城市規(guī)劃中噪聲監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：在城市化快速推進(jìn)的背景下，噪聲污染已成為制約城市宜居性提升、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。為解決城市規(guī)劃中噪聲管控缺乏精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐的難題，聚焦噪聲監(jiān)測技術(shù)與城市規(guī)劃的深度融合，研究構(gòu)建了包含高時空分辨率感知網(wǎng)絡(luò)、低干擾寬頻動態(tài)監(jiān)測、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與趨勢分析、標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)和智能質(zhì)量控制在內(nèi)的 4 類核心技術(shù)體系。通過將這些技術(shù)應(yīng)用于居住區(qū)聲環(huán)境評價、生態(tài)敏感區(qū)防護(hù)、交通和產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化、跨區(qū)域聲環(huán)境治理等實際規(guī)劃情景，實現(xiàn)了聲環(huán)境數(shù)據(jù)的高精度采集、連續(xù)監(jiān)測與高效分析。研究結(jié)果表明，該技術(shù)體系能夠產(chǎn)出連續(xù)性強、可比性高的聲環(huán)境數(shù)據(jù)，可以直接為城市功能分區(qū)優(yōu)化、生態(tài)功能維護(hù)與綠色發(fā)展決策提供定量支撐，有效提升城市規(guī)劃中噪聲污染管控的科學(xué)性與精準(zhǔn)性。

關(guān)鍵詞：噪聲監(jiān)測 城市規(guī)劃 宜居性 生態(tài)建設(shè) 可持續(xù)發(fā)展

Research on the ApplicationThe Role and Significance of Noise Monitoring Technology in Urban Planning

TANG Yu

Nanchong Yingshan Ecological Eenvironment Mmonitoring Sstation， Nanchong， Sichuan Province， 637700 China

Abstract： Against the backdrop of rapid urbanization， noise pollution has become a critical issue hindering the improvement of urban livability， ecological environmental protection， and sustainable development. To address the challenge of lacking precise data support in noise control within urban planning， this paper focuses on the deep integration of noise monitoring technology and urban planning. The studyresearch constructs four a core technologytechnical system， includingcomprising four key components： high spatiotemporal resolution perceptionsensing networks， low-interference broadbandwideband dynamic monitoring， multi-source heterogeneous data fusion and trend analysis， standardized calibration， and intelligent quality control. By applying these technologies to practical planning scenarios such as residential area acoustic environment evaluation， ecological sensitive area protection， optimization of transportation and industrial layouts， and cross-regional acoustic environment management， the studyresearch achieves high-precision data acquisition， continuous monitoring， and efficient analysis of the acoustic environment data. The findings indicate that this technology technical system can produce sound environment data with strong continuity and high comparabilityhighly continuous and comparable acoustic environment data， which can directly provide quantitative support for optimizing directly supports the quantitative optimization of urban functional zoning， maintaining ecological function maintenance， and green development decision-making. This effectively enhances the scientific and precise control of noise pollution in urban planning.

Key Wwords： Noise monitoring; Urban planning; Livability; Ecological construction; Sustainable development

隨著城市化進(jìn)程的持續(xù)加速，城市人口不斷集聚，各類交通、工業(yè)、商業(yè)活動日益頻繁，城市噪聲問題愈發(fā)突出。噪聲污染已成為繼大氣污染、水污染之后影響城市環(huán)境質(zhì)量的主要問題之一，它不僅干擾居民的日常工作、學(xué)習(xí)和休息，還對居民的生理和心理健康造成潛在威脅，如引發(fā)睡眠障礙、心血管疾病等。在這樣的背景下，城市規(guī)劃作為引導(dǎo)城市健康發(fā)展的重要手段，對解決噪聲污染問題負(fù)有重要責(zé)任。以往的城市規(guī)劃中，對噪聲因素的考量往往不夠充分，導(dǎo)致部分區(qū)域因噪聲問題影響居民生活品質(zhì)和城市的可持續(xù)發(fā)展。而噪聲監(jiān)測作為掌握城市噪聲狀況的關(guān)鍵手段，能夠為城市規(guī)劃提供精準(zhǔn)的噪聲數(shù)據(jù)支撐。通過系統(tǒng)的噪聲監(jiān)測，了解城市不同區(qū)域的噪聲來源、強度及與變化規(guī)律，對于科學(xué)劃分城市功能區(qū)、優(yōu)化交通布局、評估規(guī)劃項目影響等具有重要意義，進(jìn)而為提升城市宜居性、促進(jìn)生態(tài)建設(shè)和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

