桂荔

摘? 要：隨著機場數(shù)量猛增和規(guī)模的日益擴大，機場噪聲問題突出，機場工作人員和附近居民區(qū)長期工作和生活在高水平的機場噪聲環(huán)境，身心健康易受到危害，因此控制機場噪聲污染有利于民航業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。飛機在離場、進(jìn)場和進(jìn)近階段產(chǎn)生的噪聲是機場噪聲的主要來源，通過整理分析機場噪聲評估方法及噪聲控制的研究近況，全面反映機場噪聲的研究現(xiàn)狀，為后續(xù)研究提供可參考依據(jù)。經(jīng)分析，目前，國際上機場噪聲評估方法統(tǒng)一，但噪聲評價指標(biāo)紛雜，其中一些指標(biāo)計算方法復(fù)雜;噪聲仿真計算模型成熟，但缺少計算結(jié)果與噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)或飛行試驗數(shù)據(jù)的對比;科學(xué)合理規(guī)劃機場用地、采用降噪程序具有一定的降噪效果。

關(guān)鍵詞：噪聲評價指標(biāo)? 機場噪聲控制? 飛行程序? ?噪聲

中圖分類號：V351;X827? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2020）11（a）-0085-04

The Overview of Airport Noise Evaluation and Control

GUI Li

（ College of Flight Technology， Civil Aviation Fight University of China， Deyang， Sichuan Province， 618300 China）

Abstract： With the rapid increase in the number and scale of airports， the airport noise problem is prominent. Airport staff and nearby residential areas have been working and living in high-level airport noise environments for a long time， and their physical and mental health is vulnerable to harm. Therefore， controlling airport noise pollution is beneficial to civil aviation Sustainable development of the industry.? The noise generated by the aircraft during the departure， arrival and approach phases is the main source of airport noise. By sorting and analyzing the research status of airport noise evaluation methods and noise control， the current status of airport noise research is fully reflected to provide a reference for subsequent research. After analysis， at present， the international airport noise assessment methods are unified， but the noise evaluation indicators are complex， and some of them are complicated; the noise simulation calculation model is mature， but the comparison between the calculation results and the noise monitoring data or flight test data is lacking; scientific and reasonable planning Airport land use and noise reduction procedures have the effect of noise reduction.

Key Words： Noise evaluation indicators; Airport noise control; Flight procedure; Noise

近年來，中國民航業(yè)蓬勃發(fā)展，機場運行規(guī)模持續(xù)擴大，截至2019年，10年來全國機場年旅客吞吐量和貨郵吞吐量分別增長207%和90%，飛機起降架次由423萬增至1 100萬，千萬級機場達(dá)30個，8個機場晉級全球50大機場行列。機場數(shù)量增加為居民出行提供極大的便利，促進(jìn)地區(qū)間交流，助力中國經(jīng)濟(jì)騰飛發(fā)展。伴隨著機場數(shù)量和航班起降量的大幅度增加，機場噪聲問題日益凸顯。

過高的噪聲環(huán)境會損害人體健康、降低生活質(zhì)量和工作能力。2011—2015年5年間北京某機場安檢人員的聽力檢查結(jié)果顯示，聽力異常檢出人數(shù)與工齡呈正相關(guān)[1]。此外，長期暴露在較高水平的飛機起降噪聲中，可能對焦慮癥和高血壓疾病產(chǎn)生影響[2]。不僅機場工作人員的身體健康受到威脅，機場附近居民區(qū)也深受噪聲污染影響。調(diào)查發(fā)現(xiàn)計權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級LWECPN≥65dB后，機場噪聲強烈干擾的人數(shù)在采樣人群總數(shù)中所占比例的增長率便開始呈上升趨勢[3]。近年來機場航班起降量激增，導(dǎo)致居民群眾抗議事件多發(fā)，北京市朝陽區(qū)東壩地區(qū)2 000多戶居民不堪忍受首都機場噪聲影響，1 700人簽名抗議噪聲。美國和歐盟等國家采取法律制度措施控制機場噪聲污染，如美國早在1968年就制定了《航空器減噪法案（1968）》，國內(nèi)法制工作者也提出要在現(xiàn)有立法基礎(chǔ)上，建成完善的機場噪聲污染防治法律制度體系[4]。中國民航預(yù)計到2035年，運輸機場基本覆蓋所有縣級行政區(qū)。機場密集化發(fā)展勢必讓機場噪聲影響日趨尖銳，甚至威脅到臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的建設(shè)，機場噪聲污染制約了民航業(yè)的發(fā)展。

