城市环境噪声自动监测系统技术研究

徐君 施晓烽

（绍兴市柯桥区环境保护监测站 浙江绍兴 312000）

在新时期，城市环境污染表现形式更为多样，不会再限于环境污染、水源污染等方式，噪声污染对人们的生活水平也有着巨大伤害。与此同时，城市经济快速发展，各种各样交通安全设施全方位资金投入，噪声源更广，加强全自动环境噪声检测是改善自然环境水准的关键。所以，在建设生态城市时应积极引进高新技术，利用高新技术对环境噪声进行自动控制，对实现环境监测和自动处理具有重要意义。

1 噪声污染来源和危害

1.1 污染源

随着城市化进程的加快，城市噪声污染的来源表现出复杂多样的特点，在很多领域都有可能发生噪声污染问题。目前，大城市自然环境噪声污染的具体来源有以下几点。（1）环境噪声：车子、船只、火车、飞机场、地铁站等。（2）工业化生产噪音：设备运行造成噪音。（3）工程施工噪音：工程施工机械设备造成的噪音，噪声大。（4）其他噪音：家用电器、音响系统等噪音，影响人们的睡眠质量与生活情况［1］。

1.2 噪声污染的危害

噪声污染是城市污染的具体表现之一，它与大气、水、土壤层等环境污染方式不一样，是一种以不规律声响为主导的环境污染情况。在人类社会不断发展的背景下，人为要素引起的环境污染问题日益凸显，噪声污染不但会影响人们的休息、学习培训、工作等生活状态，并且对身体健康有一定伤害。高度重视噪声污染的整治是人类社会协调发展的核心。

2 自动监测噪声的系统组成

2.1 组成系统

通过与信息化相结合的方式，城市噪声全自动检测系统主要涉及当场监管站、通信系统、监控系统3个控制模块，它是全部检测系统的关键构成部分。其中，最重要的是当场检测子站，包含噪声子站、气象观测站、交通出行子站等［2］；检测信息传输数据的关键服务平台是通信网；监控中心是指监测中心使用的专用软件，用于处理噪声的三维动态仿真、声信号分析等各种噪声处理。

2.2 系统特性

该自动化监控系统更改了传统式的噪音控制方式，以高新科技为核心替代人力监测平台，完成了自然环境噪声污染操纵剖析的一体化发展趋势。无人化、24h 持续运行、细致合理布局、迅速实际操作、简易检修等多种多样对策能为大城市自然环境构建平静井然有序、和睦幸福的大环境。此外，噪声污染检测还提升了声环境评价指标体系，为政府部门和相关部门开展环境污染治理给予合理的数据信息使用。

3 噪声自动监控技术

3.1 系统概览

本系统是由噪声监测终端、通信网络和监控系统构成的噪声全自动检测系统。实时监控系统终端设备可扩展气候和车流终端设备等作用，现场检测终端设备根据各种通信方式与监控系统互动，监控系统根据噪声系统（V3.0 版）对噪声数据信息开展数据分析处理［3］。自动化技术监控系统主要控制模块：环境噪声检测终端设备；气象控制模块；网络摄像头；光纤及3G传输数据；专用型网络服务器计算机；数据库查询；监控软件；发布软件。

3.2 系统构成技术

3.2.1 子站技术

包括自动噪声监测终端、自动气象监测终端、自动监测终端和LED显示屏。基于GIS的噪声监测系统只完成了对环境运行的监测，对噪声监测和防治管理系统的功能也只完成了一部分。在城市噪声污染控制中，利用遥控设备和图像采集设备同时，检测城市噪声污染，为城市噪声污染控制提供科学指导［4］。

3.2.2 通信技术

在自动化装备改进的趋势下，噪声监测系统的信息化有许多发展趋势，利用雷达技术可以提高信息管理的效率。在这种情况下，可选择ADSL、光纤、GPRS、CDMA、3G、自建网络等通信方式，可采用集成、分布式等多种通信网络，实现资源利用和规划的可持续发展。随着环境噪声控制的自动化改造，应引入先进技术作为监测指导，实现噪声监测维护管理的智能化、规范化。

3.2.3 调度技术

调度技术可以按规模、地域、服务对象等将监测对象划分为多种类型，不同类型的监控单元使用不同的业务模式。该技术可以为噪声自动监测系统提供专业的网络处理平台，实现噪声、气象、车流数据的管理、统计、分析和报告。一旦检测到异常噪声，就可以进行监测和控制规划［5］，帮助该地区建立生态环境机制。随着GIS 技术的不断发展，自动噪声监测系统将充分发挥其作用，真正取代人工操作，成为噪声监测与维修管理中最简单、最快捷的方法。