1噪聲監(jiān)測在城市規(guī)劃中的意義

1.1 提升城市宜居性

噪聲監(jiān)測對提高城市宜居性有著直接而長遠(yuǎn)的價值。通過長時間，、有計劃地監(jiān)控，能夠向城市提供聲環(huán)境質(zhì)量的真實客觀數(shù)據(jù)，從而使得宜居性評估不依賴于主觀感受，而是以量化指標(biāo)為主^[1]。這類數(shù)據(jù)較好地反映出不同功能區(qū)，、不同時段的噪聲情況，對評判城市生活環(huán)境舒適安寧程度提供科學(xué)支持。連續(xù)進(jìn)行噪聲監(jiān)測可以揭示聲環(huán)境和居民健康與及心理舒適感的聯(lián)系，有助于找出環(huán)境壓力的潛在來源，為宜居性指數(shù)提供核心參數(shù)。

1.2 促進(jìn)城市生態(tài)建設(shè)

噪聲監(jiān)測在城市生態(tài)建設(shè)中的重要性體現(xiàn)在它可以為生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的評價提供可定量的聲環(huán)境參考。生態(tài)系統(tǒng)是否穩(wěn)定不僅僅依賴于空氣和水質(zhì)這些傳統(tǒng)指標(biāo)，聲環(huán)境也是影響生態(tài)系統(tǒng)健康與否的一個重要因素。通過監(jiān)測濕地、林地和濱水區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)的噪音水平，我們可以更好地了解人類活動對野生動植物的棲息、繁殖和覓食行為產(chǎn)生的影響程度。這些監(jiān)測結(jié)果對生態(tài)功能區(qū)保護(hù)優(yōu)先度評價、，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性評判、和生物多樣性現(xiàn)狀分析等具有重要意義。

1.3 推動城市可持續(xù)發(fā)展

噪聲監(jiān)測對于促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的環(huán)境支撐作用。長時段穩(wěn)定的噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)可以揭示城市聲環(huán)境變化趨勢，將其與產(chǎn)業(yè)布局、，交通模式和人口分布多維數(shù)據(jù)相聯(lián)系，構(gòu)成城市運行狀態(tài)綜合評判。這種以真實數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的反饋機制為城市達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的動態(tài)平衡奠定了必要的條件^[2]。噪聲監(jiān)測提供的時間與空間分布信息不僅可以作為評價環(huán)境質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，還而且可以對綠色產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)、，公共資源配置以及、基礎(chǔ)設(shè)施投資等方面提供客觀的參考依據(jù)。

2噪聲監(jiān)測技術(shù)

2.1城市聲環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

該技術(shù)利用微型化高精度聲學(xué)傳感器陣列進(jìn)行單點測量，測量精度可以達(dá)到±0.5 dB；采樣頻率為48 kHz；可以捕獲到由低頻50 Hz到高頻16 kHz完整的城市生活噪聲譜信息。該系統(tǒng)在如居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等地方，以200～–300 m的距離設(shè)置了節(jié)點，從而構(gòu)建了一個高密度的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋范圍達(dá)到了超過95%。數(shù)據(jù)可以通過4G/5G或LoRa[2]"無線鏈路實時傳送到云平臺，然后利用GIS系統(tǒng)生成分辨率為5 m×5 m的噪聲熱力圖。通過對日均等效聲級（Leq24h[3]"）和晝夜差異的統(tǒng)計分析，可以直觀地了解人居環(huán)境中的聲學(xué)舒適度，這為綜合評估宜居性提供了高清晰度的空間數(shù)據(jù)支持。

2.2敏感區(qū)域噪聲動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

在濕地，、森林和濱水帶生態(tài)敏感區(qū)域，監(jiān)測終端使用自噪聲小于18 dBA電容式測量麥克風(fēng)并配合24位AD轉(zhuǎn)換器，保證了超低噪聲環(huán)境中背景聲仍然能夠被準(zhǔn)確地錄制。將監(jiān)測頻段拓展到超聲波范圍內(nèi)（20 Hz–～40 kHz），實現(xiàn)了鳥類鳴聲，、蝙蝠回聲定位信號和其他生態(tài)聲源的同步捕獲。該設(shè)備配備了太陽能作為電源和鋰電池作為儲能設(shè)備，其續(xù)航能力可達(dá)180天以上 d以上，確保了全年的數(shù)據(jù)采集不會中斷。在監(jiān)測數(shù)據(jù)里，位聲級（L50）與背景聲級（L90）被視為核心參數(shù)，它們能夠準(zhǔn)確地揭示生態(tài)區(qū)因人類活動而產(chǎn)生的閾值變動，為制訂定生態(tài)紅線和建立緩沖區(qū)提供了量化的參考。

2.3多源噪聲數(shù)據(jù)融合與趨勢分析技術(shù)

