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摘 要：随着机场数量猛增和规模的日益扩大，机场噪声问题突出，机场工作人员和附近居民区长期工作和生活在高水平的机场噪声环境，身心健康易受到危害，因此控制机场噪声污染有利于民航业的可持续发展。飞机在离场、进场和进近阶段产生的噪声是机场噪声的主要来源，通过整理分析机场噪声评估方法及噪声控制的研究近况，全面反映机场噪声的研究现状，为后续研究提供可参考依据。经分析，目前，国际上机场噪声评估方法统一，但噪声评价指标纷杂，其中一些指标计算方法复杂;噪声仿真计算模型成熟，但缺少计算结果与噪声监测数据或飞行试验数据的对比;科学合理规划机场用地、采用降噪程序具有一定的降噪效果。
关键词：噪声评价指标 机场噪声控制 飞行程序 噪声
中图分类号：V351;X827 文献标识码：A文章编号：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
近年来，中国民航业蓬勃发展，机场运行规模持续扩大，截至2019年，10年来全国机场年旅客吞吐量和货邮吞吐量分别增长207%和90%，飞机起降架次由423万增至1 100万，千万级机场达30个，8个机场晋级全球50大机场行列。机场数量增加为居民出行提供极大的便利，促进地区间交流，助力中国经济腾飞发展。伴随着机场数量和航班起降量的大幅度增加，机场噪声问题日益凸显。
过高的噪声环境会损害人体健康、降低生活质量和工作能力。2011—2015年5年间北京某机场安检人员的听力检查结果显示，听力异常检出人数与工龄呈正相关[1]。此外，长期暴露在较高水平的飞机起降噪声中，可能对焦虑症和高血压疾病产生影响[2]。不仅机场工作人员的身体健康受到威胁，机场附近居民区也深受噪声污染影响。调查发现计权等效连续感觉噪声级LWECPN≥65dB后，机场噪声强烈干扰的人数在采样人群总数中所占比例的增长率便开始呈上升趋势[3]。近年来机场航班起降量激增，導致居民群众抗议事件多发，北京市朝阳区东坝地区2 000多户居民不堪忍受首都机场噪声影响，1 700人签名抗议噪声。美国和欧盟等国家采取法律制度措施控制机场噪声污染，如美国早在1968年就制定了《航空器减噪法案（1968）》，国内法制工作者也提出要在现有立法基础上，建成完善的机场噪声污染防治法律制度体系[4]。中国民航预计到2035年，运输机场基本覆盖所有县级行政区。机场密集化发展势必让机场噪声影响日趋尖锐，甚至威胁到临空经济区的建设，机场噪声污染制约了民航业的发展。 中国民航早在“十二五”规划中就提出积极建设绿色民航，在“十三五”规划中强调进一步推进绿色民航建设，采取措施减缓大型机场飞机发动机噪声影响。中国民航颁布的《中国民航四型机场建设行动纲要（2020—2035）》，通过加强机场环境监测、治理和管控，降噪减排，实现机场与周边区域的和谐发展。
1 机场噪声水平评估
飞机作为机场噪声的主要来源，在执行飞行任务和地面维护测试过程中均会产生噪声，尤其是运动中的飞机，在离场、进场和进近阶段噪声影响显著。准确评估噪声大小是研究噪声影响和实施减噪措施的前提，其中噪声评价指标和噪声评估模型直接影响着噪声评估结果。
目前，机场噪声评价指标依据飞行架次可为单事件噪声评价指标和累积事件噪声评价指标。Luis Gasco等人总结国外主要机场最常使用的单事件噪声指标和累积事件噪声指标[5]。国内学者研究国际上常用噪声评价指标间数值关系，改进现有噪声评价指标或者提出新的评价指标[6-7]。单事件噪声评价指标用来衡量单次飞行事件时飞机噪声对地面影响，可分为两类，国际上常用的包括基于响度的声暴露级（SEL）、A声级（LA）、最大A声级（LAmax）以及基于噪度的最大感觉噪声级（PNLmax）、有效感觉噪声级（EPNL）[8]。累积事件噪声评价指标用来衡量多次飞行事件累积声级的影响，国际标准化组织ISO和国际民航组织ICAO公布了飞机噪声评价指标和噪声标准，部分国家提出符合本国国情的飞机噪声评价指标和噪声标准，具体见表1[9]。我国根据《机场周围飞机噪声环境标准》（GB 9660-88），规定不同特征区域噪声标准见表2，其中LWECPN为计权等效连续感觉噪声级。
