環(huán)境背景噪聲對(duì)飛機(jī)噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果的影

響摘要：為了探討在飛機(jī)噪聲監(jiān)測(cè)中，如果背景噪聲不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，其數(shù)據(jù)的正確性問(wèn)題，選取了一個(gè)相對(duì)于機(jī)場(chǎng)不同距離、低噪音環(huán)境下的飛機(jī)噪聲資料，并將其與背景噪聲進(jìn)行疊加，以分析背景噪聲對(duì)飛機(jī)的監(jiān)測(cè)效果。并且，隨著背景噪音的增大，其增益也隨之增大；在飛行器最大等聲級(jí)超過(guò)15dB的情況下，其升幅基本保持不變。通過(guò)進(jìn)一步的對(duì)其進(jìn)入研究可以發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)如果飛行的時(shí)間持續(xù)的較長(zhǎng)的話，那么噪聲的等級(jí)就會(huì)有非常明顯的增大，根據(jù)以上的結(jié)論在開(kāi)展各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作中，當(dāng)飛機(jī)的最大升級(jí)和背景噪音相差超過(guò)15db的時(shí)候，仍然可以更好地反映出當(dāng)前被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲對(duì)測(cè)量點(diǎn)的影響；在低于15dB的情況下，與沒(méi)有背景噪音的情況下，其觀測(cè)值會(huì)有更大的偏差。在飛機(jī)的最大聲級(jí)只比背景噪音高10dB的情況下，對(duì)特大型機(jī)場(chǎng)，如果在1-2個(gè)聲環(huán)境達(dá)標(biāo)等級(jí)區(qū)域內(nèi)，會(huì)干擾飛機(jī)的飛行噪音；在大型機(jī)場(chǎng)，如果在2級(jí)聲環(huán)境達(dá)標(biāo)區(qū)域內(nèi)，則會(huì)影響到飛機(jī)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)；而對(duì)于中等規(guī)模的機(jī)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，它的標(biāo)準(zhǔn)判斷是不會(huì)受到影響的。在超過(guò)15dB的最大聲級(jí)的情況下，它的達(dá)標(biāo)判斷也基本不會(huì)受到影響。關(guān)鍵詞：聲學(xué)；飛機(jī)噪聲監(jiān)測(cè)；背景噪聲；有效感覺(jué)噪聲級(jí)；飛機(jī)噪聲飛機(jī)噪聲監(jiān)測(cè)是為了對(duì)飛機(jī)廠附近噪聲的實(shí)際情況進(jìn)行全面的了解，最為直觀也是最為方便的一種方法，當(dāng)前，我國(guó)的各項(xiàng)法律法規(guī)以及相應(yīng)的規(guī)章制度也在不斷地完善，根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量方法，對(duì)機(jī)場(chǎng)附近的相應(yīng)區(qū)域展開(kāi)實(shí)時(shí)測(cè)量工作，它對(duì)機(jī)場(chǎng)附近的飛行器的噪聲測(cè)量條件、測(cè)量?jī)x器、相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)以及計(jì)算方法、測(cè)量的基本內(nèi)容等進(jìn)行了非常詳細(xì)的闡述，可以用這一方法對(duì)飛機(jī)場(chǎng)附近的背景噪聲展開(kāi)準(zhǔn)確的測(cè)量。在這一標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，背景噪音可以被定義為：“必須測(cè)量到的最大飛機(jī)噪音等級(jí)大于20dB的環(huán)境背景噪音等級(jí)，才以為看到是有一定可信程度的。”在某些城市化水平非常高的地區(qū)，由于飛機(jī)噪聲的營(yíng)養(yǎng)范圍已經(jīng)擴(kuò)散至了城市建設(shè)區(qū)域，城市水平較高的地區(qū)，大多數(shù)人口都非常的密集，一旦背景噪聲較高，無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的規(guī)范以及各項(xiàng)要求，則會(huì)對(duì)人們的日常生活造成非常嚴(yán)重的影響，所以，我國(guó)針對(duì)這一問(wèn)題制定了相應(yīng)的規(guī)章制度以及相應(yīng)的法律法規(guī)，希望可以對(duì)這問(wèn)題進(jìn)行約束，但是并沒(méi)有提出具體的解決辦法，從而無(wú)法有效的控制這一地區(qū)出現(xiàn)的航空噪聲，也無(wú)法減弱對(duì)人們的影響。