3.3 系统技术应用

3.3.1 资料处理

在噪声监测系统方面，信息管理体系呈现出不同的形态，可以通过数字化端口来整合业务模式，如设备说明、运行流程、监控规范等，这些在运营控制中不可或缺。本系统应用优秀的环境监控系统技术性、自动控制系统和信息网络无线通信技术，完成了噪声自行检测的数字化、自动化技术、信息化管理。控制和管理远程视频监控，集成地理信息系统（GIS），提供强大的数据表达能力，包括图像、音频、视频等，这是噪声数据处理中需要解决的问题。

3.3.2 资料分析

监测站对各区段设备进行雷达识别，并雷达进入计算机系统后，进行管理，以减少信息控制的难度，改进噪声监测系统的信息管理流程。实时噪声监测系统具有噪声预测、事件记录、回放、丰富完整的统计功能，支持有线、无线通信方式，支持远程参数设置、程序更新。传感器校准、变电所校准、变电所复位等，在短时间通信故障时，变电所可与监控中心自动完成丢失的数据，支持采集、传输。交通和气象数据的存储和显示，支持GPS卫星接收机的数据信息，从而为移动监测服务提供支持。

3.3.3 可视化界面

在传统装备改进机制下，噪声监测系统及其信息系统维护必须多样化，依据信息管理系统维护检测机制开展调节，进而完成机器设备生产调度和管控的综合性更新改造。举例来说，在“交互页面”作用设定中，能给予环境噪声检测控制模块、剖析模块、报警模块等，全是安全防范措施工作上不可或缺的对策，有利于提升城市环境污染检测工作效能，为人们营造一个更加安静和谐的社会环境。

4 自动监测噪声的重要性

4.1 为环境治理决策提供科学数据

在当今世界环境日益严峻的今天，人们对环境治理的要求越来越高。但随着重工业的发展，城市噪声问题尤为严重，关于噪声扰民的投诉层出不穷。国家对相关环境政策的制定有严格的规定，由于功能区噪声与环境质量的矛盾，传统的监测技术已不能满足当前城市环境噪声控制的需要，为环境治理决策提供有效的噪声监测数据。

4.2 为环境执法提供技术支持

传统的城市环境噪声污染监测方法在治理过程中存在着很大的局限性，由于监测数据不具有实时性，数据不够准确，数据很难反映实际噪声，执行环境法非常困难。同时，传统的噪声监测工作受到干扰时间的限制，缺乏对夜间突发性噪声的管理方法和执法依据。另外，目前城市环境噪声监测主要依靠监测人员的人工操作，在工作过程中容易受到非技术因素的干扰，造成监测数据不准确，对环境执法有一定影响。

4.3 向民众提供环境信息

因为噪声会直接影响人们的知觉，在城市里，在人口密度高、人口密度大的地区，城市环境噪声越来越受到人们的重视。在人口密集地区安装了大量的噪声显示屏，提高了人们的环保意识。此外，我国城市环境噪声自动监测设备也取得了很大的进展，通过扫描，可对噪声显示设备进行监控，并通过信息网络向监控人员传递监控数据，以便员工根据实际情况制定相应的噪声控制方案。

5 城市环境噪声自动监测系统现状

近年来，在环境噪声和环境自动监测方面，我国已经施行了许多法规，为环境噪声的自动监测奠定了坚实的法律基础。同时，当前的计算机通信技术也取得了突破。国外先进的噪声自动监测系统具有自动监测、自动数据处理、自动信息传输等功能，解决了传统噪声监测技术的地域和时间局限性。通过对国内各种自动监测设备的分析，自主开发了适合我国国情的环境噪声监测系统，系统质量、工艺和生产工艺不断提高，并得到广泛推广。国家企业或公民应积极合作，尽量减少城市环境噪声排放，才能从根本上解决噪声污染［6］。