該技術(shù)將噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)（1秒Leq序列）與道路交通檢測器輸出的車流量、速度分布、車輛類型比例，以及工業(yè)園區(qū)噪聲排放監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理。通過Kriging空間插值方法，將離散監(jiān)測數(shù)據(jù)生成全域連續(xù)噪聲分布圖，并結(jié)合逐小時氣象數(shù)據(jù)（風(fēng)速、風(fēng)向、濕度）修正預(yù)測結(jié)果^[3]。在進(jìn)行趨勢分析時，采用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）來預(yù)測未來7–～30天 d的區(qū)域噪聲波動，預(yù)測的準(zhǔn)確性在主要的交通路線上可以達(dá)到±1.8 dB。這一技術(shù)可以為城市道路改線、，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和其他可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的制定提供定量化的預(yù)測模型。

2.4標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)與智能化質(zhì)量控制技術(shù)

為了保證跨區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)的一致性，所有設(shè)備在部署前都使用IEC 60942標(biāo)準(zhǔn)的94 dB/1 kHz聲校準(zhǔn)器進(jìn)行初始校準(zhǔn)，現(xiàn)場運行每168 h小時進(jìn)行一次自動校準(zhǔn)，將誤差控制在±0.3 dB以內(nèi)。數(shù)據(jù)傳輸層通過引入雙CRC校驗和時間戳比對來避免丟包和錯序。質(zhì)量控制系統(tǒng)基于統(tǒng)計閾值（如L10與L90異常比值大于3 dB）自動標(biāo)記數(shù)據(jù)異常，并通過自適應(yīng)濾波算法剔除風(fēng)噪、雨噪干擾。在平臺端建立了設(shè)備健康評分機制，并對小于80分則觸發(fā)維護(hù)工單進(jìn)行維護(hù)，保證了長期數(shù)據(jù)可追溯性與科學(xué)性，給規(guī)劃部門帶來了一個可信度更高的聲環(huán)境數(shù)據(jù)庫。

3. 城市規(guī)劃中噪聲監(jiān)測技術(shù)的實踐應(yīng)用

3.1 高時空分辨率傳感網(wǎng)絡(luò)評估居住區(qū)聲環(huán)境[4]

將高時空分辨率感知網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于居住區(qū)聲環(huán)境評估，使得規(guī)劃部門可以通過空間網(wǎng)格化準(zhǔn)確地得到噪聲分布特征。在實際操作中，在住宅密集區(qū)域按照200–～300米 m的距離布置了聲學(xué)傳感節(jié)點，每一個節(jié)點的采集頻率定為48 kHz，并且測量的精度被控制在±0.5 dB之內(nèi)，保證捕獲低頻生活設(shè)備噪聲至高頻交通噪聲全譜信息。該系統(tǒng)能夠?qū)⑷旌?4小時的1秒等效聲級數(shù)據(jù)實時傳送到云端平臺，并利用GIS技術(shù)生成一個5米 m網(wǎng)格的聲環(huán)境熱力圖。在一次特定的評估活動中，通過對Leq（07：00–22：00）和Leq（22：00–07：00）在晝夜之間的差異進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)某些住宅區(qū)在夜間的噪音水平長時間超過了55 dB，這一成果推動了規(guī)劃部門對后續(xù)住宅區(qū)布置方案中距商業(yè)街，、主干道空間距離的調(diào)整。這種方法既能高精度地量化聲環(huán)境，又能將人口密度和綠化覆蓋率與其他規(guī)劃指標(biāo)相結(jié)合構(gòu)成宜居性綜合評價模型，對新建和改造項目進(jìn)行可行性審查，提供了直接數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.2 面向生態(tài)敏感區(qū)的低干擾寬頻噪聲連續(xù)監(jiān)測

針對生態(tài)敏感區(qū)的規(guī)劃和管理，采用低干擾寬頻噪聲連續(xù)監(jiān)測技術(shù)捕捉環(huán)境聲作用下生物群落。該監(jiān)測設(shè)備在實踐中選擇自噪聲小于18 dBA寬頻麥克風(fēng)進(jìn)行監(jiān)測，其采集范圍涵蓋了20 Hz到～40 kHz，能夠同時錄制低頻機械噪聲和高頻動物叫聲。監(jiān)測點分布在生態(tài)走廊，濕地邊緣和植被緩沖帶等區(qū)域，利用太陽能供電和長續(xù)航電池實現(xiàn)常年持續(xù)工作^[4]。我們采集了以10分鐘Leq作為時間單位的成長時序曲線數(shù)據(jù)，并對L90等背景聲指標(biāo)進(jìn)行了同步記錄。在某次城市新區(qū)的規(guī)劃過程中，監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)生態(tài)走廊的夜間L90指數(shù)持續(xù)超過了預(yù)定的生態(tài)閾值（35 dB），這表明外部的建設(shè)活動和交通干擾已經(jīng)對夜間活動的物種產(chǎn)生了影響。規(guī)劃部門根據(jù)這一情況對建設(shè)控制線進(jìn)行調(diào)整，在生態(tài)走廊兩邊加大隔聲林帶寬度。這一做法使得生態(tài)保護(hù)和建設(shè)發(fā)展之間形成一種均衡，并為隨后的生態(tài)功能評價提供持續(xù)和可比較的聲學(xué)證據(jù)。

