摘要：隨著國家對環(huán)境噪聲污染治理的力度不斷加強，環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用范圍持續(xù)擴大，為環(huán)境噪聲評價和噪聲污染治理提供了及時可靠的數(shù)據(jù)支持。本文對環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進行總結(jié)，并從計量、現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)應(yīng)用和人員專業(yè)技能角度對監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量控制進行深入分析，并提出改進措施，旨在進一步提升環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量控制水平。

關(guān)鍵詞：環(huán)境噪聲；自動監(jiān)測系統(tǒng)；質(zhì)量控制

中圖分類號：X839.1文獻標(biāo)志碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.023

2021年3月，“加強環(huán)境噪聲污染治理”首次被納入《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》中。另外，新修訂的《中華人民共和國噪聲污染防治法》于2022年6月5日起實施。環(huán)境噪聲防治的關(guān)鍵在于進行準(zhǔn)確有效的環(huán)境噪聲監(jiān)測，通過對環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)進行連續(xù)、實時采集來確定噪聲污染情況及變化趨勢。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測采集方法難以全面捕捉噪聲狀況[1]。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅猛發(fā)展，環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用范圍在不斷擴大，逐漸可以滿足監(jiān)測需求，但其在系統(tǒng)的應(yīng)用和質(zhì)量控制方面還存在著一些問題。

1環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)概述

1.1環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)簡介

環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控噪聲污染源，是提升環(huán)境噪聲控制和聲環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵。該系統(tǒng)能有效解決人工監(jiān)測過程中耗時、費力及數(shù)據(jù)代表性不足等問題，為環(huán)境噪聲評價和污染治理提供了堅實的技術(shù)支持。為了滿足環(huán)境自動監(jiān)測工作的需要，我國相繼發(fā)布了HJ 906—2017《功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》和HJ 907—2017《環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》，分別對功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測的監(jiān)測方法、主要監(jiān)測項目、數(shù)據(jù)有效性、監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制等技術(shù)要求，以及環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求、性能指標(biāo)和檢測方法作出規(guī)定[2]。環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)主要由噪聲自動監(jiān)測終端和噪聲監(jiān)控系統(tǒng)組成，其中噪聲自動監(jiān)測終端作為環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的戶外采樣組件，主要包括戶外傳聲器單元和數(shù)據(jù)采集控制單元。這一終端為噪聲監(jiān)控系統(tǒng)提供實時且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，其性能質(zhì)量直接影響整個環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的效能。

1.2環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的國內(nèi)外應(yīng)用情況

1966年，法國第四大城市圖盧茲建成了世界上首個環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要對機場附近的噪聲進行監(jiān)測并評價。早期的噪聲監(jiān)測系統(tǒng)通常使用聲級計進行單點的噪聲數(shù)據(jù)監(jiān)測。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了動態(tài)測量范圍更大、分析功能更全、數(shù)據(jù)存儲量更大的環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)，如挪威Nor？ sonic公司生產(chǎn)的Nor1520型和BK公司生產(chǎn)的CR243系列噪聲監(jiān)測系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可對監(jiān)測終端進行遠程控制，并通過RS232、GSM、GPS等方式對噪聲數(shù)據(jù)進行傳輸。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)的發(fā)展，BK公司生產(chǎn)的3639型噪聲監(jiān)測系統(tǒng)開始應(yīng)用Wi-Fi、LAN和4G網(wǎng)絡(luò)等通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸，部分產(chǎn)品還具備了太陽能發(fā)電和氣象監(jiān)測等功能[3]。上述公司的產(chǎn)品具有性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、使用便捷等特點，已在城市車站、機場、建筑工地和學(xué)校等區(qū)域的環(huán)境噪聲監(jiān)測中獲得廣泛應(yīng)用。