中國民航早在“十二五”規(guī)劃中就提出積極建設(shè)綠色民航，在“十三五”規(guī)劃中強調(diào)進(jìn)一步推進(jìn)綠色民航建設(shè)，采取措施減緩大型機場飛機發(fā)動機噪聲影響。中國民航頒布的《中國民航四型機場建設(shè)行動綱要（2020—2035）》，通過加強機場環(huán)境監(jiān)測、治理和管控，降噪減排，實現(xiàn)機場與周邊區(qū)域的和諧發(fā)展。

1? 機場噪聲水平評估

飛機作為機場噪聲的主要來源，在執(zhí)行飛行任務(wù)和地面維護(hù)測試過程中均會產(chǎn)生噪聲，尤其是運動中的飛機，在離場、進(jìn)場和進(jìn)近階段噪聲影響顯著。準(zhǔn)確評估噪聲大小是研究噪聲影響和實施減噪措施的前提，其中噪聲評價指標(biāo)和噪聲評估模型直接影響著噪聲評估結(jié)果。

目前，機場噪聲評價指標(biāo)依據(jù)飛行架次可為單事件噪聲評價指標(biāo)和累積事件噪聲評價指標(biāo)。Luis Gasco等人總結(jié)國外主要機場最常使用的單事件噪聲指標(biāo)和累積事件噪聲指標(biāo)[5]。國內(nèi)學(xué)者研究國際上常用噪聲評價指標(biāo)間數(shù)值關(guān)系，改進(jìn)現(xiàn)有噪聲評價指標(biāo)或者提出新的評價指標(biāo)[6-7]。單事件噪聲評價指標(biāo)用來衡量單次飛行事件時飛機噪聲對地面影響，可分為兩類，國際上常用的包括基于響度的聲暴露級（SEL）、A聲級（LA）、最大A聲級（LAmax）以及基于噪度的最大感覺噪聲級（PNLmax）、有效感覺噪聲級（EPNL）[8]。累積事件噪聲評價指標(biāo)用來衡量多次飛行事件累積聲級的影響，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國際民航組織ICAO公布了飛機噪聲評價指標(biāo)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)，部分國家提出符合本國國情的飛機噪聲評價指標(biāo)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1[9]。我國根據(jù)《機場周圍飛機噪聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9660-88），規(guī)定不同特征區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表2，其中LWECPN為計權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級。

機場噪聲評估模型常用由美國聯(lián)邦航空管理局FAA開發(fā)的INM（Integrated Noise Model）模型，該模型基于飛機NPD（Noise-Power-Distance）數(shù)據(jù)庫，經(jīng)插值得出網(wǎng)格計算點的噪聲值并修正至具體機場運行條件。其中NPD數(shù)據(jù)庫是通過大量的飛機試飛數(shù)據(jù)得來，列出多種型號飛機在不同推力、不同高度條件下的單事件噪聲值，該模型精度較高且在國際上應(yīng)用廣泛。一些學(xué)者采用機器學(xué)習(xí)的方法開展機場噪聲預(yù)測研究，徐濤等人提出基于空間擬合和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機場噪聲預(yù)測集成模型，并經(jīng)實驗表明基于觀察學(xué)習(xí)的集成算法能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測機場噪聲且容錯性更強[10]。杜浩結(jié)合GIS和數(shù)據(jù)庫技術(shù)利用地理信息系統(tǒng)評價機場噪聲，提高噪聲評價與管理工作的效率和質(zhì)量[11]。

