《全国民用机场布局规划》^[1]提出，到2025年，全国形成3大世界级机场群、10个国际枢纽、29个区域枢纽。随着机场建设规模和覆盖范围的逐年扩大，机场噪声扰民这一世界性难题也被不断放大，影响着城市化进程与民众生活品质的提升，同时也制约着机场本身的规划实施。机场噪声是航空器起飞、降落、低空飞越所产生的干扰周围生活环境的声音，而监督性监测、委托监测、环评和环保验收监测等现场监测方式均无法获取可供对比研究和决策的长期连续的监测数据，因此，机场噪声自动监测系统对于机场运营及周边区域声环境管控显得尤为重要。

现在机场噪声监测系统及发展历程的基础上，对照国内外大型机场已建噪声监测系统构成、监测方法、监测点位布置等应用现状，探讨机场噪声监管系统应用中的现存问题与关键技术，并展望其应用前景，为机场噪声自动监测系统应用及环境管理提供参考。

1 机场噪声自动监测系统概况

机场噪声自动监测系统是通过机场周围区域飞机噪声长期、连续、多点监测，结合空管雷达、航班信息、地理信息等数据，运用机场噪声监控系统，开展机场噪声长期监测分析、预测评估、投诉处理、噪声治理决策、降噪程序执行及效果评估等工作的信息化监管系统。在满足法律法规要求、改善机场和社群关系、削减飞机噪声影响以及促进机场的可持续绿色发展等方面发挥了重要作用。

田岳林等.机场噪声自动监测系统应用现状与前景展望2021年7月机场噪声自动监测系统主要由噪声监测终端(包括固定式和移动式终端)、通信网络(数据传输)、外部数据接入系统(包括雷达航迹数据、航班信息数据和地理信息数据等)、中央控制室、系统工作站等组成，监测系统组成架构见图 1。

机场噪声自动监测系统采用声学测量仪器和应用软件，通过固定和移动监测终端，实时监测机场区域噪声，通过4G/5G网络将噪声数据传送到数据中心，同时系统获取航班信息、雷达数据、气象数据等，并通过时间标签将噪声与航班数据相关联，形成一套完整的航班与噪声数据监测系统。该系统是集监测、预测、处理投诉、反馈于一体的综合系统，对机场的所有航班运行进行系统的监测、定位与分析，客观评价机场周围的噪声影响，为机场的噪声控制提供技术与数据支持，为机场周边土地的相容性使用提供依据。

机场噪声自动监测系统应具备以下5个核心功能：

(1) 机场噪声自动监测功能。实现机场噪声影响区的实时监测，绘制噪声等值线图，建立面向公众开放的机场噪声数据信息平台。

(2) 监测数据传输及智慧监管平台。运用机场噪声模型运算，监测飞机的运行航迹、减噪程序执行情况，第一时间获取分析典型环境敏感点、特征对象的噪声影响值及其变化趋势，并与飞行事件相对应。

(3) 噪声监控预警网络功能。通过噪声系统监控分析，对突发机场噪声环境事件发出预警并采取干预措施，针对噪声投诉或特殊事件启动预警，通过噪声监测数据和航迹分析判别其主要原因，有针对性地提出减噪应对措施及建议。例如，某机场通过航道设置空中走廊，对起飞航线是否违反规定开展定期检索，在未符合规定飞行的213架次中，发现脱离陆地前明显提早转弯而影响地面敏感点的班机共3架次，违规飞行航迹分析功能示意见图 2(a)(b)。

(4) 自适应优化控制功能。通过平台运行数据分析，对机场噪声监测网络及管理系统进行持续优化，包括监测终端布置、数据处理方式、飞行程序优化等，以使系统持续改进机场噪声数据、几何衰减特性等，不断适应自身参数调整或外部环境扰动引起的动态变化。