3.3 多源異構(gòu)噪聲數(shù)據(jù)融合與交通—產(chǎn)業(yè)影響建模

在交通走廊和產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化問題上，多源異構(gòu)噪聲數(shù)據(jù)融合建模技術(shù)為決策提供以事實為依據(jù)的支持。在實際應(yīng)用中，噪聲監(jiān)測系統(tǒng)與道路交通檢測器和工業(yè)園區(qū)噪聲排放監(jiān)控平臺成功地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口的對接，從而準(zhǔn)確地獲取了車流和車速的分布情況、關(guān)鍵參數(shù)，如車輛類型比例和工業(yè)設(shè)備運行時段。監(jiān)測數(shù)據(jù)按1秒Leq格式采集，并與逐小時氣象數(shù)據(jù)（風(fēng)速、風(fēng)向、濕度）進(jìn)行同步處理。利用Kriging插值的方法生成連續(xù)噪聲分布圖，與GIS平臺上的土地利用與交通規(guī)劃圖層進(jìn)行疊加，構(gòu)建了交通—產(chǎn)業(yè)噪聲效應(yīng)預(yù)測模型。在某次產(chǎn)業(yè)園的選址論證過程中，該模型發(fā)揮了關(guān)鍵支撐作用。如果新建園區(qū)位于當(dāng)前交通主干道的南側(cè)，那么其周圍2 km公里范圍內(nèi)的晝間Leq將會提升大約4 dB；并且如果移到北側(cè)，并且對進(jìn)出道路的走向進(jìn)行優(yōu)化，則可以將提升幅度限制在1.5 dB范圍內(nèi)。將該成果直接寫進(jìn)規(guī)劃比選報告中，對交通組織和產(chǎn)業(yè)用地的調(diào)整給出準(zhǔn)確量化依據(jù)。

3.4 自動化校準(zhǔn)與在線質(zhì)量控制的跨區(qū)域聲環(huán)境監(jiān)測體系

在城市群跨區(qū)域規(guī)劃時，采用自動化校準(zhǔn)與及在線質(zhì)量控制技術(shù)，保證不同監(jiān)測點數(shù)據(jù)可比性和及一致性。在實際操作中，所有的監(jiān)測設(shè)備在開始運行之前都會按照IEC 60942的94 dB/1 kHz標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步校準(zhǔn)。一旦設(shè)備部署，每168 h小時會自動進(jìn)行一次校準(zhǔn)，確保誤差維持在±0.3 dB范圍內(nèi)。在線質(zhì)量控制系統(tǒng)，對各個節(jié)點設(shè)備健康狀態(tài)，、信號波形特征以及、異常噪聲占比等信息進(jìn)行實時監(jiān)控，并在L10，、L90之差大于設(shè)定閾值或者節(jié)點健康評分小于80分時自動下發(fā)維護(hù)指令。經(jīng)過云端的跨區(qū)域數(shù)據(jù)匯總，我們使用統(tǒng)一格式的Leq、Lmax、Lmin指標(biāo)來構(gòu)建聲環(huán)境數(shù)據(jù)庫，并通過API接口為規(guī)劃、環(huán)保、交通等多個部門提供共享服務(wù)。該系統(tǒng)在某地區(qū)高速鐵路規(guī)劃審查時，提供沿線多城市同步噪聲資料，以保證線路走向與及防護(hù)設(shè)計以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測成果為依據(jù)，這樣可以避免因由于數(shù)據(jù)口徑不連貫而造成評估偏差^[5]。

4結(jié)語

本文系統(tǒng)地論述噪聲監(jiān)測技術(shù)對城市規(guī)劃的實際應(yīng)用情況，證實該技術(shù)具有宜居性評價，、生態(tài)保護(hù)，、可持續(xù)發(fā)展以及、跨區(qū)域協(xié)同治理等技術(shù)優(yōu)勢。研究結(jié)果表明：高精度、動態(tài)化和標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測體系可以為空間布局調(diào)整，、生態(tài)紅線管控和交通產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，顯著增強了規(guī)劃精準(zhǔn)性和前瞻性。在未來智能傳感和數(shù)據(jù)融合技術(shù)深入發(fā)展的背景下，噪聲監(jiān)測會建立實時監(jiān)測，、趨勢預(yù)測和規(guī)劃決策閉環(huán)體系，為構(gòu)建健康，、宜居，、可持續(xù)的城市環(huán)境提供持續(xù)支撐。

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