉及當場監管站、通信系統、監控系統3個控制模塊，它是全部檢測系統的關鍵構成部分。其中，最重要的是當場檢測子站，包含噪聲子站、氣象觀測站、交通出行子站等［2］；檢測信息傳輸數據的關鍵服務平臺是通信網；監控中心是指監測中心使用的專用軟件，用于處理噪聲的三維動態仿真、聲信號分析等各種噪聲處理。

2.2 系統特性

該自動化監控系統更改了傳統式的噪音控制方式，以高新科技為核心替代人力監測平臺，完成了自然環境噪聲污染操縱剖析的一體化發展趨勢。無人化、24h 持續運行、細致合理布局、迅速實際操作、簡易檢修等多種多樣對策能為大城市自然環境構建平靜井然有序、和睦幸福的大環境。此外，噪聲污染檢測還提升了聲環境評價指標體系，為政府部門和相關部門開展環境污染治理給予合理的數據信息使用。

3 噪聲自動監控技術

3.1 系統概覽

本系統是由噪聲監測終端、通信網絡和監控系統構成的噪聲全自動檢測系統。實時監控系統終端設備可擴展氣候和車流終端設備等作用，現場檢測終端設備根據各種通信方式與監控系統互動，監控系統根據噪聲系統（V3.0 版）對噪聲數據信息開展數據分析處理［3］。自動化技術監控系統主要控制模塊：環境噪聲檢測終端設備；氣象控制模塊；網絡攝像頭；光纖及3G傳輸數據；專用型網絡服務器計算機；數據庫查詢；監控軟件；發布軟件。

3.2 系統構成技術

3.2.1 子站技術

包括自動噪聲監測終端、自動氣象監測終端、自動監測終端和LED顯示屏。基于GIS的噪聲監測系統只完成了對環境運行的監測，對噪聲監測和防治管理系統的功能也只完成了一部分。在城市噪聲污染控制中，利用遙控設備和圖像采集設備同時，檢測城市噪聲污染，為城市噪聲污染控制提供科學指導［4］。

3.2.2 通信技術

在自動化裝備改進的趨勢下，噪聲監測系統的信息化有許多發展趨勢，利用雷達技術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、自建網絡等通信方式，可采用集成、分布式等多種通信網絡，實現資源利用和規劃的可持續發展。隨著環境噪聲控制的自動化改造，應引入先進技術作為監測指導，實現噪聲監測維護管理的智能化、規范化。

3.2.3 調度技術

調度技術可以按規模、地域、服務對象等將監測對象劃分為多種類型，不同類型的監控單元使用不同的業務模式。該技術可以為噪聲自動監測系統提供專業的網絡處理平臺，實現噪聲、氣象、車流數據的管理、統計、分析和報告。一旦檢測到異常噪聲，就可以進行監測和控制規劃［5］，幫助該地區建立生態環境機制。隨著GIS 技術的不斷發展，自動噪聲監測系統將充分發揮其作用，真正取代人工操作，成為噪聲監測與維修管理中最簡單、最快捷的方法。

3.3 系統技術應用

3.3.1 資料處理

在噪聲監測系統方面，信息管理體系呈現出不同的形態，可以通過數字化端口來整合業務模式，如設備說明、運行流程、監控規范等，這些在運營控制中不可或缺。本系統應用優秀的環境監控系統技術性、自動控制系統和信息網絡無線通信技術，完成了噪聲自行檢測的數字化、自動化技術、信息化管理。控制和管理遠程視頻監控，集成地理信息系統（GIS），提供強大的數據表達能力，包括圖像、音頻、視頻等，這是噪聲數據處理中需要解決的問題。

3.3.2 資料分析

監測站對各區段設備進行雷達識別，并雷達進入計算機系統后，進行管理，以減少信息控制的難度，改進噪聲監測系統的信息管理流程。實時噪聲監測系統具有噪聲預測、事件記錄、回放、豐富完整的統計功能，支持有線、無線通信方式，支持遠程參數設置、程序更新。傳感器校準、變電所校準、變電所復位等，在短時間通信故障時，變電所可與監控中心自動完成丟失的數據，支持采集、傳輸。交通和氣象數據的存儲和顯示，支持GPS衛星接收機的數據信息，從而為移動監測服務提供支持。

