摘 要：為推進(jìn)全面監(jiān)測與評估區(qū)域電磁環(huán)境質(zhì)量， 利用車載巡測技術(shù)開展了北京市800 km2 局部區(qū)域0. 1 MHz～6 GHz 的電磁環(huán)境水平監(jiān)測，獲取了90 萬個(gè)點(diǎn)位的巡測數(shù)據(jù)，包括全頻段、射頻和長中短波的電場強(qiáng)度總值，基站、5G 基站等的選頻數(shù)據(jù)，通過SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件和ArcGIS 制圖軟件進(jìn)行了大數(shù)據(jù)分析，了解區(qū)域電磁環(huán)境總體水平、空間分布規(guī)律、不同環(huán)境功能區(qū)電磁環(huán)境特點(diǎn)、電磁環(huán)境貢獻(xiàn)源、時(shí)間變化趨勢及熱點(diǎn)集中區(qū)域的電磁輻射源溯源。發(fā)現(xiàn)巡測區(qū)域全頻段電場強(qiáng)度總值為（ 1. 08±0. 59） V/ m，84. 00%點(diǎn)位測值lt;1. 5 V/ m，射頻總值與長中短波總值分別占全頻段總值的68. 2%和31. 8%，而基站電場強(qiáng)度為0. 63 V/ m，占射頻總值的76. 70%，因此區(qū)域內(nèi)環(huán)境中電磁輻射最大的貢獻(xiàn)源為基站;全頻段總值和射頻總值空間分布特征基本一致，與人口密度、基站建設(shè)分布呈顯著正相關(guān)，長中短波電磁輻射值受大中型長中短波發(fā)射源影響較大，但范圍較小;基站全天電場強(qiáng)度均值總體上居民區(qū)gt;工業(yè)區(qū)，說明居民區(qū)基站分布相對密集，晝間7：00—18：00 工作時(shí)段5G 基站電場強(qiáng)度值工業(yè)區(qū)gt;居民區(qū)，而休息時(shí)段居民區(qū)gt;工業(yè)區(qū);利用熱點(diǎn)圖可解析發(fā)現(xiàn)多家運(yùn)營商移動基站共址等的電磁輻射設(shè)施集中區(qū)域，通過頻譜解析溯源了除大型廣電設(shè)施之外的長中短波電磁輻射源及周圍受影響區(qū)域。

關(guān)鍵詞：車載巡測;區(qū)域電磁環(huán)境;SPSS 分析;空間分布;時(shí)間變化趨勢;頻譜分析

中圖分類號：X837 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

射頻是用于無線通信與數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕姶挪ǘ?，環(huán)境中主要的射頻信號源包括長中短波、調(diào)頻廣播、Wi-Fi、不同制式基站（含5G 基站）等，頻率范圍主要在0. 1 MHz～ 6 GHz。近年隨著5G 通信、無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，公眾曝露在不同強(qiáng)度的電磁場中。建立城市電磁環(huán)境數(shù)據(jù)庫，對掌握電磁環(huán)境水平，促進(jìn)生態(tài)城市建設(shè)具有重要意義。

近年來國內(nèi)一些城市已陸續(xù)開展了環(huán)境電磁輻射水平調(diào)查[1-2] ，易丹、宋欣蔚等人[3-4] 分別于2018 年、2019 年采用網(wǎng)格法和定點(diǎn)監(jiān)測方式對福州市13 個(gè)區(qū)/ 縣級市/ 縣，及北京市西單、王府井、國貿(mào)等3 個(gè)典型商業(yè)街開展了射頻電磁環(huán)境監(jiān)測與評價(jià) 。北京市從2009 年—2013 年連續(xù)5 年在全市區(qū)域開展網(wǎng)格法（2 km×2 km）電磁環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，但網(wǎng)格法和手工定點(diǎn)監(jiān)測對于大城市電磁環(huán)境監(jiān)測存在人力物力投入大、效率低、空間代表性不足等弊端，隨著儀器研發(fā)、監(jiān)測技術(shù)提升，車載巡測監(jiān)測技術(shù)因快速高效逐步成為大尺度區(qū)域電磁環(huán)境監(jiān)測的有效方式。2022 年地方標(biāo)準(zhǔn)《射頻電磁輻射車載巡測技術(shù)規(guī)范》（DB11/ T 2017—2022） [5] 和2024 年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《區(qū)域電磁環(huán)境調(diào)查與評估方法（ 試行）》（ HJ 1349—2024） 發(fā)布實(shí)施[6] ，將車載巡測方式納入?yún)^(qū)域電磁環(huán)境監(jiān)測評價(jià)方法之一。