在其它航空公司的噪聲監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)中，它的背景噪音標(biāo)準(zhǔn)是：最大飛行器的噪音最大值必須高于周圍的環(huán)境噪音等級(jí)15dB，如果不能達(dá)到，則會(huì)造成更大的不確定度。另外，目前正在修訂的《機(jī)場(chǎng)周圍區(qū)域飛機(jī)噪聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，航空器的噪音測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)也提出了最大噪音等級(jí)15dB以上的規(guī)定?？梢钥闯觯?dāng)飛行器的最大噪音沒(méi)有超出20dB的環(huán)境背景噪音等級(jí)時(shí)，其測(cè)量精度仍然可以接受。本文主要對(duì)不同噪聲的等級(jí)，對(duì)飛機(jī)噪音監(jiān)測(cè)效果產(chǎn)生的影響展開(kāi)了詳細(xì)的分析，并提出了在背景噪聲達(dá)不到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以及各項(xiàng)要求的情況之下，對(duì)航空工業(yè)環(huán)境下的各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理工作提出了相應(yīng)的建議，希望可以為開(kāi)展各項(xiàng)工作提供一定的幫助。一、分析方法為了可以對(duì)背景噪聲展開(kāi)更加詳細(xì)的分析，查看其是否會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果造成一定的影響，首先，在背景噪聲足夠低的環(huán)境中監(jiān)測(cè)飛機(jī)的噪聲，以確保測(cè)量得到的飛機(jī)噪聲基本不受背景噪聲的干擾；然后將模擬的噪聲疊加到測(cè)得的噪聲數(shù)據(jù)中，以提高背景噪聲水平；最后通過(guò)對(duì)比分析疊加模擬的背景噪聲前后的飛機(jī)噪聲與背景噪聲的關(guān)系來(lái)了解其影響。1.飛機(jī)噪聲監(jiān)測(cè)為了獲取飛機(jī)的噪音資料，在各機(jī)場(chǎng)的不同距離處設(shè)置5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，使用AWA6228+多用途聲級(jí)計(jì)，每0.5秒進(jìn)行一次測(cè)量，并進(jìn)行1小時(shí)的連續(xù)試驗(yàn)，所得的噪音信號(hào)如圖1所示，并將每一次飛行的最大A聲級(jí)LA最大值LAmax，從LAmax-10dB升至Lamax，然后從Lamax降至Lamax-10dB。為了盡可能減少背景干擾，試驗(yàn)中選取了背景噪音較小的時(shí)間段，而以上各點(diǎn)的資料不能在同一時(shí)間得到。根據(jù)《機(jī)場(chǎng)周圍飛機(jī)噪聲測(cè)量方法》中的簡(jiǎn)單法，利用下列公式，計(jì)算出飛機(jī)在飛行過(guò)程中的有效感知噪音等級(jí)LEPN，當(dāng)飛機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí)，LA最大值都高于背景噪音20dB(A)，因此可以認(rèn)為，該測(cè)量值基本上不會(huì)受到背景噪音的影響。2.背景噪聲的模擬方法_■■■? 也￡*■ J■習(xí)心=I。1且￡[ID+W誡)根據(jù)上述公式，將仿真的背景噪聲與上述試驗(yàn)信號(hào)相疊加，以改善背景噪聲，并利用白噪聲對(duì)自然聲進(jìn)行仿真。在上述公式中：我們可以將L2看作是經(jīng)疊加后的背景噪聲的A聲級(jí)；將L1i看作為經(jīng)過(guò)測(cè)量所測(cè)得各1/3倍頻程中心頻率的聲壓級(jí)；將LBi看作為模擬背景噪聲各1/3倍頻程中心頻率的聲壓級(jí)，相對(duì)于白噪聲來(lái)說(shuō)，各1/3倍頻程中心頻率的聲壓級(jí)相等；wi為各1/3倍頻程中心頻率的A計(jì)權(quán)修正，i=1,2，…，33，為1/3倍頻程頻帶數(shù)，i=1相當(dāng)于中心頻率12.5Hz的頻帶。