國內(nèi)較早進行環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)的企業(yè)主要有杭州愛華儀器有限公司、國營四三八〇廠嘉興分廠、北京聲望聲學(xué)技術(shù)有限公司、北京瑞森新譜科技股份有限公司等。其中，杭州愛華儀器有限公司作為國內(nèi)聲學(xué)測量領(lǐng)域的龍頭企業(yè)之一，已制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)》，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)出AWA6218J型噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在部分城市部署，其頻率范圍為10 Hz～20 kHz，測量上限可以達到141 dB（A），可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行自動存儲和上傳，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸與控制功能。此外，該系統(tǒng)還配有氣象模塊，可對環(huán)境中的氣壓、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向等環(huán)境參數(shù)進行測量。AWA6218J型噪聲監(jiān)測系統(tǒng)雖然可以對不同數(shù)據(jù)類型針對的事件進行判斷，如儀器啟動、關(guān)機、斷電、機箱門被打開、存儲器不足和電池電壓不足等，但這些事件都是利用傳感器獲取的信息進行判斷，沒有通過具體的噪聲數(shù)據(jù)信息對監(jiān)測終端的質(zhì)量狀況進行分析。此外，北京瑞森新譜科技股份有限公司研發(fā)生產(chǎn)的NM2000型噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)，具有采集、處理、存儲和傳輸?shù)裙δ埽梢酝ㄟ^LAN口進行遠程訪問，其動態(tài)測量范圍能夠達到106 dB。

1.3環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用中的問題

1.3.1監(jiān)測系統(tǒng)布點位置選擇不明確

雖然HJ 640—2012《環(huán)境噪聲監(jiān)測技術(shù)規(guī)范城市聲環(huán)境常規(guī)監(jiān)測》、HJ 907—2017《環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》中對噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測點位提出了要求，但其中涉及的很多技術(shù)細節(jié)并未明確，如輔助設(shè)備的配置和安裝問題等。規(guī)范中缺少對噪聲數(shù)據(jù)一致性和有效性的評價，在一定程度上影響了數(shù)據(jù)的利用。

1.3.2噪聲數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析能力不足

環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)具有典型的大數(shù)據(jù)特征。面對日益增長的數(shù)據(jù)量，原有的環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)通常利用刪除“舊數(shù)據(jù)”的方式存儲“新數(shù)據(jù)”，這種方式不但無法提高噪聲數(shù)據(jù)的存儲量，而且無法有效利用噪聲歷史數(shù)據(jù)對噪聲特點以及噪聲監(jiān)測終端的質(zhì)量情況進行分析。

1.3.3缺乏針對環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)的計量方法

沒有經(jīng)過計量部門計量檢定的環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)，測得的數(shù)據(jù)無法確保其準(zhǔn)確性。雖然國家在2014年頒布了檢定規(guī)程JJG 1095—2014《環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀》，但其中的大部分檢定項目只是單純地對聲學(xué)指標(biāo)進行計量檢定，沒有涉及數(shù)據(jù)采集控制單元的數(shù)據(jù)傳輸性能，無法滿足目前環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的計量需求。

2環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量控制措施

2.1創(chuàng)新計量測試方法

戶外傳聲器單元和數(shù)據(jù)采集控制單元作為環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，需要被長期布置在戶外進行工作。因此，這些組件需要經(jīng)受住環(huán)境的考驗，具有一定的穩(wěn)定性和可靠性[4]。為了滿足環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的計量需求，必須根據(jù)具體的檢定參數(shù)和計量條件要求，設(shè)計合適的計量檢測方法。對于整個系統(tǒng)戶外部分的檢測指標(biāo)可以包括聲靈敏度級、頻率響應(yīng)、整機噪聲、溫度穩(wěn)定性、相對濕度穩(wěn)定性和傳聲器風(fēng)罩防風(fēng)能力等。此外，還應(yīng)重點關(guān)注數(shù)據(jù)采集控制單元的電壓、電流、數(shù)據(jù)采集率和數(shù)據(jù)傳輸速率等性能指標(biāo)。對于系統(tǒng)中涉及的聲學(xué)計量指標(biāo)，根據(jù)JJG 188—2017《聲級計》和JJG 778—2019《噪聲統(tǒng)計分析儀》中的對應(yīng)方法進行計量檢定，但這些聲學(xué)指標(biāo)通常需要在消聲室內(nèi)進行，因而，未來可以考慮在便攜式消聲箱技術(shù)上進行研究創(chuàng)新，以滿足戶外測試的需求。