武攀峰等[1] 于2017 年利用車載巡測方式對南通市崇川區(qū)和港閘區(qū)部分區(qū)域進(jìn)行了射頻電磁環(huán)境綜合電場強(qiáng)度的測試; Bolte、Cansiz 和Paniagua-Snchez 等人[7-9] 分別利用車載巡測在英國、荷蘭、土耳其、西班牙等國開展了射頻電磁環(huán)境水平監(jiān)測的研究，進(jìn)行了城市射頻電磁環(huán)境曝露水平的評估。

本項(xiàng)目依據(jù)《射頻電磁輻射車載巡測技術(shù)規(guī)范》（DB11/ T 2017—2022）[5] 和《區(qū)域電磁環(huán)境調(diào)查與評估方法（ 試行）》（ HJ 1349—2024）[6] 對北京市一個(gè)近800 km2 的區(qū)域開展車載巡測的射頻電磁環(huán)境監(jiān)測，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，繪制電磁地圖，全面描述區(qū)域電磁環(huán)境整體水平、空間分布特點(diǎn)、頻譜應(yīng)用特征、電磁輻射源貢獻(xiàn)組成等規(guī)律，為基于車載巡測的大尺度區(qū)域電磁環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)的全國推廣提供應(yīng)用示范。

1 研究基礎(chǔ)

1. 1 車載巡測系統(tǒng)

車載巡測系統(tǒng)前幾年在國外已有研發(fā)，如Estenberg 等[10] 于2014 年研發(fā)了一套車載選頻巡測系統(tǒng)，但僅限研究用，并未商業(yè)化開發(fā)。近2 年國內(nèi)儀器廠商進(jìn)行了商業(yè)化研發(fā)并得到廣泛應(yīng)用。車載巡測系統(tǒng)主要由 4 部分組成：監(jiān)測車、監(jiān)測設(shè)備（包括具有各向同性響應(yīng)的電磁場探頭和監(jiān)測主機(jī)）、定位導(dǎo)航模塊和數(shù)據(jù)儲存展示模塊[5] ，其中監(jiān)測設(shè)備是最主要的部件。將探頭固定于車頂中央，通過光纖與置于車內(nèi)的主機(jī)、工控機(jī)等連接。

本文采用的監(jiān)測設(shè)備是成都點(diǎn)陣科技有限公司生產(chǎn)的選頻式電磁輻射分析儀DZER-100，頻率范圍0. 1 MHz ～6 GHz，由兩個(gè)全向選頻電場探頭組成，主要技術(shù)指標(biāo)如下：

（1 ） 長中短波選頻探頭： 頻率范圍為0. 1 MHz～30 MHz，電場強(qiáng)度測值范圍為0. 02 ～1 000 V/ m; （ 2） 射頻選頻探頭： 頻率范圍為30 MHz～6 GHz，電場強(qiáng)度測值范圍為0. 5 mV/ m ～300 V/ m;（3）采樣時(shí)間間隔：500 ms/ 300 ms，本文巡測時(shí)選擇300 ms，自動連續(xù)監(jiān)測。巡測用車輛為大眾帕薩特， 車身尺寸為長4 872 mm × 寬1 834 mm×高1 484 mm;探頭離地高度1. 75 m。

1. 2 巡測數(shù)據(jù)記錄

每個(gè)巡測點(diǎn)位記錄一條數(shù)據(jù)，包括：監(jiān)測時(shí)間、經(jīng)緯度（ WGS84 地理坐標(biāo)系）、0. 1 MHz ～ 6GHz 的綜合電場強(qiáng)度總值（ 以下簡稱全頻段總值）、0. 1 MHz ～ 30 MHz 長中短波綜合電場強(qiáng)度（以下簡稱長中短波總值）、30 MHz ～ 6 GHz 射頻綜合電場強(qiáng)度（以下簡稱射頻總值）及各自的電場強(qiáng)度參考水平E%（即單個(gè)測點(diǎn)各檢出頻率電場強(qiáng)度平方與其對應(yīng)限值平方的比值之和）;基站總值（即全部運(yùn)營商所有制式基站的電場強(qiáng)度總值），移動5G （2 515 MHz ～ 2 675 MHz，4 800 MHz ～4 900 MHz）、聯(lián)通5G（3 500 MHz～3 600 MHz）、電信5G （ 3 400 MHz ～ 3 500 MHz ）、廣電5G（703 MHz～ 733 MHz，758 MHz ～ 788 MHz，4 900MHz～4 960 MHz）各頻段的選頻電場強(qiáng)度積分值，三大運(yùn)營商（移動、聯(lián)通及電信） 和廣電基站、Wi-Fi（ 含 2. 4G 和5. 8G）、廣播電視（76 MHz ～ 798MHz）、調(diào)頻廣播（88 MHz ～ 108 MHz）、對講（136MHz～ 470 MHz）、數(shù)字集群（806 MHz ～ 866 MHz）等射頻選頻電場強(qiáng)度積分值等。