以某一飛行事件的噪音記錄為例，用AL來(lái)描述無(wú)重疊背景噪聲之前的Laamax與背景噪聲之差，用AL來(lái)描述背景噪聲的強(qiáng)弱，疊加不同數(shù)值的仿真背景噪聲后，得到的噪聲信號(hào)比較如圖2所示。從圖表中可以看出，背景噪音對(duì)Lamax的影響很小，而對(duì)Lamax-10dB的干擾最大。二、結(jié)果分析JLf-i.4■■ 虹Ff;=lOip^HO+10*)I■I根據(jù)上述公式，在對(duì)各個(gè)點(diǎn)的各個(gè)飛行事件的LEPN和沒(méi)有被疊加的背景噪聲的情況下，分別對(duì)各個(gè)飛行事件的L'EpN和沒(méi)有被疊加的背景噪聲的LEpN進(jìn)行仿真，得到了相應(yīng)的結(jié)果。隨著AL的減小，^Lepn的增大；在△L為10dB時(shí)，LEpN比初始數(shù)據(jù)高2.9dB—4.7dB；在AL為15dB時(shí)，LEpN比初始數(shù)據(jù)高0.6dB至1.0dB；在AL為

20dB的時(shí)候，LEpN比初始數(shù)據(jù)高0.2dB—0.4dB；ALEpN的變化速度隨亶的增大而減小，而大于15dB時(shí)，其變化趨勢(shì)趨于平穩(wěn)。為了解背景噪聲如何影響LEPN，根據(jù)式（1）分析不同背景噪聲對(duì)LAmax和Td對(duì)結(jié)果的影響貢獻(xiàn)。疊加背景噪聲前的最大A聲級(jí)用LAmax表示，疊加背景噪聲后的最大A聲級(jí)用L，Amax表示，L，Amax與LAmax的差值用ALAmax表示，則：nutj *Urrm Irn._nut=101gL0^+10^—“4HMXlOlglOF-1+10“4HMXlOlglOF-1+10-斜-￡—JL-AEihdJL即:二10lg(1+10一蒂根據(jù)式上述公式：當(dāng)AL為10dB時(shí)，ALAmax為0.4dB；當(dāng)AL為15dB時(shí)，ALAmax為0.14dB當(dāng)AL為20dB時(shí)，ALAmax為0.04dB。除去ALAmax，剩下部分即為T(mén)d的影響貢獻(xiàn)，為方便比較，根據(jù)公式用A10lgTd表示Td的影響貢獻(xiàn)，結(jié)果見(jiàn)下圖1。mp飛mp飛14圖1圖中，某一AL數(shù)值中由左到右的數(shù)據(jù)柱分別代1#?5#點(diǎn)位，其高度表示相應(yīng)ALEPN的大小，ALEPN由ALAmax和A10lgTd兩部分構(gòu)成，用不同的填充圖案表示。由圖可知：不同背景噪聲對(duì)ALAmax的影響貢獻(xiàn)較小，A10lgTd的影響貢獻(xiàn)較大；即，背景噪聲對(duì)結(jié)果的影響主要由于Td的變化所致。三、問(wèn)題討論從以上分析可以看出，當(dāng)背景噪聲被疊加后，飛機(jī)的噪音也會(huì)隨之增大，即使是在20dB時(shí)，它的LEPN值仍然高于沒(méi)有背景噪音的情形；隨著AL的減小，Lepn增大的程度逐漸增大：AL〉％dB時(shí)，其增長(zhǎng)趨勢(shì)趨于平穩(wěn)。在15dBWdB-20dB時(shí)，其LEPN和△L=20dB的差別不大，因此可以更好地反映出飛機(jī)噪聲對(duì)測(cè)點(diǎn)的影響；在AL=15dB時(shí)，它的LEpN比沒(méi)有背景噪音的情形更大。在采用監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行達(dá)標(biāo)判斷時(shí)，背景噪音會(huì)對(duì)達(dá)標(biāo)判斷造成一定的干擾。按照我國(guó)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)場(chǎng)周邊環(huán)境的噪聲進(jìn)行評(píng)估，以一類區(qū)＜70dB和二類區(qū)＜75dB作為衡量指標(biāo)。LWECpN由以下公式進(jìn)行計(jì)算：式中：LEPN為N次飛行事件的有效感覺(jué)噪聲級(jí)，N1為白天(6:00?19:00)飛行次數(shù)，N2為傍晚的飛行次數(shù)(19:00?22:00)，N3為夜間的飛行次數(shù)(22:00?6:00)。由上述公式可以看出，lwecpn除了與lepn有關(guān)系之外，還涉及到各個(gè)時(shí)期的航班。由于各機(jī)場(chǎng)的航班班次存在很大的差異，為了保證結(jié)論的通用性和簡(jiǎn)化，本文采用了半定量分析方法，對(duì)包括lwecpn的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了以下的考慮：1.飛機(jī)架次按照中國(guó)民航總局《民航機(jī)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，以上機(jī)場(chǎng)日起降架次為557架次，日起降162架次，日起降60架次。再以北京大興機(jī)場(chǎng)、上海虹橋機(jī)場(chǎng)、上海浦