(5) 管控机场噪声影响功能。为持续削减机场噪声影响、协助空域使用、优化机场周边区域土地利用规划及实施进程，提供基础数据和技术支持。

2 机场噪声自动监测系统应用现状及关键技术 2.1 国外系统研究与应用发展历程

自20世纪60年代起，国外对机场噪声问题开展相关研究。截至目前，国际上前100座最繁忙的机场中建立有噪声监测与管理系统的机场比例高达85%^[2]。例如，美国联邦和欧洲航空管理局早在20世纪70年代就制定了关于机场噪声的相关标准、政策和措施并付诸实践。作为机场噪声监测系统和机场规划设计的重要环节，绘制机场噪声等值线图是确定机场噪声对居民的影响范围、控制机场噪声以及合理规划机场周围土地使用的重要依据。1990年美国联邦航空条例(FAR)第150部机场噪声相容性规划，要求预测机场噪声等值线。2001年，国际民航组织(ICAO)第33届大会通过决议第A33/7，赞同设立1个“平衡做法”航空器噪声管理的概念，提出减少机场噪声影响的4个主要途径，即源头(低噪声飞机)、土地利用布局和管理、减噪运行程序和运行限制。国际民航组织制定了相关政策及对机场噪声收费等举措。欧洲航空研究咨询理事会(ACARE)曾提出一项战略研究议程，即在航空数量较2000年增加3倍的前提下，2020年要减少机场外部噪声50%。欧洲和美国机场采取的飞机噪声防控措施比例情况^[3-4]见图 3。

由图 3可见，大部分欧美机场都采取了使用降噪程序、限制试车、优先跑道等噪声防控措施，但由于不同的飞机噪声防控措施对应不同的实现途径和操作难度，而单一的飞机噪声防控措施往往无法达到预期效果，因此，应结合机场特征，因地制宜地多方面选择相应防控措施，才能事半功倍。同时，机场噪声自动监测系统的构建对于飞机噪声管控、预警以及协助实现降噪措施至关重要。目前，欧美国家的机场噪声监测系统已得到普遍应用^[5]，特别是位于城市敏感目标密集处的机场，虽然系统功能和架构、设备选型及实际应用等各有不同，但已成为提升机场噪声管理水平和效果的重要组成部分。

2.2 我国机场噪声监测系统应用现状

我国在机场噪声监测管控方面的应用研究起步较晚，目前只有北京、上海、广州等少数城市的大型机场才设置有噪声监测系统，但由于历史发展、研发投入和实践应用等原因，国内鲜有成型的机场噪声监测产品可供选用，监测系统核心部件设备选型绝大多数为进口产品。

尽管国内环境噪声自动监测系统已有数年的成功应用实践经验^[6]，但国产化机场噪声自动监测系统的研发和应用尚处于起步发展阶段^[7-12]。原环境保护部于2018年1月印发的《机场建设项目环境影响评价文件审批原则(试行)》(环办环评〔2018〕2号)中提出“针对年旅客吞吐量(近期或远期)超千万人次机场，在机场和主要声环境敏感区设置噪声实时监测系统”的要求。可见，有必要将噪声实时监测系统纳入机场建设与投资范围内，该系统是机场环保竣工验收中不可或缺的要件。

2.3 系统应用关键技术及应用局限性分析 2.3.1 系统功能实现与关键技术

通过国内外大型机场已建机场噪声监测系统的监测方法、系统构成、监测点布置等应用状况对照分析^{[2, 7, 9-10, 12]}，探讨系统功能实现和技术应用关键环节。国内外机场噪声监测系统构成及主要参数见表 1。

由表 1可见，国际上已有相当数量的机场噪声自动监控系统，其监测方法与技术装备成熟多样，单个机场配置的监测终端数量较多，也有如澳洲大陆机场的多机场联合监控系统。监测系统往往位于人口稠密的特大城市或国际大都市，具有实时监控飞机飞行和噪声水平、评估噪声影响、反馈公众投诉及生成报告等多重功能，为城市与环境可持续发展发挥着重要作用。

2.3.2 技术应用局限性分析

(1) 监测方法与标准体系待完善。对于国内已建立噪声监测系统的机场，建立时间基本在近5~10年内，运行数据和实践经验较为有限，在机场噪声监测系统建设及运维管理方面尚缺乏成熟完善的标准规范体系。目前，我国已从飞机噪声环境标准、机场环境影响评价等不同维度执行相关国内标准，同时也有相应的国际标准可参照执行。机场噪声监测方法通常与监测系统构成单元相匹配，通过噪声监测终端实时监测机场噪声、气象数据等，与接收到的外部数据如空管数据、雷达航迹等信息匹配后，判断区分噪声源是机场噪声或是背景噪声。我国现行机场噪声监测方法及标准要求对照分析见表 2。

