[發明專利]一種航空噪聲識別方法

有效

• 申請號: 201811220563.6
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN109405960B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王興虎;丁偉杰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張海青

本發明公開了一種航空噪聲識別方法，以泛網格化機場噪聲感知為前提，在監測區域內布置密集、均勻分布的噪聲檢測設備，根據各監測設備之間的位置相互關系與其產生的實時噪聲監測值，實現泛網格化機場噪聲感知的航空噪聲識別。

技術領域

本發明涉及一種航空噪聲識別方法，屬于噪聲監測技術領域。

背景技術

近些年，雖然我國民航事業發展十分迅猛，但是空運資源依然十分緊張。無論是基礎設施方面，還是機場數量和容量都已處于嚴重不足的狀態。據統計，2010年年末全國吞吐量排名前50位的機場中，有26個機場容量飽和，預計其他24個機場在2015年也將達到飽和。為了解決空運資源緊張的問題，全國規劃到“十二五”末期民用運輸機場數量達到230個以上。而2011年實際新增的機場只有5個，2012年3個，2013年年初預計新增14個的機場，但實際只建成10個。究其原因，是由于機場噪聲污染嚴重影響了我國民用機場的建設速度。據中國民航總局的研究報告統計：在我國，有超過150個民用機場存在噪聲污染問題，這其中將近三分之一的機場噪聲污染問題十分嚴重。隨著人民群眾對生活環境質量要求的日益提高，日益嚴重的機場噪聲污染問題引發了民間反對機場建設的浪潮，使機場經營者漸趨被動，所承受的輿論壓力也越來越大，嚴重影響和制約著我國民航業的可持續發展。

目前世界上大部分發達國家的主要機場都已安裝應用了機場噪聲監測系統，如德國法蘭克福機場(Fraport)在機場周圍增加了兩個監測站，以及一些移動檢測設備，來監測飛機噪聲情況；比利時的布魯塞爾機場設置了21個噪聲監測設備不間斷地提供周圍的噪聲情況，可以生成一天的平均噪聲大小分布比例和等值線圖。國內的北京首都國際機場、香港國際機場、臺灣桃園國際機場等主要機場也使用著類似的監測系統。機場噪聲監測系統可以實現對機場噪聲的全天監測，其監測數據作為機場噪聲污染的可靠依據，極大的方便了機場管理者對噪聲實施綜合管控。但現有的機場噪聲監測系統均采用傳統監測模式，監測節點的成本高昂，節點對布置環境要求高，系統穩定性差，數據傳輸模式固定，傳輸線路鋪設和后期維護的成本很高。由于上述原因，傳統監測模式不可能實現機場噪聲監測節點的大規模密集部署，也不能實現對機場及其周界噪聲的全面度量。

針對機場噪聲感知的全面實時感知需求，已有的物聯網理論成果為機場噪聲感知的研究提供了理論基礎及實踐經驗。但是這些研究大多針對通用的物聯網技術或特定應用場景，在機場噪聲感知方面還沒有研究和應用先例。基于物聯網理論，以大量的噪聲監測設備均勻、密集、廣泛的布局在機場環境周圍，形成泛網格化的布局，對機場周圍提供全方面實時的噪聲感知數據。

當前普遍的噪聲識別方法是對噪聲的頻率進行分析判別，主要有通過小波分解、降噪等方法，以此分離出需要識別的噪聲信號，并對其進行識別與判定；或者在此基礎上，通過使用數據挖掘中分類、聚類等方法，對噪聲情況進行識別與分類。但是上述噪聲識別方法僅使用了單個噪聲監測點的噪聲數據進行分析，不僅忽略了泛網格環境下眾多的監測點的特性，也沒有考慮各監測點數據間的相關性。若考慮多監測點數據，對各監測點的噪聲數據均進行分析，將會大大增加其計算量，但由于各檢測點噪聲數據變換后在頻率上的相似度較高，因而并不能夠顯著提高其噪聲的識別水平。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種航空噪聲識別方法，在機場周圍布局均勻、密集、廣泛的噪聲監測設備，并且各監測點能夠實時的產生噪聲值，以此獲得實時的泛網格化機場噪聲監測數據。由于非航空噪聲相對航空噪聲而言聲強較小，其噪聲影響隨距離的變大明顯衰減及消除，噪聲影響半徑較短，能夠影響的監測點數目較少，因此可以根據目標監測點及附近監測點的噪聲值差異，計算相鄰監測點之間噪聲的相似度關系，判別是否屬于非航空噪聲覆蓋，進而進行過濾操作。而航空噪聲的影響半徑較遠，往往能夠達到幾公里之多。因而在航空噪聲的情況下，足夠多廣泛分布的噪聲監測點會受到影響，以此判別航空噪聲的存在。根據監測點噪聲的分布情況，計算各個監測點之間的噪聲增長向量，判別噪聲增長方向是否指向同一方向或是否聚集于同一位置，計算其航空噪聲可能性大小，以此判別是否存在航空噪聲，大概估計其范圍。