1. 3 巡測條件

1. 3. 1 巡測時(shí)間

2023 年9 月1 日到10 月中旬工作日晝間9：00—17：00，基站等主要電磁輻射源流量高峰時(shí)段;分別對一個(gè)居民集中區(qū)和一個(gè)工業(yè)區(qū)開展了24 小時(shí)巡測。

1. 3. 2 巡測區(qū)域

巡測車輛沿區(qū)域內(nèi)支路以上道路巡測，對高速路、快速路等主要干路雙向巡測;巡測中監(jiān)測數(shù)據(jù)和行駛軌跡在配套軟件系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示并記錄;共行駛1 970 km，平均車速40 km / h，巡測數(shù)據(jù)量73 萬條。

選取一個(gè)居民區(qū)域及一個(gè)工業(yè)區(qū)域分別進(jìn)行24 小時(shí)巡測（1 小時(shí)巡測1 次），分析不同功能區(qū)電磁環(huán)境水平的規(guī)律性;巡測數(shù)據(jù)量約17 萬條。

1. 3. 3 監(jiān)測因子

時(shí)域測試0. 1 MHz ～ 30 MHz 和30 MHz ～6 GHz 的選頻電場強(qiáng)度，同步計(jì)算0. 1 MHz ～ 30MHz 綜合電場強(qiáng)度、30 MHz ～ 6 GHz 綜合電場強(qiáng)度、所有制式所有運(yùn)營商基站綜合電場強(qiáng)度，同時(shí)獲取超過預(yù)設(shè)閾值（射頻選頻測值4 V/ m 及以上、長中短波選頻測值2 V/ m 及以上）的頻譜數(shù)據(jù)。

1. 3. 4 巡測質(zhì)量保證

（1）監(jiān)測設(shè)備

監(jiān)測設(shè)備于2023 年6 月經(jīng)中國計(jì)量院校準(zhǔn)，有效期1 年，長中短波和射頻選頻探頭檢出下限分別為0. 02 V/ m 和0. 5 mV/ m，檢出上限分別為1 000 V/ m 和300 V/ m。主要電性能指標(biāo)滿足《射頻電磁輻射車載巡測技術(shù)規(guī)范》DB11/ T 2017—2022） [5] 和《區(qū)域電磁環(huán)境調(diào)查與評估方法（ 試行）》（ HJ 1349—2024）[6] 中對頻率響應(yīng)、各向同性、線性度的要求。

（2）其他質(zhì)量保證措施

①區(qū)域巡測項(xiàng)目中，保持同一輛車，且設(shè)備探頭在車頂架設(shè)位置保持一致。

②巡測過程中車內(nèi)人員不撥打接聽手機(jī)電話。

③車內(nèi)所有手機(jī)關(guān)閉5G 網(wǎng)絡(luò)，避免使用5G場景而引來5G 基站波束，以確保巡測的是公眾正常生活中的電磁曝露水平。原因是電磁環(huán)境監(jiān)測不同于5G 基站監(jiān)測，依據(jù)《5G 移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（HJ 1151—2020） [11]的要求，對5G 基站進(jìn)行電磁輻射源監(jiān)測時(shí)需要使用手機(jī)終端并開通5G 場景引來波束對業(yè)務(wù)信道等進(jìn)行監(jiān)測。

