MH T 5109-2013 机场航空器运行与噪声监控系统技术规范.pdf
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1、ICS 49.100 V 55 MH 中华人民共和国民用航空行业标准 MH/T 51092013 机场航空器运行与噪声监控系统技术规范 Specification of aircraft operation and noise monitoring system in airport 2013 - 09 - 30 发布 2013 - 12 - 01 实施 中国民用航空局 发布 MH/T 51092013 I 目 次 前言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 数据获取 . . 6 5 数据处理 . . 12 6 测量的不 确定度评定
2、 . . 15 7 数据报告 . . 15 8 指导手册 . . 17 附录 A(规范 性附录) 噪声监测终端选址 . 19 MH/T 51092013 II 前 言 本标准依据GB/T 1.1-2009的规则起草。 本标准在技术内容上与ISO 20906 声学机场周围航空器噪声无人值守监测系统 (Acoustics Unattended monitoring of aircraft sound in the vicinity of airports)相同。 本标准由中国民用航空局机场司提出。 本标准由中国民用航空局航空器适航审定司批准立项。 本标准由中国民航科学技术研究院归口。 本标准起草单
3、位:中国民航大学。 本标准主要起草人:王炫,闫国华,张青,薛渊,陈智强,段钢。 MH MH/T 51092013 1 机场航空器运行与噪声监控系统技术规范 1 范围 本标准规定了机场航空器运行与噪声监控系统的数据获取、数据处理、测量的不确定度、数据报告 和指导手册。 本标准适用于机场航空器运行与噪声监控系统。 本标准不适用于: 为确定或批准航空器噪声审定数据提供方法; 为描述航空器在地面所产生噪声(包括地面移动或使用辅助动力装置)提供方法,起飞时从开 始滑跑到离地之间以及降落时从着地到离开跑道之间的在跑道上的移动除外。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用
4、文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 322.1 声学环境噪声的描述、测量与评估 第1部分:基本参量与评估方法 JJF 1059.1 测量不确定度评定与表示 ISO/IEC 80000-8 参量和单位 第8部分:声学(Quant ities and units Part 8: A coustics) IEC 60942 电声学声校准器(E lectroacoustics Sound calibrators) IEC 61672-1:2002 电声学声级计第1部分:规范(Electro acoustics Sound
5、 le vel meters Part 1: Specifications) IEC 61672-3 电声学声级计第3部分:定期试验(Electroacoustics Sound level meters Part 3: Periodic tests) 3 术语和定义 ISO/IEC 80000-8、 IEC 61672-1界定的及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 航空器的运行 aircraft operation 能够被检测为航空器噪声事件的航空器在噪声监测站点上空或周围的飞行活动。 3.2 起飞 departure 航空器从开始滑跑或从其噪声可被明显地从余声中识别出的时刻(以后发 生者