机场噪声评估模型常用由美国联邦航空管理局FAA开发的INM（Integrated Noise Model）模型，该模型基于飞机NPD（Noise-Power-Distance）数据库，经插值得出网格计算点的噪声值并修正至具体机场运行条件。其中NPD数据库是通过大量的飞机试飞数据得来，列出多种型号飞机在不同推力、不同高度条件下的单事件噪声值，该模型精度较高且在国际上应用广泛。一些学者采用机器学习的方法开展机场噪声预测研究，徐涛等人提出基于空间拟合和神经网络的机场噪声预测集成模型，并经实验表明基于观察学习的集成算法能够更加准确地预测机场噪声且容错性更强[10]。杜浩结合GIS和数据库技术利用地理信息系统评价机场噪声，提高噪声评价与管理工作的效率和质量[11]。
2 机场噪声控制
国际民航组织发行的《飞机噪声管理的平衡做法指导》中提出“平衡方法”来控制噪声影响，使用的措施主要包括：控制飞机噪声源，合理规划和管理机场周围土地，选用减噪运行程序，限制航空器在机场的运行[12]。针对单个航空器，ICAO在《航空器噪声》中规定申请适航证的航空器需符合的噪声标准;2002年我国颁布类似的CCAR-36部。机场运行时，通常采用两种噪声控制方案：一是科学规划机场用地、优化机场选址和布局;二是在离场、进近和进场阶段采用优先跑道、优先航路的减噪运行程序使航空器移离机场周边的噪声敏感区。
第一种控制方案的研究中，赵仁兴等人着眼机场规划，提出优化机场选址、布局和改善运行方式的措施，力求机场和周边区域和谐发展[13]。徐志胜等人计算某大型国际机场的噪声水平，并结合噪声等值线和城市土地利用规划，给出机场周边用地控制性建议[14]。
目前国内外开展的进场减噪程序研究主要针对连续下降进近程序CDA（Continuous Descent Approach）。常规的阶梯渐进式着陆方式，存在一个离地高度900 m左右的平飞段，距离机场附近居民区较近，噪声影响大。CDA程序保持巡航高度的时间比传统进近长，之后连续下降至跑道，取消了平飞段，有力地降低噪声污染。2004年，美国麻省理工学院的研究团队与波音公司的技术人员在路易斯韦尔国际机场进行CDA程序试飞试验，通过测量波音767-300实地数据发现，与传统进近方式对比CDA程序可将沿着飞行路径7个位置的A加权峰值噪声水平降低3.9～6.5d BA ，噪声降低3d B代表声能减少50%，对人的影响显而易见[15]。李东亚从噪声敏感点、地面噪声、空间噪声三方面对比分析CAD程序和IAP程序噪声影响情况，CDA程序推力更低而飞行高度更高使其噪声控制效果明显[16]。离场减噪程序方面，國际民航组织（ICAO）定义了两个减噪起飞程序NADP（Noise Abatement Departure Procedure 1，2），并于1996年修订，ICAO建议航空公司在安全和性能等条件允许时使用，目前，国内机场大多采用类似NADP-1的起飞减噪程序。同时，在国内外已开始研究和利用基于性能的导航PBN运行降低噪声对机场周围社区环境的影响。PBN程序采用直线离场、减少绕飞，缩小噪声影响范围，转弯离场时，以飞越航路点转弯方式在指定点转弯可有效规避噪声敏感点且无保护区扩大的不利影响[17]。张清栋通过理论分析和应用计算，证明了PBN在机场噪声敏感点规避、进离场飞行降噪等方面较之传统飞行程序具有更加明显的优势[18]。杨珂提出了多跑道采用PBN程序分散航迹降噪和集中航迹降噪，跑道使用轮换降噪和离场航迹规避降噪[19]。
3 结语
分析国内外机场噪声评估和噪声控制研究成果，国际上存在通用的机场噪声评估方法，便于为噪声污染治理和新机型适航审定提供依据。但目前各国机场噪声评价指标存在较大差异，足见机场噪声评估的复杂性和高难度，中国推行的计权等效连续感觉噪声级LWECPN计算过程繁琐且不能与其他声环境指标相统一。因此需加强针对各噪声指标适用性以及各指标间的量化关系的研究，以求提出更加合理、统一、各国均能一致接受的噪声评价指标。此外，噪声评估多采用计算手段，缺少与噪声监测数据对比，不利于计算模型提高准确性。 机场噪声控制方面，PBN程序的实施将对我国未来机场噪声产生新的影响，有望降低机场噪声运行标准。
参考文献
[1] 伍岳，夏春娟，梁婧.北京市某机场安检人员听力损失动态分析[J].职业与健康，2017，33（11）：1559-1561.