④巡測人員分別在上午和下午結(jié)束巡測時(shí)在車輛停駛位置，進(jìn)行6 分鐘的定點(diǎn)監(jiān)測，并將6 分鐘的均值與停駛時(shí)的瞬時(shí)值進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。此措施可以滿足區(qū)域電磁環(huán)境調(diào)查與評估方法（試行）》（ HJ 1349—2024）[6] 中“ 車輛應(yīng)至少每隔 3小時(shí)停車一次，選取一個(gè)合適的已測量點(diǎn)位進(jìn)行固定點(diǎn) 6 分鐘平均值測量，將測得的平均值與巡測采樣值進(jìn)行比較， 以確保數(shù)據(jù)的一致性” 的要求。

⑤每日對巡測的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步檢查，并配合頻譜分析，如有異常則次日對異常地區(qū)進(jìn)行重新測量。

1. 3. 5 數(shù)據(jù)分析軟件

一是ArcGIS 軟件用于繪制電磁地圖并將每條巡測數(shù)據(jù)記錄通過其經(jīng)緯度信息關(guān)聯(lián)到點(diǎn)位所屬街鄉(xiāng)，ArcGIS（地理信息系統(tǒng)） 是由Esri 公司開發(fā)的一款分析和管理地理信息的軟件，它提供了強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理和地圖制作功能，用于地圖制作、數(shù)據(jù)分析、空間分析等工作。二是SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件，用于大數(shù)據(jù)的數(shù)值分析、均值、偏差、百分位數(shù)計(jì)算、一致性檢驗(yàn)、箱線圖制作。

2 結(jié)果分析

2. 1 區(qū)域電磁環(huán)境總體水平

區(qū)域內(nèi)0. 1 MHz ～ 6 GHz 頻段所有巡測點(diǎn)位電磁環(huán)境全頻段總值的均值為（1. 08±0. 59） V/ m（平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差），其中30 MHz～6 GHz 的射頻總值的均值為（0. 8±0. 63）V/ m，0. 1 MHz～30 MHz的長中短波總值的均值為（0. 64±0. 27）V/ m，均明顯低于《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702—2014） [12]中 0. 1 MHz ～ 6 GHz 頻段中最低電場強(qiáng)度限值12 V/ m;從標(biāo)準(zhǔn)偏差（ SD） 看， 射頻總值SD 為0. 63 V/ m，是長中短波總值SD 0. 27 V/ m 的近2. 5 倍，說明長中短波總值在各點(diǎn)位相對較穩(wěn)定，而射頻總值在各點(diǎn)位上波動較大。所有巡測點(diǎn)位的電磁環(huán)境參考水平EMEL（即區(qū)域內(nèi)有效調(diào)查點(diǎn)位電場強(qiáng)度參考水平的算術(shù)平均值） 為0. 81，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《區(qū)域電磁環(huán)境調(diào)查與評估方法（試行）》（HJ 1349—2024）[6] 中100 的達(dá)標(biāo)限值。

從測值區(qū)間看，區(qū)域內(nèi)全頻段總值84. 00%的測值在1. 5 V/ m 以下，其中1. 0 V/ m 以下的占56. 00%;射頻總值89. 59%的測值小于1. 5 V/ m，其中1. 0 V/ m 以下的達(dá)到72. 29%;而長中短波總值98. 70%的測值在1. 5 V/ m 以下，其中95. 80%的測值小于1. 0 V/ m，如圖1 所示。

通過文獻(xiàn)對比，南通城區(qū)2015 年車載巡測監(jiān)測的總體綜合電場強(qiáng)度為（0. 58±0. 28） V/ m[1] ，福州市2018 年利用網(wǎng)格法監(jiān)測的射頻電磁輻射綜合場強(qiáng)為（ 0. 69 ± 0. 58） V/ m[3] ， 廈門市區(qū)2014—2015 年網(wǎng)格法平均射頻電場強(qiáng)度為0. 73V/ m[13] ，均小于本項(xiàng)目全頻段總值的均值（1. 08±0. 59）V/ m，主要由于上述3 個(gè)城市測試時(shí)間相對較早， 尚沒有5G 基站， 測試頻段范圍僅為0. 1MHz～3 GHz，而本項(xiàng)目全頻段涵蓋了0. 1 MHz～ 6GHz，納入了5G 基站頻段，也說明隨著通信技術(shù)的不斷改進(jìn)升級，電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，電磁環(huán)境水平也呈上升趨勢;2017 年瑞典斯德哥爾摩中心城區(qū)88 MHz～5 850 MHz 的電場強(qiáng)度均值為5 494μW / m2 （1. 439 V/ m）[14] ，2019 年北京市三個(gè)中心商業(yè)區(qū)10 MHz ～ 8 GHz 的電場強(qiáng)度均值為1. 34V/ m[4] ，與本項(xiàng)目監(jiān)測頻段基本一致，由于僅在人口密集的中心城區(qū)監(jiān)測，因此高于本項(xiàng)目的均值。