6、为准 ) 直到航空器噪 声不能从余声中识别出的时刻之间的(航空器声学)移动。 3.3 MH/T 51092013 2 进场 approach 从航空器噪声可明显地从余声中识别出的时刻直到航空器降落后滑行到跑道出口或航空器噪声不 能被从余声中识别出的时刻(以先发生者为准)之间的(航空器声学)移动。 3.4 监测终端 sound monitor 安装在特定的位置,自动和连续地测量飞越传声器或在传声器附近飞行的航空器产生的噪声的仪器 和设备。 3.5 噪声监测系统 sound-monitoring system 部署在机场附近的全自动连续噪声监测系统,包括所有的噪声监测终端、中央工作站以及系统运行
7、时使用的所有软硬件。 3.6 等效连续声压级 equivalent continuous sound pressure level 时间平均声压级 time-averaged sound pressure level L p,eq,T 10倍的以十为底规定时间间隔 T内声压 p平方的时间均值除以基准声压的平方的对数,单位:分贝, dB。按公式(1)计算。 2 0 2 ,eq, 2 1 1 lg10 p dttp T L t t Tp .(1) 式中: p0基准声压,其值为20 Pa; t1开始时刻,单位为秒,s; t2结束时刻,单位为秒,s; T规定的时间间隔,单位为秒,s; p声压,单位为帕
8、斯卡,Pa。 注1:由于测量设备的应用限制, p 2 通常被用来表示频率计权和频带限制声压的平方。如应用 IEC616 72-1 中规定的 特定频率计权和(或)特定频带,则应注明恰当的下标,如 Lp,A,oct,10s是指10 s的A计 权时间平均倍频带声压 级。 注2: Lp,eq,T可被认为是同所研究声音有相同平均能量的稳定持续的声音的声压级。 注3: Lp,eq,T主要应用于以下两个方面:(1) Lp,eq,T序列,每一项为短时平均值(通常为 1 s,叫做 1s 等效持续声压 级 Lp,eq,1s,简称“短 Leq”),用来描述随时间变化的声压级-时间函数;(2)单一的 Leq,为长时间
9、平均值, 用于描述总(平均)噪声情况。 3.7 最大 1s 等效连续声压级 maximum one second equivalent continuous sound pressure level MH MH/T 51092013 3 L p,eq,1s,max,T 规定时间间隔 T内 1 s等效持续声压级的最大值。 3.8 AS 计权声压级 AS-weighted sound pressure level L p,AS (t) 10倍的以十为底声压 p的平方除以基准声压的平方的对数,单位为分贝且测量时采用频率计权 A和 时间计权 S(慢),其中基准声压 p 0 为20 Pa。 3.9 最大
10、 AS 计权声压级 maximum AS-weighted sound pressure level L p,AS,max 在规定时间段内的AS计权声压级的最大值。 3.10 百分之 N 超过声级 N% exceedance level 或 N percent exceedance level L p,AS,N,T 在所考虑时间 T内 有 N%时间的声级都超过的 AS计权声压级。 示例: Lp,AS,95,1h表示在1 h内有95%的时间都超过的AS计权声压级。 注: 根据GB/T 322.1中3.1.3改编。 3.11 航空器噪声事件 aircraft sound event 足够描述一个由
11、单架航空器产生的噪声事件的噪声参量的数据集合。 注: 在本标准中, “航空器事件”、“单事件”均指航空器噪声事件。 3.12 临阈级 threshold level L threshold 任何适用的用户定义的声压级,以使真实可靠的噪声事件检测尽可能有效。 注: 这里的临阈级与用来计算声暴露级的术语不同。 3.13 声暴露 sound exposure E T 在规定的时间段或持续时间为 T的事件中,对声压 p的平方的积分,按公式(2)计算。 2 1 2 t t T dttpE . (2) 式中: t 1 开始时刻,单位为秒, s; MH/T 51092013 4 t 2 结束时刻,单位为秒,