6 自动监测环境噪声在城市建设中的应用要点

6.1 合理选择场地

噪声自动监测站的选型是十分重要的，在建设环境噪声自动监测系统的初期，应认真探讨拟建场地的可行性。具体来说，在选择子站时应注意以下几个方面。

（1）为使环境噪声自动检测系统能精确地对现场噪音开展检测，场所要建在远离花草树木、地下停车场及室外空调等大型设备区，这样，就可以避免它们被干扰。

（2）为更好地为环境噪声自动监测系统供电，应该把场地选在与固定建筑物比较近的地方。

（3）场地周围不能被忽略，特别是环境温度，通用噪声自动监测子系统仅通过机箱内的两个小风扇进行通风，但冷却效果不佳，若遇夏季高温期较难冷却，因此，应在改进站机箱时，散热与耐高温性能的优化，施工现场要尽可能选择阴凉的地方。

（4）因为噪声全自动检测系统通常都是全天没有人值勤，所以一定要加强自身的安全管理措施，以防产生安全生产事故，通常可在站主机箱上贴到警示标志，提示乘客避开。如果有条件的话，最好是能分配专业人员照护。

6.2 比对监管

质量保证和质量控制是噪声自动检测系统的两个关键环节，而核对监管则是其中最重要的一环，并以全自动监管和人工监管为方式，将二者的效果开展持续比照检测，相对误差在0.3～lOdB（A）。造成偏差的因素关键有：一是国内现阶段噪声全自动检测系统数据比对实验都还没标准的方式，并且不同的监测设备自身很有可能会出现相应的结果差别；二是传声器各参数有相应的区别，那样就产生了测量效果的误差；三是实验地点的气候自然环境不一样，那样对测量结果也是有相应的影响；四是麦克风的置放视角有差别，进而导致信息发生误差。

6.3 分辨材料

材料分辨主要是判断材料是不是合理。因为环境噪声检测材料较多，所以对噪声数据监测的实效性分辨也是有许多内容，如据收集率、1h持续检测时间等。一般来说，合理的数据采集率应当大于95%，而1h 持续检测时间则应大于20min。噪声全自动检测系统通常运作稳定，所以只能在出现故障或长期断电时，才会产生失效数据采集率。还需要开展出现异常数据信息的分辨与鉴别。

7 噪音全自动监控系统的运用

7.1 自动识别噪音的规划和部署

城区环境噪声检测是一项设计方案、多部门管理制度的繁杂工作，因为全自动检测系统在具体运用中常处的位置较多，遍布普遍，安装规定高，所以在安装流程中应侧重于监测系统设计方案，以防止出现应用限期短、检测效率低等状况。此外，在国内范畴内安装噪音全自动监测设备和改善环境噪声检测方式的执行时间不同，造成了全国各地范畴内的检测效果不一，它在噪声监测数据共享方面具有重要意义。并且在具体检测过程中，应侧重于长期性、平稳的检测，而不是为应收查验而开展的短期检测，才可以使城市噪声问题得到良好的改进。

7.2 全自动检测噪声工作的实际范畴

城市环境噪声污染是一个具有偶然性的复杂系统，非常容易遭受极端气候、工程建筑、地貌等声特点的影响，所以，在安装自动化技术监控系统时，在环境噪声检测工作中，需要充分考虑人与自然的各种各样噪音源所在的位置。地区内要加强声环保监测作用，长期性评定噪声对自然环境的影响，及时把握相关数据信息，掌握地区内噪声影响状况。因此，在区划地区时，应把居住小区和工民建作为关键检测地区，提升检测规定，改善检测方式，对发展和推动城市噪声全自动检测工作有着非常关键的意义。

7.3 环境噪声检测应遵循可持续发展观的路线

城区噪声全自动检测是一项新科技工程项目，项目投资大，开发周期长，可是，在全自动检测系统中，普遍存在着很多可变性，一部分全自动监测系统还处在完善环节。在开展城市噪声全自动检测时［7］，应坚持走可持续发展观路线，工程施工流程中应设计有效、科学合理的监测系统，并联系实际开展研究，维持科学规范的监测系统和工作责任心，避免因数据监测不精确而对噪音控制工作造成危害。

8 结语

总体来说，要造就一个更为特色化的城市的发展环境，就需要及时处理因城市环境污染而产生的诸多问题。依据信息科技的发展趋向，设计一套噪声全自动检测系统具备可行性分析，为噪声污染监管创造资源优势。城乡改造整体规划中，应充分考虑全自动检测系统的使用优点，将现场检测子站、通信系统、监控系统等核心控制模块结合在一起，完成环境噪声检测工作的一体化和创新性，充分发挥新技术应用在环境噪声检测控制中的使用价值。