2. 2 區(qū)域電磁環(huán)境空間分布特點(diǎn)

2. 2. 1 總體分布規(guī)律

為將實(shí)測數(shù)據(jù)的線狀路徑軌跡圖以區(qū)域面狀地圖呈現(xiàn)出來，將巡測區(qū)域73 萬條點(diǎn)位車載巡測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在ArcGIS 中利用普通克里金插值法分別繪制了全頻段總值、射頻總值和長中短波總值的綜合電場強(qiáng)電磁地圖，如圖2（a） ～ 圖2（c）。

圖2（a）全頻段總值和圖2（b）射頻總值分布特征基本一致，較高測值主要集中在區(qū)域西側(cè)和西北側(cè)區(qū)域，而這部分地區(qū)是人口較集中區(qū)域，達(dá)到5 000 人/ km2 以上，因此電場強(qiáng)度值相對較高。

圖2（c） 長中短波總值的高值分布在東側(cè)偏南，附近有一個(gè)大型短波發(fā)射臺站;另外，西偏北略高于本底值，主要受西側(cè)5 公里外的一個(gè)大型中波臺影響。可見，長中短波綜合電場強(qiáng)度分布特點(diǎn)主要取決于附近的大型長中短波臺站，具有比較明顯的區(qū)域特點(diǎn)，臺站幾公里之外長中短波電場強(qiáng)度值基本為本底值。

2. 2. 2 區(qū)域電磁環(huán)境源解析

如圖3 所示，從區(qū)域環(huán)境中電磁輻射源貢獻(xiàn)看，射頻總值0. 80 V/ m 與長中短波總值0. 64V/ m 分別占全頻段總值的68. 20%和31. 80%;射頻中基站是電磁輻射影響最大的貢獻(xiàn)源，基站電場強(qiáng)度總值為0. 63 V/ m，占射頻總值的76. 70%;其他電磁輻射源，如廣播電視、對講、Wi-Fi 等分別占射頻總值的7. 15%、5. 35%和2. 70%。

在運(yùn)營商所有制式基站電磁輻射水平中，電信、移動、聯(lián)通基站電場強(qiáng)度值在0. 30～0. 35 V/ m之間，差別不大;而廣電由于只有5G 基站，因此電場強(qiáng)度最低，為0. 12 V/ m。

由于基站為環(huán)境中主要的電磁輻射源，因此2. 2. 2. 1 節(jié)和2. 2. 2. 2 節(jié)分別對區(qū)域內(nèi)基站的空間布局和時(shí)間變化趨勢進(jìn)行分析。

2. 2. 2. 1 基站電磁輻射水平空間分布規(guī)律

由于長中短波頻段除在大型中短波臺附近有高于本底的測值外，區(qū)域內(nèi)主要電磁輻射源為基站，因此區(qū)域電磁環(huán)境水平分布規(guī)律主要受基站分布影響。為進(jìn)一步分析各運(yùn)營商在區(qū)域內(nèi)布設(shè)基站的規(guī)律性，區(qū)域內(nèi)涉及的22 個(gè)街道/ 鄉(xiāng)鎮(zhèn)（以下簡稱街鄉(xiāng)），利用ArcGIS 將所有點(diǎn)位原始數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到街鄉(xiāng)，并按22 個(gè)街鄉(xiāng)進(jìn)行歸類匯總統(tǒng)計(jì)。圖4 為22 個(gè)街鄉(xiāng)射頻總值，均值范圍在0. 43 ～1. 67 V/ m 之間。經(jīng)單因素方差分析（ANOVA），22 個(gè)街鄉(xiāng)測點(diǎn)的射頻總值的方差齊性檢驗(yàn)中基于平均值的顯著性水平Sig. 為0. 00，方差非齊性;再經(jīng)韋爾奇單因素方差分析（Welch ANOVA），Sig.為0. 00， 說明22 個(gè)街鄉(xiāng)的射頻總值存在明顯差異。

