面向大型民航机场感知的噪声监测及评估理论与关键技术研究

Theoretical and key technological research on monitoring and ruling of the noise sensed in large civilian airports is very necessary and urgent.The reasons include the need of the increase,extension and reconstruction of airport for civil aviation and the air transport industry are enhancing which is published by the civil aviation authority of civil aviation "Eleven-Five" plan. Satisfying this requeirement is also the focal point of The Twelfth Five-Year Plan.At the same time,the noise from the airport has been the major factor of environmental pollution and the socity pays a heavy price for this.It is disquieting that the theoretical and key technological research on monitoring and ruling of the noise sensed in airports is primary.In order to deal with this problem,the main theory and technology investigated are as follows.1)Giving the moving sound source radiation theory and predictive model of airport.2)Researching the key techniques of soundfield microphone array test and soundfield visualization.3)Establishing online monitoring and evaluating expert system based on the soundfield of the moving sound source from airplane.The investigation will provide an important foundation for the advanced development of the noise control of airport.

开展面向大型民航机场感知的噪声监测及评估理论与关键技术研究非常必要，.而且十分紧迫。理由是："十一五"我国民航机场的增加、扩建和改造百舸争流，民航运输.业务翻滚飚升；"十二五"民航业继续高歌猛进。与此同时，由此导致的机场噪声对环境的.污染日益严重，社会正为此付出越来越沉重的代价。尤其令人不安的是：我国民航机场噪声.监测、评估尚在启蒙，相关理论基础和关键技术研究亟待开展。.为此，申请单位拟开展以下研究：1)建立飞机运动声源声辐射预估理论模型和声辐射与动态复杂机场噪声声场之间的关系；2)研究机场噪声声阵列测试及声场可视化关键技术；3)构建基于飞机运动声源声场的机场噪声实时监测和在线评估INM 专家系统。本研究成果将为机场噪声监测、评价、防护以及对环境污染的治理，提供科学依据和技术支撑。

随着我国民航业高速发展，机场扩建、改造、新建速度进一步提高，由此引起的机场噪声环境污染日益严重，而相关民航机场噪声的监测、评估理论方法和关键技术尚在启蒙，其研究亟待开展。为此，本项目从机场噪声产生机理,特征及来源、测试及可视化关键技术和实时监测与在线评估三方面开展了相关研究。主要研究内容包括：运动声源的声辐射理论和预估方法、机场噪声数字声阵列测试可视化技术和机场噪声监测评估方法及系统。机场的主要噪声源是飞机噪声，其声场是由典型的运动声源辐射形成，该声场还受到机场总体规划、周边城市的生态布局和建筑材料声学性能的影响，因此明确运动声源声辐射特征和声传播规律是有效监测机场噪声的前提和基础。经历时4年的研究，取得了如下重要科研成果：首先，从声辐射预估模型和声场特性两方面，针对飞机不同飞行时段的声特征，以宽频声源和Kirchhoff 表面源模拟飞机噪声源，建立了运动声源声辐射预估频域模型，且依据运动声辐射与复杂机场噪声的关系，通过数学解及边界元数值仿真预测不同类型运动声源的声场特性，同时考虑运动声源的声散射特征，实现了机场噪声的声能量分布及声传播特征的准确预估。其次，基于所研究的机场噪声产生机理及预估理论方法，在随机声阵列结构生成、多目视觉运动目标的定位和多传感器信息融合上取得关键技术突破。实现了利用随机声阵列进行机场复杂噪声的精确测量和运动声场的实时可视化。最后，依据上述理论和技术研究结果与机场噪声特点，建立了完整实用的机场噪声场在线监测、预估和评价分析模型，并融合声阵列的实时监测信息搭建了全面客观评价机场周围噪声环境的在线评估系统。该项目研究成果不仅提出了新的机场噪声测量、预估和监测方法，而且实现了多运动目标实时定位和多信息融合技术关键突破。这从根本上解决了机场噪声分析测量难，预估无依据不准确和监测无法实时可视的难题，同时为实现机场感知运动噪声场的监测、预估、评价提供理论方法依据，为声阵列测量、视觉定位和声信息实时融合提供技术支撑，为后续运动声辐射理论和声阵列测量技术的进一步研究和发展奠定了坚实基础。