東機(jī)場(chǎng)、天津?yàn)I海機(jī)場(chǎng)為例，其日、傍晚、夜航班的比率平均為0.66:0.17：0.17。2.背景噪聲LB背景噪聲等級(jí)以各種類型的聲環(huán)境功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，假設(shè)它們都符合相應(yīng)的功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，并且由于晝間航班數(shù)量占大多數(shù)，因此只考慮了它們的白天條件，例如：2區(qū)的LB值是55dB（A）至60dB（A）。LAmax采用下式估算:LLAmax采用下式估算:L=Amax△L+Lb在這里，結(jié)合以上的結(jié)果，在這里考慮兩種情況：AL=10dB和AL=15dB；從本文的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，Td在3.8到23.7秒之間，由此得到了LENp的上下限。根據(jù)這些參數(shù)，分別求出了在△L=10dB和△L=15dB的情況下，LWECPN的上下下限。通過(guò)分析AL對(duì)測(cè)量值的影響，得出了飛機(jī)噪聲達(dá)標(biāo)判斷的干擾范圍，也就是在受到了背景噪音的影響后，原本應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)，由于背景噪聲的影響而達(dá)到了超標(biāo)。參見(jiàn)圖2和3,從附圖中可以看出：在^L=15dB時(shí)，它的達(dá)標(biāo)判斷被干擾的范圍很小，因?yàn)锳LEPN很小，只有在很接近標(biāo)準(zhǔn)值75dB和70dB時(shí)，它的達(dá)標(biāo)判斷會(huì)被干擾。AL=10dB時(shí)，其滿足判斷中的干擾范圍大，而不同類型的機(jī)場(chǎng)在被干擾時(shí)所處的聲功能區(qū)也是不同的。lULf1lULf1.艮區(qū) 區(qū)4攵1底圖2AL=15dB時(shí)達(dá)標(biāo)判定受影響區(qū)間分析I塾區(qū)％糞區(qū)傳4晏國(guó)背景11聲屆圖3AL=10dB時(shí)達(dá)標(biāo)判定受影響區(qū)間分析對(duì)于特大型機(jī)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)處于2?3類區(qū)時(shí)，其75dB達(dá)標(biāo)判定受干擾，處于1?2類區(qū)時(shí)，其70dB達(dá)標(biāo)判定受干擾；對(duì)于大型機(jī)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)處于3?4類區(qū)時(shí)，其75dB達(dá)標(biāo)判定受干擾，處于2?3類區(qū)時(shí)，其70dB達(dá)標(biāo)判定受干擾；對(duì)于中型機(jī)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)處于4類區(qū)時(shí)，其75dB達(dá)標(biāo)判定受干擾，處于3?4類區(qū)時(shí)，其70dB達(dá)標(biāo)判定受干擾?？紤]到4類區(qū)為交通干線兩側(cè)，在監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)特意避開(kāi)，3類區(qū)為工業(yè)區(qū)，居民區(qū)分布較少，故達(dá)標(biāo)判定受干擾的區(qū)域?qū)τ谔卮笮蜋C(jī)場(chǎng)主要集中在1?2類區(qū)，對(duì)于大型機(jī)場(chǎng)主要集中在2類區(qū)，而對(duì)于中型機(jī)場(chǎng)，則其達(dá)標(biāo)判定不受干擾。結(jié)論：通過(guò)上文分析所得到的結(jié)果可以看出：在背景噪音增大時(shí)，飛機(jī)的lepn隨著增大而增大，而背景噪音愈高，其增益愈大；背景噪音導(dǎo)致其lepn增大的主要原因是飛機(jī)的飛行時(shí)長(zhǎng)。根據(jù)以上分析所得出來(lái)的結(jié)論可以看出，在進(jìn)行檢測(cè)工作中，當(dāng)飛機(jī)的最大升級(jí)和背景噪聲相差超過(guò)15dB的時(shí)候，這組關(guān)注數(shù)據(jù)仍然可以較為真實(shí)的反映出當(dāng)前階