街鄉(xiāng)1～13 主要集中在區(qū)域的西側(cè)偏北，人口密度在5 000 人/ km2 以上，而街鄉(xiāng)1 ～ 8 的人口密度均高于10 000 人/ km2 。對22 個(gè)街鄉(xiāng)的射頻總值與人口密度進(jìn)行皮爾遜相關(guān)性分析，99% 置信區(qū)間的相關(guān)系數(shù)為0. 843，為顯著相關(guān)。由于通信基站規(guī)劃的重點(diǎn)是覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃，其中容量規(guī)劃與用戶數(shù)量即人口密度直接相關(guān)[1] ，因此，各街鄉(xiāng)射頻總值與基站布設(shè)密度也是顯著相關(guān)的。

對四大運(yùn)營商所有制式基站電磁輻射水平及各運(yùn)營商5G 基站電磁輻射水平在22 個(gè)街鄉(xiāng)分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，對比情況如圖5 和圖6 所示，可以看出各運(yùn)營商在不同街鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的實(shí)際規(guī)模具有較一致的規(guī)律性。另外，圖5 中可以看出，中國移動在街鄉(xiāng)1～10 電磁輻射水平明顯高于其他街鄉(xiāng)，而街鄉(xiāng)1～10 主要為住宅、學(xué)校、醫(yī)院等集中區(qū)域，對照圖4，說明中國移動在人口密集區(qū)整體布設(shè)基站規(guī)模較多;而從5G 基站布設(shè)情況看，中國電信在整個(gè)區(qū)域內(nèi)布設(shè)最廣。

2. 2. 2. 2 不同環(huán)境功能區(qū)基站電磁環(huán)境水平時(shí)間規(guī)律對比分析

對選定的一個(gè)以居住為主的居民區(qū)和以工廠企業(yè)為主的工業(yè)區(qū)分別開展了工作日的24 小時(shí)車載巡測，按照固定線路當(dāng)日每小時(shí)巡測一次，其中居民區(qū)和工業(yè)區(qū)巡測區(qū)域面積分別為4 km2 和3. 5 km2 ，居民區(qū)和工業(yè)區(qū)在7 點(diǎn)—8 點(diǎn)時(shí)段的巡測實(shí)際路徑如圖7 和圖8 所示;數(shù)據(jù)量分別為5 000 條記錄/ 小時(shí)和6 000 條記錄/ 小時(shí)。主要關(guān)注射頻電磁環(huán)境中的基站，對數(shù)據(jù)記錄中的全部基站/ 5G 基站/ 4G 基站等選頻電場強(qiáng)度計(jì)算均值，分別得到24 組數(shù)據(jù)。

由于兩個(gè)區(qū)域周圍無大型中短波發(fā)射設(shè)施，長中短波總值基本穩(wěn)定，因此重點(diǎn)對射頻主要的電磁輻射源基站進(jìn)行細(xì)化分析。

圖9 對全部基站、5G 基站和4G 基站小時(shí)均值進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)：（1）兩個(gè)區(qū)域全部基站與5G 基站電磁輻射水平，在18 點(diǎn)至次日早7 點(diǎn)的夜間休息時(shí)段各小時(shí)均值居民區(qū)均高于工業(yè)區(qū)，說明居民下班回到家中休息使人群聚集，集中使用移動通信終端;（2）晝間7 點(diǎn)至18 點(diǎn)工作時(shí)段，工業(yè)區(qū)的5G 基站電場強(qiáng)度值明顯高于居民區(qū)，說明工作期間人群從家中聚集到工作區(qū)域，接打電話、使用網(wǎng)絡(luò)辦公等使5G 業(yè)務(wù)流量明顯上升;（3）居民區(qū)4G 基站電場強(qiáng)度水平全天小時(shí)均值均高于工業(yè)區(qū);（4）5G 基站和4G 基站電場強(qiáng)度均在7 點(diǎn)和19點(diǎn)處于一天中最高點(diǎn)，主要原因是7 點(diǎn)是開始一天生活、工作的集中時(shí)間點(diǎn)，而19 點(diǎn)是人們下班及到家后接打電話上網(wǎng)娛樂等的節(jié)點(diǎn)?？梢姡倦姶泡椛渌綍r(shí)間分布特征主要與人員一天中工作、生活的流動性規(guī)律相關(guān)。