[2] 贾丽.机场噪声对受体行为、神经递质及神经组织形态影响研究[D].浙江大学，2010.
[3] 王维.机场航空噪声暴露-反应关系分析[J].应用声学，2007（1）：35-40.
[4] 夏梓耀，黄锡生.中国机场噪声污染防治立法问题研究[J].北京航空航天大学学报：社会科学版，2011，24（4）：38-45.
[5] Luis Gasco，Cesar Asensio，Guillermo de Arcas. Communicating airport noise emission da-ta to the general public[J].Science of the Total Environment，2017（586）：836-848.
[6] 王冬冬.机场噪声评价指标分析与应用研究[D].中国民航大学，2012.
[7] 张慧娟，郝大力，王辰辉，等.机场噪声标准评价量关系分析[J].噪声与振动控制，2018，38（3）：128-131.
[8] 王艳华，冯霞，徐涛.机场噪声评价量分析与比较[J].噪声与振动控制，2013，33（2）：178-182.
[9] 张海军.机场噪声预测与评价研究[D].東北林业大学，2008.
[10] 徐涛，苏瀚，杨国庆.基于空间拟合和神经网络的机场噪声预测集成模型[J].中国环境科学，2016，36（4）：1250-1257.
[11] 杜浩，袁捷.基于GIS的机场噪声评价系统[J].计算机工程，2009，35（5）：262-264，282.
[12] 尹建坤，赵仁兴，田瑞丽，等.国外控制机场飞机噪声影响的措施[J].噪声与振动控制，2015，35（2）：126-130.
[13] 赵仁兴，尹建坤，马丽霞.协调机场及周边土地利用规划减少飞机噪声影响[J].环境影响评价，2015，37（2）：61-65.
[14] 徐志胜，吴军，曾庆华，等.大型国际机场规划中飞机噪声影响分析[J].声学技术，2007（4）：691-695.
[15] Clarke JPB，hont，renl，et al. Continuous Descent Approach： Design and Flight Test for Louisville International Airport[J].Journal of Aircraft，2004，41（5）：1054-1066.
[16] 李东亚.基于CDA程序的机场噪声评估与控制研究[D].南京航空航天大学，2017.
[17] 王震.实施PBN程序对机场航空噪声影响的研究[D].中国民航大学，2017.
[18] 张清栋.实施PBN的机场环境综合影响研究[D].中国民航大学，2016.
[19] 杨珂.多跑道民用机场噪声消减措施研究[D].中国民航大学，2018.
[20] 韩哲.探讨机场周边受噪声污染影响区域的合理规划及设计[J].科技风，2020（6）：157.