2? 機場噪聲控制

國際民航組織發(fā)行的《飛機噪聲管理的平衡做法指導(dǎo)》中提出“平衡方法”來控制噪聲影響，使用的措施主要包括：控制飛機噪聲源，合理規(guī)劃和管理機場周圍土地，選用減噪運行程序，限制航空器在機場的運行[12]。針對單個航空器，ICAO在《航空器噪聲》中規(guī)定申請適航證的航空器需符合的噪聲標(biāo)準(zhǔn);2002年我國頒布類似的CCAR-36部。機場運行時，通常采用兩種噪聲控制方案：一是科學(xué)規(guī)劃機場用地、優(yōu)化機場選址和布局;二是在離場、進(jìn)近和進(jìn)場階段采用優(yōu)先跑道、優(yōu)先航路的減噪運行程序使航空器移離機場周邊的噪聲敏感區(qū)。

第一種控制方案的研究中，趙仁興等人著眼機場規(guī)劃，提出優(yōu)化機場選址、布局和改善運行方式的措施，力求機場和周邊區(qū)域和諧發(fā)展[13]。徐志勝等人計算某大型國際機場的噪聲水平，并結(jié)合噪聲等值線和城市土地利用規(guī)劃，給出機場周邊用地控制性建議[14]。

目前國內(nèi)外開展的進(jìn)場減噪程序研究主要針對連續(xù)下降進(jìn)近程序CDA（Continuous Descent Approach）。常規(guī)的階梯漸進(jìn)式著陸方式，存在一個離地高度900 m左右的平飛段，距離機場附近居民區(qū)較近，噪聲影響大。CDA程序保持巡航高度的時間比傳統(tǒng)進(jìn)近長，之后連續(xù)下降至跑道，取消了平飛段，有力地降低噪聲污染。2004年，美國麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊與波音公司的技術(shù)人員在路易斯韋爾國際機場進(jìn)行CDA程序試飛試驗，通過測量波音767-300實地數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)進(jìn)近方式對比CDA程序可將沿著飛行路徑7個位置的A加權(quán)峰值噪聲水平降低3.9～6.5d BA ，噪聲降低3d B代表聲能減少50%，對人的影響顯而易見[15]。李東亞從噪聲敏感點、地面噪聲、空間噪聲三方面對比分析CAD程序和IAP程序噪聲影響情況，CDA程序推力更低而飛行高度更高使其噪聲控制效果明顯[16]。離場減噪程序方面，國際民航組織（ICAO）定義了兩個減噪起飛程序NADP（Noise Abatement Departure Procedure 1，2），并于1996年修訂，ICAO建議航空公司在安全和性能等條件允許時使用，目前，國內(nèi)機場大多采用類似NADP-1的起飛減噪程序。同時，在國內(nèi)外已開始研究和利用基于性能的導(dǎo)航PBN運行降低噪聲對機場周圍社區(qū)環(huán)境的影響。PBN程序采用直線離場、減少繞飛，縮小噪聲影響范圍，轉(zhuǎn)彎離場時，以飛越航路點轉(zhuǎn)彎方式在指定點轉(zhuǎn)彎可有效規(guī)避噪聲敏感點且無保護(hù)區(qū)擴大的不利影響[17]。張清棟通過理論分析和應(yīng)用計算，證明了PBN在機場噪聲敏感點規(guī)避、進(jìn)離場飛行降噪等方面較之傳統(tǒng)飛行程序具有更加明顯的優(yōu)勢[18]。楊珂提出了多跑道采用PBN程序分散航跡降噪和集中航跡降噪，跑道使用輪換降噪和離場航跡規(guī)避降噪[19]。

3? 結(jié)語

分析國內(nèi)外機場噪聲評估和噪聲控制研究成果，國際上存在通用的機場噪聲評估方法，便于為噪聲污染治理和新機型適航審定提供依據(jù)。但目前各國機場噪聲評價指標(biāo)存在較大差異，足見機場噪聲評估的復(fù)雜性和高難度，中國推行的計權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級LWECPN計算過程繁瑣且不能與其他聲環(huán)境指標(biāo)相統(tǒng)一。因此需加強針對各噪聲指標(biāo)適用性以及各指標(biāo)間的量化關(guān)系的研究，以求提出更加合理、統(tǒng)一、各國均能一致接受的噪聲評價指標(biāo)。此外，噪聲評估多采用計算手段，缺少與噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，不利于計算模型提高準(zhǔn)確性。

機場噪聲控制方面，PBN程序的實施將對我國未來機場噪聲產(chǎn)生新的影響，有望降低機場噪聲運行標(biāo)準(zhǔn)。

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