圖10 為居民區(qū)和工業(yè)區(qū)的全部基站、5G 基站及4G 基站小時(shí)值的箱線圖，可以看出：（1）全部基站電場強(qiáng)度中位值分別為1. 55 V/ m 和1. 39 V/m，總體上居民區(qū)比工業(yè)區(qū)測值高，說明居民區(qū)基站分布相對密集;（2）5G 基站電場強(qiáng)度中位值分別為1. 27 V/ m 和1. 22 V/ m，兩個(gè)區(qū)域差別不大，但工業(yè)區(qū)箱體長度明顯高于居民區(qū)，而箱體上下邊緣長度為四分位間距（IQR），代表數(shù)據(jù)的離散程度，居民區(qū)和工業(yè)區(qū)的IQR 分別為0. 26 和0. 47，所以工業(yè)區(qū)小時(shí)值的離散度明顯高于居民區(qū)，主要是工業(yè)區(qū)晝間與夜間的小時(shí)值差別相對較大，下班時(shí)段工業(yè)企業(yè)人員離開公司后工業(yè)區(qū)人員數(shù)量驟然減少，5G 業(yè)務(wù)流量下降較多的原因;（3）4G 基站電場強(qiáng)度中位值分別為1. 04 V/ m和0. 75 V/ m，均低于5G 基站電磁輻射影響水平，說明這兩個(gè)區(qū)域5G 基站布設(shè)規(guī)模逐漸提升;此外，工業(yè)區(qū)4G 基站電磁輻射影響明顯低于5G 基站，可以推斷該工業(yè)區(qū)5G 業(yè)務(wù)量較大，與該區(qū)域是機(jī)動車無人駕駛試點(diǎn)區(qū)域相關(guān)。上述各小時(shí)值分別為《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702—2014） [12]中相應(yīng)限值的1/ 10 左右。

上述分析看，本文監(jiān)測結(jié)果全天基站電場強(qiáng)度均值是居民區(qū)gt;工業(yè)區(qū)，而文獻(xiàn)查詢發(fā)現(xiàn)廈門市區(qū)工業(yè)區(qū)平均射頻電場強(qiáng)度高于文教居住區(qū)[13] ;2015 年Bolte 等人[7] 分別對英國劍橋和荷蘭阿默斯福特的工業(yè)區(qū)和居住區(qū)進(jìn)行了GSM900MHz 和GSM1800MHz 兩個(gè)制式基站電場強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)劍橋GSM900MHz 是工業(yè)區(qū)gt; 居民區(qū)， 而GSM1800MHz 是居民區(qū)gt;工業(yè)區(qū)，而阿默斯福特則相反。通過查看本文測試的小時(shí)均值， 晝間9：00—13：00 的全部基站小時(shí)均值則是工業(yè)區(qū)gt;居民區(qū)。因此，不同環(huán)境功能區(qū)的電磁環(huán)境水平高低并無一致的規(guī)律性，且由于電磁環(huán)境水平隨時(shí)間波動，如果晝間監(jiān)測時(shí)段不同，不同功能區(qū)的電磁環(huán)境水平排序也會發(fā)生變化。

2. 3 區(qū)域電磁環(huán)境熱點(diǎn)溯源分析

利用車載巡測系統(tǒng)客戶端軟件可以生成點(diǎn)位測值的熱點(diǎn)圖，發(fā)現(xiàn)高測值區(qū)域并進(jìn)行溯源分析，找到產(chǎn)生影響的電磁輻射源。

圖11 為整個(gè)區(qū)域射頻總值按大小排序前100個(gè)點(diǎn)的熱點(diǎn)圖，經(jīng)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)位電磁輻射影響大部分來源于周圍的共站址基站或相距較近的幾個(gè)基站，如一個(gè)點(diǎn)位射頻總值為9. 71 V/m，頻譜解析發(fā)現(xiàn)中國移動、中國電信、中國聯(lián)通及廣電的基站電場強(qiáng)度值分別為2. 58 V/ m、7. 33 V/m、5. 50 V/ m 和1. 83 V/ m，因此該點(diǎn)位為電磁輻射源集中點(diǎn)位，貢獻(xiàn)源為十字路口的一個(gè)桿塔基站，架設(shè)了四家運(yùn)營商的5G 基站和2 家運(yùn)營商的4G 基站。該點(diǎn)位符合《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702—2014）[12] 中最低限值12 V/ m 的要求。