(2) 终端选址及空间布置局限性。根据现行标准的监测布点原则及经验判断，大型机场设置监测点数量一般不少于20个，但实际应用中为了获得更加精准的噪声等值线图、影响范围和程度等数据，需在不同跑道方向、不同声级区域及重点环境保护对象附近布置更多数量的监测点位，这对终端选址合理性及空间布局约束条件的解决方案提出了更高要求。国外应用案例在此方面的技术方法和实践经验较为成熟，部分机场实际监测点位可高达30~50个。如美国芝加哥奥黑尔国际机场；部分城市和地区通过搭建多机场联合监测系统，如澳大利亚机场噪声及航迹监控系统(NFPMS)，可以监控整个澳洲大陆机场的航空器飞行及其噪声影响，具有更大范围、更加机动的信息共享及管控能力。

(3) 机场数据共享存在制约因素。机场噪声监测系统构成可分为数据输入系统、数据传输网络以及中央服务器和后台处理系统3部分。其中，数据输入系统主要包括噪声监测数据采集终端、气象单元、空管和雷达外部数据，由于空管信息和雷达数据等受到各方制约因素会造成一定的滞后或缺失。因此，建议在系统设计中要求供应商支持“ATC雷达+ADS-B”双数据支持系统；数据传输网络可通过通信模块将终端噪声、气象数据等传输至服务器保存，通信模块可利用机场有线和无线专网，采用4G/5G、以太网、WiFi及空间定位等方式，稳定高效地实现终端设备和机场信息的交互共享；中央服务器和后台处理系统主要功能包括中央服务器、办公室分析终端、生成报告、成果展示及数据输出设备等。目前国内机场噪声信息公开范围较窄，数据应用开发程度较为有限，相关数据共享与应用能力方面总体上仍处于起步阶段。

3 前景展望

(1) 建立健全法规标准体系。国内在机场噪声环境标准、机场环境影响评价等方面已具备相应国家标准并遵照执行，但在机场噪声自动监测系统建设及运维管理方面缺少一套完善的法规标准体系。随着机场噪声监测技术应用成熟度、合理化和规范化程度的不断提高，在机场噪声标准限值、监测布点方法、系统生成报表、自动监测系统安装和运维要求等相关法规标准的立项、制定及修订方面亟需加强。同时，受机场噪声影响的包含社会公众在内的利益相关方的积极广泛参与，包括向社会征集标准立项提案、向相关高校和科研院所征求意见以及机场附近噪声敏感区的公众参与等，对于机场噪声防治相关立法及标准体系完善至关重要。

(2) 系统研发领域迭代创新。国产机场噪声监测系统设备与进口成套装备在核心技术、产品种类和价格等方面均存在较大差距，预测模型自主研发有待加强，但从长远战略角度展望，国产设备步入系统应用领域是必然趋势。目前，国内仅有少数大型枢纽机场配套建设了机场噪声自动监控系统，关于如何高效、自动地监测机场噪声的研究尚处于起步阶段^[19]。随着城市化发展和公众对生活更高品质的需求，中小型机场的噪声污染问题逐年显现，未来5~10年或将迎来中小型机场噪声监控系统研发与应用的快速发展期，机场噪声自动监测系统也将作为绿色机场的重要组成部分，逐渐成为国内大型机场及新建机场在环境可持续发展领域的标准配置。为顺应智慧机场、绿色机场、可持续机场新发展理念，在机场环境监管中持续推进系统优化升级也是一项重要任务，这对监测数据准确性和校准功能、监测点位持续优化、环境信息动态更新、投诉反馈机制等方面均提出更高要求，相关监测指标及监测方法也将随着标准修订及环境管理要求作出优化调整。

(3) 形成社群交互联动机制。针对飞机噪声事件的民众投诉及时反馈，分析投诉位置与飞机距离及相关信息，形成区域超标预警反馈能力，与相关机构和部门协同联动，为提前采取主动降噪措施提供决策支撑^[14]。由于气象因素造成航班滞留需加密航班起降或起飞航线违规造成的飞机噪声等值线偏移等情况时有发生，针对此类特殊情况可能带来的飞机噪声影响对应的预警功能也是交互联动的重要组成部分。作为公开平台展示更多的机场噪声相关资讯将成为必然趋势，公布内容包括但不限于：运行航班轨迹实时显示、飞行航迹回放、空中走廊和违规飞行信息可视化、航迹噪声互动演示、投诉热点轨迹分析、飞机噪声监测数据关联及回顾分析等。