機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估及控制概況

桂荔

摘? 要：隨著機(jī)場(chǎng)數(shù)量猛增和規(guī)模的日益擴(kuò)大，機(jī)場(chǎng)噪聲問題突出，機(jī)場(chǎng)工作人員和附近居民區(qū)長(zhǎng)期工作和生活在高水平的機(jī)場(chǎng)噪聲環(huán)境，身心健康易受到危害，因此控制機(jī)場(chǎng)噪聲污染有利于民航業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。飛機(jī)在離場(chǎng)、進(jìn)場(chǎng)和進(jìn)近階段產(chǎn)生的噪聲是機(jī)場(chǎng)噪聲的主要來源，通過整理分析機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估方法及噪聲控制的研究近況，全面反映機(jī)場(chǎng)噪聲的研究現(xiàn)狀，為后續(xù)研究提供可參考依據(jù)。經(jīng)分析，目前，國(guó)際上機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估方法統(tǒng)一，但噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)紛雜，其中一些指標(biāo)計(jì)算方法復(fù)雜;噪聲仿真計(jì)算模型成熟，但缺少計(jì)算結(jié)果與噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比;科學(xué)合理規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)用地、采用降噪程序具有一定的降噪效果。

關(guān)鍵詞：噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)? 機(jī)場(chǎng)噪聲控制? 飛行程序? ?噪聲

中圖分類號(hào)：V351;X827? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）11（a）-0085-04

The Overview of Airport Noise Evaluation and Control

GUI Li

（ College of Flight Technology， Civil Aviation Fight University of China， Deyang， Sichuan Province， 618300 China）

Abstract： With the rapid increase in the number and scale of airports， the airport noise problem is prominent. Airport staff and nearby residential areas have been working and living in high-level airport noise environments for a long time， and their physical and mental health is vulnerable to harm. Therefore， controlling airport noise pollution is beneficial to civil aviation Sustainable development of the industry.? The noise generated by the aircraft during the departure， arrival and approach phases is the main source of airport noise. By sorting and analyzing the research status of airport noise evaluation methods and noise control， the current status of airport noise research is fully reflected to provide a reference for subsequent research. After analysis， at present， the international airport noise assessment methods are unified， but the noise evaluation indicators are complex， and some of them are complicated; the noise simulation calculation model is mature， but the comparison between the calculation results and the noise monitoring data or flight test data is lacking; scientific and reasonable planning Airport land use and noise reduction procedures have the effect of noise reduction.

Key Words： Noise evaluation indicators; Airport noise control; Flight procedure; Noise

近年來，中國(guó)民航業(yè)蓬勃發(fā)展，機(jī)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，截至2019年，10年來全國(guó)機(jī)場(chǎng)年旅客吞吐量和貨郵吞吐量分別增長(zhǎng)207%和90%，飛機(jī)起降架次由423萬增至1 100萬，千萬級(jí)機(jī)場(chǎng)達(dá)30個(gè)，8個(gè)機(jī)場(chǎng)晉級(jí)全球50大機(jī)場(chǎng)行列。機(jī)場(chǎng)數(shù)量增加為居民出行提供極大的便利，促進(jìn)地區(qū)間交流，助力中國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛發(fā)展。伴隨著機(jī)場(chǎng)數(shù)量和航班起降量的大幅度增加，機(jī)場(chǎng)噪聲問題日益凸顯。

過高的噪聲環(huán)境會(huì)損害人體健康、降低生活質(zhì)量和工作能力。2011—2015年5年間北京某機(jī)場(chǎng)安檢人員的聽力檢查結(jié)果顯示，聽力異常檢出人數(shù)與工齡呈正相關(guān)[1]。此外，長(zhǎng)期暴露在較高水平的飛機(jī)起降噪聲中，可能對(duì)焦慮癥和高血壓疾病產(chǎn)生影響[2]。不僅機(jī)場(chǎng)工作人員的身體健康受到威脅，機(jī)場(chǎng)附近居民區(qū)也深受噪聲污染影響。調(diào)查發(fā)現(xiàn)計(jì)權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級(jí)LWECPN≥65dB后，機(jī)場(chǎng)噪聲強(qiáng)烈干擾的人數(shù)在采樣人群總數(shù)中所占比例的增長(zhǎng)率便開始呈上升趨勢(shì)[3]。近年來機(jī)場(chǎng)航班起降量激增，導(dǎo)致居民群眾抗議事件多發(fā)，北京市朝陽區(qū)東壩地區(qū)2 000多戶居民不堪忍受首都機(jī)場(chǎng)噪聲影響，1 700人簽名抗議噪聲。美國(guó)和歐盟等國(guó)家采取法律制度措施控制機(jī)場(chǎng)噪聲污染，如美國(guó)早在1968年就制定了《航空器減噪法案（1968）》，國(guó)內(nèi)法制工作者也提出要在現(xiàn)有立法基礎(chǔ)上，建成完善的機(jī)場(chǎng)噪聲污染防治法律制度體系[4]。中國(guó)民航預(yù)計(jì)到2035年，運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)基本覆蓋所有縣級(jí)行政區(qū)。機(jī)場(chǎng)密集化發(fā)展勢(shì)必讓機(jī)場(chǎng)噪聲影響日趨尖銳，甚至威脅到臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的建設(shè)，機(jī)場(chǎng)噪聲污染制約了民航業(yè)的發(fā)展。