對于來源于長中短波頻段的點(diǎn)位，除大型廣電發(fā)射臺站外，其他頻率需要結(jié)合資料調(diào)研和現(xiàn)場調(diào)查進(jìn)行溯源。圖12 的熱點(diǎn)區(qū)域，在鎖定熱點(diǎn)后進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)位測值為6. 685 V/ m，高于本底值，經(jīng)頻譜分析顯示為225 kHz 的長波頻率，達(dá)到6. 673 V/ m，為影響該點(diǎn)位的主要電磁輻射源，經(jīng)資料調(diào)研初步確定為信標(biāo)臺。該點(diǎn)位符合《電磁環(huán)境控制限值》（ GB 8702—2014）[12] 中0. 1 MHz～3 MHz 頻段40 V/ m 限值要求。

3 結(jié)論

（1） 對北京市某區(qū)域800 km2 范圍開展0. 1MHz～6 GHz 的車載巡測發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域電磁環(huán)境總體水平明顯低于《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702—2014） [12] 中相應(yīng)頻段最低12 V/ m 的限值要求，其中全頻段電場強(qiáng)度總值的均值為（1. 08±0. 59）V/m，30 MHz ～ 6 GHz 的射頻總值的均值為（0. 8 ±0. 63）V/ m，而0. 1 MHz～30 MHz 的長中短波總值的均值為（0. 64±0. 27）V/ m，區(qū)域內(nèi)所有測點(diǎn)全頻段電場強(qiáng)度總值84. 00%在1. 5 V/ m 以下。

（2）該區(qū)域電磁環(huán)境空間分布特點(diǎn)看，全頻段總值和射頻總值分布特征基本一致，均是人口較集中的西側(cè)和西北側(cè)呈現(xiàn)較高的趨勢，且經(jīng)皮爾遜相關(guān)性分析22 個(gè)街鄉(xiāng)的射頻總值與人口密度相關(guān)系數(shù)高達(dá)0. 843，而通信基站的容量規(guī)劃與人口密度直接相關(guān)，因此，區(qū)域電磁環(huán)境空間分布規(guī)律與基站分布密切相關(guān);而受區(qū)域內(nèi)的大型短波發(fā)射臺站及區(qū)域外西側(cè)大型中波臺影響，長中短波總值的高值主要分布在東側(cè)偏南及西側(cè)小范圍區(qū)域;從全部基站布設(shè)看，中國移動在人口密集區(qū)整體布設(shè)規(guī)模較大，而從5G 基站看，中國電信在整個(gè)區(qū)域內(nèi)布設(shè)最廣。

（3）從頻譜特征看，射頻總值0. 80 V/ m 與長中短波總值0. 64V/ m 分別占全頻段總值的68. 2%和31. 8%，而基站電場強(qiáng)度為0. 63 V/ m，占射頻總值的76. 70%，因此區(qū)域內(nèi)環(huán)境中電磁輻射最大的貢獻(xiàn)源為基站。

（4）不同環(huán)境功能區(qū)居民區(qū)和工業(yè)區(qū)環(huán)境中基站電磁輻射隨時(shí)間有一定的變化規(guī)律：總體上全部基站全天電場強(qiáng)度均值是居民區(qū)gt;工業(yè)區(qū)，說明居民區(qū)基站分布相對密集; 5G 基站在晝間7：00—18：00 工作時(shí)段，電場強(qiáng)度值工業(yè)區(qū)gt;居民區(qū)，而休息時(shí)段居民區(qū)gt;工業(yè)區(qū)，說明電磁環(huán)境時(shí)間變化趨勢一定程度上與人員流動性相關(guān);4G 基站電場強(qiáng)度水平全天的小時(shí)均值均是居民區(qū)高于工業(yè)區(qū)。

（5）利用熱點(diǎn)圖可發(fā)現(xiàn)移動基站共站等的電磁輻射設(shè)施集中的區(qū)域，也可以溯源除大型廣電設(shè)施之外的電磁輻射源及周圍受影響區(qū)域。建議對這些熱點(diǎn)區(qū)域定期開展車載巡測，掌握電磁環(huán)境的動態(tài)變化，避免該區(qū)域電磁輻射對公眾和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。

隨著中國通信技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛等各種應(yīng)用場景的出現(xiàn)必然使電磁環(huán)境日益復(fù)雜，作為公眾生產(chǎn)生活重要的環(huán)境質(zhì)量要素之一，可以充分發(fā)揮車載巡測的優(yōu)勢，獲取海量數(shù)據(jù)并利用大數(shù)據(jù)分析全面掌握區(qū)域內(nèi)電磁環(huán)境水平，為電磁輻射監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支撐并為全國區(qū)域電磁環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價(jià)提供示范作用。

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