关键词：噪声评价指标 机场噪声控制 飞行程序 噪声
中图分类号：V351;X827 文献标识码：A文章编号：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
近年来，中国民航业蓬勃发展，机场运行规模持续扩大，截至2019年，10年来全国机场年旅客吞吐量和货邮吞吐量分别增长207%和90%，飞机起降架次由423万增至1 100万，千万级机场达30个，8个机场晋级全球50大机场行列。机场数量增加为居民出行提供极大的便利，促进地区间交流，助力中国经济腾飞发展。伴随着机场数量和航班起降量的大幅度增加，机场噪声问题日益凸显。
过高的噪声环境会损害人体健康、降低生活质量和工作能力。2011—2015年5年间北京某机场安检人员的听力检查结果显示，听力异常检出人数与工龄呈正相关[1]。此外，长期暴露在较高水平的飞机起降噪声中，可能对焦虑症和高血压疾病产生影响[2]。不仅机场工作人员的身体健康受到威胁，机场附近居民区也深受噪声污染影响。调查发现计权等效连续感觉噪声级LWECPN≥65dB后，机场噪声强烈干扰的人数在采样人群总数中所占比例的增长率便开始呈上升趋势[3]。近年来机场航班起降量激增，導致居民群众抗议事件多发，北京市朝阳区东坝地区2 000多户居民不堪忍受首都机场噪声影响，1 700人签名抗议噪声。美国和欧盟等国家采取法律制度措施控制机场噪声污染，如美国早在1968年就制定了《航空器减噪法案（1968）》，国内法制工作者也提出要在现有立法基础上，建成完善的机场噪声污染防治法律制度体系[4]。中国民航预计到2035年，运输机场基本覆盖所有县级行政区。机场密集化发展势必让机场噪声影响日趋尖锐，甚至威胁到临空经济区的建设，机场噪声污染制约了民航业的发展。 中国民航早在“十二五”规划中就提出积极建设绿色民航，在“十三五”规划中强调进一步推进绿色民航建设，采取措施减缓大型机场飞机发动机噪声影响。中国民航颁布的《中国民航四型机场建设行动纲要（2020—2035）》，通过加强机场环境监测、治理和管控，降噪减排，实现机场与周边区域的和谐发展。
1 机场噪声水平评估
飞机作为机场噪声的主要来源，在执行飞行任务和地面维护测试过程中均会产生噪声，尤其是运动中的飞机，在离场、进场和进近阶段噪声影响显著。准确评估噪声大小是研究噪声影响和实施减噪措施的前提，其中噪声评价指标和噪声评估模型直接影响着噪声评估结果。
目前，机场噪声评价指标依据飞行架次可为单事件噪声评价指标和累积事件噪声评价指标。Luis Gasco等人总结国外主要机场最常使用的单事件噪声指标和累积事件噪声指标[5]。国内学者研究国际上常用噪声评价指标间数值关系，改进现有噪声评价指标或者提出新的评价指标[6-7]。单事件噪声评价指标用来衡量单次飞行事件时飞机噪声对地面影响，可分为两类，国际上常用的包括基于响度的声暴露级（SEL）、A声级（LA）、最大A声级（LAmax）以及基于噪度的最大感觉噪声级（PNLmax）、有效感觉噪声级（EPNL）[8]。累积事件噪声评价指标用来衡量多次飞行事件累积声级的影响，国际标准化组织ISO和国际民航组织ICAO公布了飞机噪声评价指标和噪声标准，部分国家提出符合本国国情的飞机噪声评价指标和噪声标准，具体见表1[9]。我国根据《机场周围飞机噪声环境标准》（GB 9660-88），规定不同特征区域噪声标准见表2，其中LWECPN为计权等效连续感觉噪声级。
机场噪声评估模型常用由美国联邦航空管理局FAA开发的INM（Integrated Noise Model）模型，该模型基于飞机NPD（Noise-Power-Distance）数据库，经插值得出网格计算点的噪声值并修正至具体机场运行条件。其中NPD数据库是通过大量的飞机试飞数据得来，列出多种型号飞机在不同推力、不同高度条件下的单事件噪声值，该模型精度较高且在国际上应用广泛。一些学者采用机器学习的方法开展机场噪声预测研究，徐涛等人提出基于空间拟合和神经网络的机场噪声预测集成模型，并经实验表明基于观察学习的集成算法能够更加准确地预测机场噪声且容错性更强[10]。杜浩结合GIS和数据库技术利用地理信息系统评价机场噪声，提高噪声评价与管理工作的效率和质量[11]。
2 机场噪声控制
国际民航组织发行的《飞机噪声管理的平衡做法指导》中提出“平衡方法”来控制噪声影响，使用的措施主要包括：控制飞机噪声源，合理规划和管理机场周围土地，选用减噪运行程序，限制航空器在机场的运行[12]。针对单个航空器，ICAO在《航空器噪声》中规定申请适航证的航空器需符合的噪声标准;2002年我国颁布类似的CCAR-36部。机场运行时，通常采用两种噪声控制方案：一是科学规划机场用地、优化机场选址和布局;二是在离场、进近和进场阶段采用优先跑道、优先航路的减噪运行程序使航空器移离机场周边的噪声敏感区。