中國(guó)民航早在“十二五”規(guī)劃中就提出積極建設(shè)綠色民航，在“十三五”規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步推進(jìn)綠色民航建設(shè)，采取措施減緩大型機(jī)場(chǎng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲影響。中國(guó)民航頒布的《中國(guó)民航四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)行動(dòng)綱要（2020—2035）》，通過加強(qiáng)機(jī)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、治理和管控，降噪減排，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)與周邊區(qū)域的和諧發(fā)展。

1? 機(jī)場(chǎng)噪聲水平評(píng)估

飛機(jī)作為機(jī)場(chǎng)噪聲的主要來源，在執(zhí)行飛行任務(wù)和地面維護(hù)測(cè)試過程中均會(huì)產(chǎn)生噪聲，尤其是運(yùn)動(dòng)中的飛機(jī)，在離場(chǎng)、進(jìn)場(chǎng)和進(jìn)近階段噪聲影響顯著。準(zhǔn)確評(píng)估噪聲大小是研究噪聲影響和實(shí)施減噪措施的前提，其中噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)和噪聲評(píng)估模型直接影響著噪聲評(píng)估結(jié)果。

目前，機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)依據(jù)飛行架次可為單事件噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)和累積事件噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)。Luis Gasco等人總結(jié)國(guó)外主要機(jī)場(chǎng)最常使用的單事件噪聲指標(biāo)和累積事件噪聲指標(biāo)[5]。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究國(guó)際上常用噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)間數(shù)值關(guān)系，改進(jìn)現(xiàn)有噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)或者提出新的評(píng)價(jià)指標(biāo)[6-7]。單事件噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)用來衡量單次飛行事件時(shí)飛機(jī)噪聲對(duì)地面影響，可分為兩類，國(guó)際上常用的包括基于響度的聲暴露級(jí)（SEL）、A聲級(jí)（LA）、最大A聲級(jí)（LAmax）以及基于噪度的最大感覺噪聲級(jí)（PNLmax）、有效感覺噪聲級(jí)（EPNL）[8]。累積事件噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)用來衡量多次飛行事件累積聲級(jí)的影響，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國(guó)際民航組織ICAO公布了飛機(jī)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)，部分國(guó)家提出符合本國(guó)國(guó)情的飛機(jī)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1[9]。我國(guó)根據(jù)《機(jī)場(chǎng)周圍飛機(jī)噪聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9660-88），規(guī)定不同特征區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)見表2，其中LWECPN為計(jì)權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級(jí)。

機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估模型常用由美國(guó)聯(lián)邦航空管理局FAA開發(fā)的INM（Integrated Noise Model）模型，該模型基于飛機(jī)NPD（Noise-Power-Distance）數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)插值得出網(wǎng)格計(jì)算點(diǎn)的噪聲值并修正至具體機(jī)場(chǎng)運(yùn)行條件。其中NPD數(shù)據(jù)庫(kù)是通過大量的飛機(jī)試飛數(shù)據(jù)得來，列出多種型號(hào)飛機(jī)在不同推力、不同高度條件下的單事件噪聲值，該模型精度較高且在國(guó)際上應(yīng)用廣泛。一些學(xué)者采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法開展機(jī)場(chǎng)噪聲預(yù)測(cè)研究，徐濤等人提出基于空間擬合和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)場(chǎng)噪聲預(yù)測(cè)集成模型，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明基于觀察學(xué)習(xí)的集成算法能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)機(jī)場(chǎng)噪聲且容錯(cuò)性更強(qiáng)[10]。杜浩結(jié)合GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)利用地理信息系統(tǒng)評(píng)價(jià)機(jī)場(chǎng)噪聲，提高噪聲評(píng)價(jià)與管理工作的效率和質(zhì)量[11]。

2? 機(jī)場(chǎng)噪聲控制

國(guó)際民航組織發(fā)行的《飛機(jī)噪聲管理的平衡做法指導(dǎo)》中提出“平衡方法”來控制噪聲影響，使用的措施主要包括：控制飛機(jī)噪聲源，合理規(guī)劃和管理機(jī)場(chǎng)周圍土地，選用減噪運(yùn)行程序，限制航空器在機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行[12]。針對(duì)單個(gè)航空器，ICAO在《航空器噪聲》中規(guī)定申請(qǐng)適航證的航空器需符合的噪聲標(biāo)準(zhǔn);2002年我國(guó)頒布類似的CCAR-36部。機(jī)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，通常采用兩種噪聲控制方案：一是科學(xué)規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)用地、優(yōu)化機(jī)場(chǎng)選址和布局;二是在離場(chǎng)、進(jìn)近和進(jìn)場(chǎng)階段采用優(yōu)先跑道、優(yōu)先航路的減噪運(yùn)行程序使航空器移離機(jī)場(chǎng)周邊的噪聲敏感區(qū)。