12、s; T规定的时间间隔,单位为秒,s; p声压,单位为帕斯卡,Pa 。 注1:声暴露的单位为帕斯卡平方秒, Pa 2 s。 注2:由于测量设备的应用限制,p 2 通常被用来表示频率计权和频带限制声压的平方。如应用 IEC61672-1 中规定的 特定频率计权,则应该注明恰当的下标,如 E A,1h 是指一个小时内的 A 计权声暴露。 注3:对于单事件,称为“单事件声暴露”,此时 E 不需要下标。 3.14 声暴露级 sound exposure level L E 10倍的以十为底声暴露 ET与基准声暴露之比的对数,单位为分贝,dB。按公式(3)计算。 0 , lg10 E E L T TE
13、.(3) 式中: E 0 基准声暴露,即(20 Pa) 2 (1s)=4 10 -10 Pa 2 s; E t 声暴露。 注1:如应用 IEC61672-1 中规定的特定频率计权,则这时候的声暴露级应该注明恰当的下标,如 E A,1h 是指一个小时 内的 A 计权声暴露级。 注2:对于单事件,称为“单事件声暴露级”,此时用符号 L E 表示。 3.15 总声 total sound 一定时间、一定位置及一定的环境下周围总的噪声,通常由周围或近或远许多噪声源产生的声音(特 定声与余生)所组成。包括总声、特定声、余声和背景声等名称,见图1 。 a) 考虑余声和总声的三个特定声 A、B 和 C b)
14、 考虑余声和总声的两个特定声 A 和 B 说明: 1总声;2特定声 A;3特定声 B;4特定声 C;5余声。 注1:最低的余声声压级是在所有特定声被抑制时获得的。 注2:在图 a)中画点的区域 5 表示声音 A、B 和 C 被抑制时的余声。 注3:在图 b)中余声包括特定声 C,原因是它不在考虑的范围内。 注4:理论上讲这些特定声彼此完全不同并且与余声也不同。而在实际中,要想完全区分和测量某一个特定声且不 包括其它特定声是非常困难的。同理,测量余声且不包括任何特定声通常也是困难的。 MH MH/T 51092013 5 图1 总声、特定声和余声标示 3.16 特定声 specific soun
15、d 总声的组成部分,它可以被明确地识别并且与特定声源有关。 3.17 余声 residual sound 在给定位置和特定环境下,当特定声被抑制后剩余的噪声。 3.18 背景声 background sound L p,AS,res,T 余声的指示参量。 注1: 背景声可以用总声的 95%超过声级( L p,AS,95 )来估计(参见 4.3.3)。 注2: 一些国家用 L p,AS,90 或 L p,AS,99 代替 L p,AS,95 作为背景噪声的指示。 3.19 连续测量 continuous sound measurement 用声级计 (或等效计量器具 )做不间断的测量。 注: 这
16、种连续测量可测得连续声级 L p (t)。 3.20 事件检测 event detection 基于声学准则的离散声音事件的提取。 3.21 噪声事件 sound event 数据集合,至少包括声暴露级、最大 AS计权声压级、噪声事件的持续时间以及时间标识。 注1: 为了恰当的进行事件分类,事件可包含更多的其它信息。 注2: 有关最大短时等效连续声压级,见3.5 。 3.22 事件分类 event classification 主要基于声学知识的声音事件的分类。 注1: 噪声事件可被分类为“航空器噪声事件”或“非航空器噪声事件”。 注2: 根据实际情况,事件检测和事件分类可同时进行。 3.23
17、 MH/T 51092013 6 非声学信息 non-acoustical data 非声学的航空器运行的其它信息。 示例:机场提供的运行信息,雷达记录的航空器位置信息,等等。 3.24 事件识别 event identification 利用与声学无关信息来确定航空器噪声事件与特定航空器运行之间可能关系的过程。 3.25 已识别航空器噪声事件 identified aircraft sound event 已确定与某特定航空器运行有关联的航空器噪声事件。 注:已识别航空器噪声事件的数据集合可能包括飞机型号、跑道、航迹等运行信息。 4 数据获取 4.1 仪器设备 4.1.1 概述 为了监测航空