第一种控制方案的研究中，赵仁兴等人着眼机场规划，提出优化机场选址、布局和改善运行方式的措施，力求机场和周边区域和谐发展[13]。徐志胜等人计算某大型国际机场的噪声水平，并结合噪声等值线和城市土地利用规划，给出机场周边用地控制性建议[14]。
目前国内外开展的进场减噪程序研究主要针对连续下降进近程序CDA（Continuous Descent Approach）。常规的阶梯渐进式着陆方式，存在一个离地高度900 m左右的平飞段，距离机场附近居民区较近，噪声影响大。CDA程序保持巡航高度的时间比传统进近长，之后连续下降至跑道，取消了平飞段，有力地降低噪声污染。2004年，美国麻省理工学院的研究团队与波音公司的技术人员在路易斯韦尔国际机场进行CDA程序试飞试验，通过测量波音767-300实地数据发现，与传统进近方式对比CDA程序可将沿着飞行路径7个位置的A加权峰值噪声水平降低3.9～6.5d BA ，噪声降低3d B代表声能减少50%，对人的影响显而易见[15]。李东亚从噪声敏感点、地面噪声、空间噪声三方面对比分析CAD程序和IAP程序噪声影响情况，CDA程序推力更低而飞行高度更高使其噪声控制效果明显[16]。离场减噪程序方面，國际民航组织（ICAO）定义了两个减噪起飞程序NADP（Noise Abatement Departure Procedure 1，2），并于1996年修订，ICAO建议航空公司在安全和性能等条件允许时使用，目前，国内机场大多采用类似NADP-1的起飞减噪程序。同时，在国内外已开始研究和利用基于性能的导航PBN运行降低噪声对机场周围社区环境的影响。PBN程序采用直线离场、减少绕飞，缩小噪声影响范围，转弯离场时，以飞越航路点转弯方式在指定点转弯可有效规避噪声敏感点且无保护区扩大的不利影响[17]。张清栋通过理论分析和应用计算，证明了PBN在机场噪声敏感点规避、进离场飞行降噪等方面较之传统飞行程序具有更加明显的优势[18]。杨珂提出了多跑道采用PBN程序分散航迹降噪和集中航迹降噪，跑道使用轮换降噪和离场航迹规避降噪[19]。
3 结语
分析国内外机场噪声评估和噪声控制研究成果，国际上存在通用的机场噪声评估方法，便于为噪声污染治理和新机型适航审定提供依据。但目前各国机场噪声评价指标存在较大差异，足见机场噪声评估的复杂性和高难度，中国推行的计权等效连续感觉噪声级LWECPN计算过程繁琐且不能与其他声环境指标相统一。因此需加强针对各噪声指标适用性以及各指标间的量化关系的研究，以求提出更加合理、统一、各国均能一致接受的噪声评价指标。此外，噪声评估多采用计算手段，缺少与噪声监测数据对比，不利于计算模型提高准确性。 机场噪声控制方面，PBN程序的实施将对我国未来机场噪声产生新的影响，有望降低机场噪声运行标准。
参考文献
[1] 伍岳，夏春娟，梁婧.北京市某机场安检人员听力损失动态分析[J].职业与健康，2017，33（11）：1559-1561.
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[7] 张慧娟，郝大力，王辰辉，等.机场噪声标准评价量关系分析[J].噪声与振动控制，2018，38（3）：128-131.
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[10] 徐涛，苏瀚，杨国庆.基于空间拟合和神经网络的机场噪声预测集成模型[J].中国环境科学，2016，36（4）：1250-1257.
[11] 杜浩，袁捷.基于GIS的机场噪声评价系统[J].计算机工程，2009，35（5）：262-264，282.
[12] 尹建坤，赵仁兴，田瑞丽，等.国外控制机场飞机噪声影响的措施[J].噪声与振动控制，2015，35（2）：126-130.
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[14] 徐志胜，吴军，曾庆华，等.大型国际机场规划中飞机噪声影响分析[J].声学技术，2007（4）：691-695.
[15] Clarke JPB，hont，renl，et al. Continuous Descent Approach： Design and Flight Test for Louisville International Airport[J].Journal of Aircraft，2004，41（5）：1054-1066.
[16] 李东亚.基于CDA程序的机场噪声评估与控制研究[D].南京航空航天大学，2017.
[17] 王震.实施PBN程序对机场航空噪声影响的研究[D].中国民航大学，2017.
[18] 张清栋.实施PBN的机场环境综合影响研究[D].中国民航大学，2016.
[19] 杨珂.多跑道民用机场噪声消减措施研究[D].中国民航大学，2018.
[20] 韩哲.探讨机场周边受噪声污染影响区域的合理规划及设计[J].科技风，2020（6）：157.