3.3.3 可視化界面

在傳統裝備改進機制下，噪聲監測系統及其信息系統維護必須多樣化，依據信息管理系統維護檢測機制開展調節，進而完成機器設備生產調度和管控的綜合性更新改造。舉例來說，在“交互頁面”作用設定中，能給予環境噪聲檢測控制模塊、剖析模塊、報警模塊等，全是安全防范措施工作上不可或缺的對策，有利于提升城市環境污染檢測工作效能，為人們營造一個更加安靜和諧的社會環境。

4 自動監測噪聲的重要性

4.1 為環境治理決策提供科學數據

在當今世界環境日益嚴峻的今天，人們對環境治理的要求越來越高。但隨著重工業的發展，城市噪聲問題尤為嚴重，關于噪聲擾民的投訴層出不窮。國家對相關環境政策的制定有嚴格的規定，由于功能區噪聲與環境質量的矛盾，傳統的監測技術已不能滿足當前城市環境噪聲控制的需要，為環境治理決策提供有效的噪聲監測數據。

4.2 為環境執法提供技術支持

傳統的城市環境噪聲污染監測方法在治理過程中存在著很大的局限性，由于監測數據不具有實時性，數據不夠準確，數據很難反映實際噪聲，執行環境法非常困難。同時，傳統的噪聲監測工作受到干擾時間的限制，缺乏對夜間突發性噪聲的管理方法和執法依據。另外，目前城市環境噪聲監測主要依靠監測人員的人工操作，在工作過程中容易受到非技術因素的干擾，造成監測數據不準確，對環境執法有一定影響。

4.3 向民眾提供環境信息

因為噪聲會直接影響人們的知覺，在城市里，在人口密度高、人口密度大的地區，城市環境噪聲越來越受到人們的重視。在人口密集地區安裝了大量的噪聲顯示屏，提高了人們的環保意識。此外，我國城市環境噪聲自動監測設備也取得了很大的進展，通過掃描，可對噪聲顯示設備進行監控，并通過信息網絡向監控人員傳遞監控數據，以便員工根據實際情況制定相應的噪聲控制方案。

5 城市環境噪聲自動監測系統現狀

近年來，在環境噪聲和環境自動監測方面，我國已經施行了許多法規，為環境噪聲的自動監測奠定了堅實的法律基礎。同時，當前的計算機通信技術也取得了突破。國外先進的噪聲自動監測系統具有自動監測、自動數據處理、自動信息傳輸等功能，解決了傳統噪聲監測技術的地域和時間局限性。通過對國內各種自動監測設備的分析，自主開發了適合我國國情的環境噪聲監測系統，系統質量、工藝和生產工藝不斷提高，并得到廣泛推廣。國家企業或公民應積極合作，盡量減少城市環境噪聲排放，才能從根本上解決噪聲污染［6］。

6 自動監測環境噪聲在城市建設中的應用要點

6.1 合理選擇場地

噪聲自動監測站的選型是十分重要的，在建設環境噪聲自動監測系統的初期，應認真探討擬建場地的可行性。具體來說，在選擇子站時應注意以下幾個方面。

（1）為使環境噪聲自動檢測系統能精確地對現場噪音開展檢測，場所要建在遠離花草樹木、地下停車場及室外空調等大型設備區，這樣，就可以避免它們被干擾。

（2）為更好地為環境噪聲自動監測系統供電，應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，特別是環境溫度，通用噪聲自動監測子系統僅通過機箱內的兩個小風扇進行通風，但冷卻效果不佳，若遇夏季高溫期較難冷卻，因此，應在改進站機箱時，散熱與耐高溫性能的優化，施工現場要盡可能選擇陰涼的地方。