18、器噪声,全自动噪声监测系统中每一个使用 的测量通道应满足IEC 61672-1中对一类 声级计的电声学性能要求。系统应能够进行A计权参量的测量。频率计权应符合对从基准方向(基准方 向是指传入传声器振膜的标准入射角,即0 入射角)传入传声器的平面声波的响应规范。基准方向的选 取要求应在噪声监测系统制造厂商的指导手册中说明。 检测结果可在中央工作站或其他地方打印,或其他地方显示。 注1:对于另外的有关温度范围的要求见4.9.2,而有关指导手册的相关要求见第8章。 注2:可以获得可选的三分之一倍频带频谱噪声测量值。 4.1.2 传声器组件 在正常运行时使用的全部传声器组件(包括传声器、前置放大器、防
19、雨器、风罩、传声器支撑部件、 防鸟装置、避雷装置和校准器)应满足如下要求:避雷装置距离麦克风至少0.5 m;所有的其他设备(如, 风速计)至少是在麦克风下1 m且水平距离麦克风支架至少1.5 m。 如果实际中这样的布置不可行,那么由此产生的测量不确定度分量应被记录下来。 4.1.3 传声器风罩 为了进行噪声测量,每一个传声器的周围都应安装一个适当的风罩,风罩及其支撑部件应作为传声 器的组成部分。传声器风罩组件应按生产厂商的推荐方法进行测试,以确定由相对传声器为稳定入射角、 速度为10 m/s的风产生的A计权声压级指示。测试结果应在指导手册中说明。速度为10 m/s的风噪声A 计权1 min等效
20、连续声压级不应大于65 dB。 4.2 传声器安装 噪声测量点的选择 无人值守的传声器测量点应选择在所产生的余声(例如,非航空器噪声)影响最小的地点。 MH MH/T 51092013 7 由于余声的存在,总会有一些噪声低的航空器不能被准确地测量到。为了仅依据声级识别技术就能 进行可靠的噪声事件检测,测量点的选择应满足被检测的最安静的航空器的 A计权最大声压级应高于余 声的长时间平均声压级的15 dB以上,见附录A。 注: 典型的余声声源包括主干道、工厂、空调设备、各种泵、刮风时沙沙作响或引来鸟类驻足的树,以及下暴雨和 冰雹时的金属屋顶等。 4.2.1 选择测量点的要求 图2显示的是一个典型的
21、直线航迹和监测终端的方位关系。 最短距离 s(通常称为斜距) 与航迹垂直。 在斜距 s处,航空器产生一个特定声压级 LAS。由于声音是球型传播,在航空器距监测终端3 s处,监测终 端测到的声压级至少会衰减10 dB。 因此可以在航迹上找出声压级高于 “ Lp,AS,max-10dB” 或 “ Lp,A,eq,1s,max-10dB” 的部分。在图3中 s与3 s之间的夹角约为70 。因此,使用下面的程序来描述从无障碍的监测终端看到的 区域: 说明: s斜距; 飞机相对水平面的仰角; 视线角。 1航迹; 2噪声监测终端。 图2 与监测终端之间无障碍物的最为重要的航迹段的视线示意图 首先,确定航路
22、,航路包括了所监测航空器所有航迹的最大部分。假如监测终端用来记录多条航路 的噪声事件,那么应对每一条航路重复以上步骤。然后,从监测终端位置观测航路,观测一下位于航路 的边界的航迹,这代表着几何末端的情况,例如具有最大和最小仰角 时的航迹。确定从传声器至每一 条航迹上最小距离点(斜距 s)之间的视线,同时确定航迹上距监测终端3 s远处的点。对于直线航迹, 这对应着斜距两侧各约70 的视线角。 注1: 2倍70 的扇形面的估计仅仅考虑球面传播。它表示的是一个上限。在实际中,由于大气吸收和指向性影响测 量到的声压级,因此,10 dB降时间段, t10,通常大约出现在(航空器进近时)60 和(航空器起
23、飞时)50 的 范围内。噪声监测终端到航迹上那些终点之间的视线确定了一个扇形区域,为了在声压级测量中得到一个最 小的不确定度,这个区域应该没有障碍物。 MH/T 51092013 8 注2:出于政策和(或)实际上的原因,噪声监测点经常预先确定并且有时不完全符合上述要求。在这种情况下, 使用者应认识到在这些噪声测量点的噪声测量具有更大的不确定度。 4.2.2 除地面之外的反射面 在为传声器选择适当的位置时,应将除地面之外的反射面的反射影响降为最小。为了估计最优的传 声器位置,可假定声音从航空器到传声器以直线传播并且大型反射面就像镜面反射一样。选取传声器的 位置应使得任何除地面之外的反射面不会将相
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