第一種控制方案的研究中，趙仁興等人著眼機(jī)場(chǎng)規(guī)劃，提出優(yōu)化機(jī)場(chǎng)選址、布局和改善運(yùn)行方式的措施，力求機(jī)場(chǎng)和周邊區(qū)域和諧發(fā)展[13]。徐志勝等人計(jì)算某大型國(guó)際機(jī)場(chǎng)的噪聲水平，并結(jié)合噪聲等值線和城市土地利用規(guī)劃，給出機(jī)場(chǎng)周邊用地控制性建議[14]。

目前國(guó)內(nèi)外開展的進(jìn)場(chǎng)減噪程序研究主要針對(duì)連續(xù)下降進(jìn)近程序CDA（Continuous Descent Approach）。常規(guī)的階梯漸進(jìn)式著陸方式，存在一個(gè)離地高度900 m左右的平飛段，距離機(jī)場(chǎng)附近居民區(qū)較近，噪聲影響大。CDA程序保持巡航高度的時(shí)間比傳統(tǒng)進(jìn)近長(zhǎng)，之后連續(xù)下降至跑道，取消了平飛段，有力地降低噪聲污染。2004年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)與波音公司的技術(shù)人員在路易斯韋爾國(guó)際機(jī)場(chǎng)進(jìn)行CDA程序試飛試驗(yàn)，通過測(cè)量波音767-300實(shí)地?cái)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)進(jìn)近方式對(duì)比CDA程序可將沿著飛行路徑7個(gè)位置的A加權(quán)峰值噪聲水平降低3.9～6.5d BA ，噪聲降低3d B代表聲能減少50%，對(duì)人的影響顯而易見[15]。李東亞從噪聲敏感點(diǎn)、地面噪聲、空間噪聲三方面對(duì)比分析CAD程序和IAP程序噪聲影響情況，CDA程序推力更低而飛行高度更高使其噪聲控制效果明顯[16]。離場(chǎng)減噪程序方面，國(guó)際民航組織（ICAO）定義了兩個(gè)減噪起飛程序NADP（Noise Abatement Departure Procedure 1，2），并于1996年修訂，ICAO建議航空公司在安全和性能等條件允許時(shí)使用，目前，國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)大多采用類似NADP-1的起飛減噪程序。同時(shí)，在國(guó)內(nèi)外已開始研究和利用基于性能的導(dǎo)航PBN運(yùn)行降低噪聲對(duì)機(jī)場(chǎng)周圍社區(qū)環(huán)境的影響。PBN程序采用直線離場(chǎng)、減少繞飛，縮小噪聲影響范圍，轉(zhuǎn)彎離場(chǎng)時(shí)，以飛越航路點(diǎn)轉(zhuǎn)彎方式在指定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎可有效規(guī)避噪聲敏感點(diǎn)且無保護(hù)區(qū)擴(kuò)大的不利影響[17]。張清棟通過理論分析和應(yīng)用計(jì)算，證明了PBN在機(jī)場(chǎng)噪聲敏感點(diǎn)規(guī)避、進(jìn)離場(chǎng)飛行降噪等方面較之傳統(tǒng)飛行程序具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)[18]。楊珂提出了多跑道采用PBN程序分散航跡降噪和集中航跡降噪，跑道使用輪換降噪和離場(chǎng)航跡規(guī)避降噪[19]。

3? 結(jié)語

分析國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估和噪聲控制研究成果，國(guó)際上存在通用的機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估方法，便于為噪聲污染治理和新機(jī)型適航審定提供依據(jù)。但目前各國(guó)機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)存在較大差異，足見機(jī)場(chǎng)噪聲評(píng)估的復(fù)雜性和高難度，中國(guó)推行的計(jì)權(quán)等效連續(xù)感覺噪聲級(jí)LWECPN計(jì)算過程繁瑣且不能與其他聲環(huán)境指標(biāo)相統(tǒng)一。因此需加強(qiáng)針對(duì)各噪聲指標(biāo)適用性以及各指標(biāo)間的量化關(guān)系的研究，以求提出更加合理、統(tǒng)一、各國(guó)均能一致接受的噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，噪聲評(píng)估多采用計(jì)算手段，缺少與噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，不利于計(jì)算模型提高準(zhǔn)確性。

機(jī)場(chǎng)噪聲控制方面，PBN程序的實(shí)施將對(duì)我國(guó)未來機(jī)場(chǎng)噪聲產(chǎn)生新的影響，有望降低機(jī)場(chǎng)噪聲運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

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