（4）因為噪聲全自動檢測系統通常都是全天沒有人值勤，所以一定要加強自身的安全管理措施，以防產生安全生產事故，通常可在站主機箱上貼到警示標志，提示乘客避開。如果有條件的話，最好是能分配專業人員照護。

6.2 比對監管

質量保證和質量控制是噪聲自動檢測系統的兩個關鍵環節，而核對監管則是其中最重要的一環，并以全自動監管和人工監管為方式，將二者的效果開展持續比照檢測，相對誤差在0.3～lOdB（A）。造成偏差的因素關鍵有：一是國內現階段噪聲全自動檢測系統數據比對實驗都還沒標準的方式，并且不同的監測設備自身很有可能會出現相應的結果差別；二是傳聲器各參數有相應的區別，那樣就產生了測量效果的誤差；三是實驗地點的氣候自然環境不一樣，那樣對測量結果也是有相應的影響；四是麥克風的置放視角有差別，進而導致信息發生誤差。

6.3 分辨材料

材料分辨主要是判斷材料是不是合理。因為環境噪聲檢測材料較多，所以對噪聲數據監測的實效性分辨也是有許多內容，如據收集率、1h持續檢測時間等。一般來說，合理的數據采集率應當大于95%，而1h 持續檢測時間則應大于20min。噪聲全自動檢測系統通常運作穩定，所以只能在出現故障或長期斷電時，才會產生失效數據采集率。還需要開展出現異常數據信息的分辨與鑒別。

7 噪音全自動監控系統的運用

7.1 自動識別噪音的規劃和部署

城區環境噪聲檢測是一項設計方案、多部門管理制度的繁雜工作，因為全自動檢測系統在具體運用中常處的位置較多，遍布普遍，安裝規定高，所以在安裝流程中應側重于監測系統設計方案，以防止出現應用限期短、檢測效率低等狀況。此外，在國內范疇內安裝噪音全自動監測設備和改善環境噪聲檢測方式的執行時間不同，造成了全國各地范疇內的檢測效果不一，它在噪聲監測數據共享方面具有重要意義。并且在具體檢測過程中，應側重于長期性、平穩的檢測，而不是為應收查驗而開展的短期檢測，才可以使城市噪聲問題得到良好的改進。

7.2 全自動檢測噪聲工作的實際范疇

城市環境噪聲污染是一個具有偶然性的復雜系統，非常容易遭受極端氣候、工程建筑、地貌等聲特點的影響，所以，在安裝自動化技術監控系統時，在環境噪聲檢測工作中，需要充分考慮人與自然的各種各樣噪音源所在的位置。地區內要加強聲環保監測作用，長期性評定噪聲對自然環境的影響，及時把握相關數據信息，掌握地區內噪聲影響狀況。因此，在區劃地區時，應把居住小區和工民建作為關鍵檢測地區，提升檢測規定，改善檢測方式，對發展和推動城市噪聲全自動檢測工作有著非常關鍵的意義。

7.3 環境噪聲檢測應遵循可持續發展觀的路線

城區噪聲全自動檢測是一項新科技工程項目，項目投資大，開發周期長，可是，在全自動檢測系統中，普遍存在著很多可變性，一部分全自動監測系統還處在完善環節。在開展城市噪聲全自動檢測時［7］，應堅持走可持續發展觀路線，工程施工流程中應設計有效、科學合理的監測系統，并聯系實際開展研究，維持科學規范的監測系統和工作責任心，避免因數據監測不精確而對噪音控制工作造成危害。

8 結語

總體來說，要造就一個更為特色化的城市的發展環境，就需要及時處理因城市環境污染而產生的諸多問題。依據信息科技的發展趨向，設計一套噪聲全自動檢測系統具備可行性分析，為噪聲污染監管創造資源優勢。城鄉改造整體規劃中，應充分考慮全自動檢測系統的使用優點，將現場檢測子站、通信系統、監控系統等核心控制模塊結合在一起，完成環境噪聲檢測工作的一體化和創新性，充分發揮新技術應用在環境噪聲檢測控制中的使用價值。