2.2加大人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以幫助環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)對噪聲源進行識別，并對噪聲異常事件進行分析，協(xié)助噪聲管理部門解決噪聲污染問題，提升環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量控制能力。例如，在采集噪聲數(shù)據(jù)的過程中，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以更加精確地獲取噪聲信息，進而解決信道中數(shù)據(jù)冗余問題；在噪聲結(jié)果分析過程中，使用深度強化學(xué)習(xí)模型對噪聲圖譜進行學(xué)習(xí)和識別，使得噪聲源識別的準(zhǔn)確性獲得提高；在噪聲異常數(shù)據(jù)處理的過程中，利用聚類算法篩選出異常數(shù)據(jù)，使用噪聲數(shù)據(jù)對淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，通過異常數(shù)據(jù)來對整個系統(tǒng)的質(zhì)量狀況進行判斷。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在噪聲監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，通過在一定范圍內(nèi)布置相當(dāng)數(shù)量的傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的噪聲數(shù)據(jù)自動獲取，并可以將這些數(shù)據(jù)傳輸至城市數(shù)據(jù)處理中心。這不僅提高了環(huán)境噪聲監(jiān)測時效性，還能將數(shù)據(jù)進行可視化，為城市環(huán)境噪聲治理提供技術(shù)支持[5]。環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)展現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的特征，因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用正變得日益廣泛。例如，通過Kafka、Flink、Storm等算法和分布式計算、邊緣計算等數(shù)據(jù)處理技術(shù)，進一步分析噪聲事件的分類以及噪聲源的分布。面對日益增長的噪聲數(shù)據(jù)量，有必要進一步加大人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用，以此加強對環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量控制。

2.3強化噪聲監(jiān)測人員的專業(yè)技能

環(huán)境噪聲監(jiān)測人員是自動監(jiān)測系統(tǒng)的直接操作者，其專業(yè)技能水平直接影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量狀況。首先，監(jiān)測人員在日常工作中需要熟悉相關(guān)環(huán)境噪聲監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)中的要求對噪聲進行監(jiān)測，及時保存并上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)。其次，定期對監(jiān)測人員進行培訓(xùn)，聘請有資質(zhì)的專家組建成技術(shù)團隊，對監(jiān)測過程實施監(jiān)督與指導(dǎo)，及時糾正問題，增強監(jiān)測人員的責(zé)任意識，提高專業(yè)技術(shù)能力，同時還應(yīng)定期舉辦技術(shù)交流會，對監(jiān)測過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題以及數(shù)據(jù)處理問題進行交流。最后，在充分利用現(xiàn)有資源的前提下，合理組建環(huán)境噪聲自動監(jiān)測小組，舉辦專業(yè)技能比賽，以此來提升監(jiān)測人員的專業(yè)能力[6]。面對日益復(fù)雜的環(huán)境噪聲監(jiān)測條件，為了保證環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)的工作質(zhì)量，提高噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，強化噪聲監(jiān)測人員的專業(yè)技能水平是必不可少的。

3結(jié)束語

噪聲防治對于保障人民群眾的身心健康至關(guān)重要。隨著環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用范圍的擴大，其質(zhì)量狀況直接影響著環(huán)境噪聲污染治理的成效。未來我們應(yīng)重視環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量狀況，加快推進環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)的計量方法和裝置的研究，并充分利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)為監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全存儲、高效處理和準(zhǔn)確分析提供幫助，同時強化監(jiān)測人員專業(yè)技能，進而為環(huán)境噪聲污染防治提供有力支持。

參考文獻

[1]劉暢.環(huán)境噪聲監(jiān)測中的問題及質(zhì)量控制措施研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（11）：146-147.

[2]晏敏鋒，陳更新.環(huán)境噪聲自動監(jiān)測系統(tǒng)綜述[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2022（6）：40-42.

[3]沈莘，劉小峰，向超勝.城市噪聲污染及監(jiān)測方法綜述[J].電子測量技術(shù)，2017，40（11）：201-207.

[4]全樂強，鄧彬彬.淺談環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀計量的重要性[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2022（6）：65-68.

[5]侯佩佩.環(huán)境噪聲監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].電聲技術(shù)，2023，47（7）：140-142.

[6]朱小蓉.環(huán)境噪聲監(jiān)測的問題分析及解決對策[J].新型工業(yè)化，2021，11（4）：41-42，48.

作者簡介

姚亮宇，男，1995年出生，助理工程師，碩士，研究方向為聲學(xué)與無線電計量測試。

（編輯：侯睿琪，收稿日期：2024-05-15）