一种公路噪声监测系统及方法与流程

本申请涉及公路监管技术领域，尤其涉及一种公路噪声监测系统及方法。

背景技术：

近年来，随着经济的快速发展，市政交通设施日趋完善，公路系统脉络四通八达，在给人们日常生活带来便利的同时，也会给环境带来一系列的负面影响，这其中以噪声的影响最为直接，因为环评法对公路项目声环境影响评价内容作出了大量的规定，同时相关法律及技术导则也有明确的要求。

目前，领域内研究较多的是相关噪声预测模型的建立，如何提高模型的精度及适用范围是其中的核心与热点。公路噪声监测作为声环境影响评价及噪声控制的基础与理论依据，它为噪声现状质量、长远期预测量、噪声源控制及相关噪声政策的指定提供第一手的数据，因而科学、准确和客观的检测结果具有重要的现实及理论意义。

然而，现有的公路噪声监测方法多为在确定具体检测点位后，人工手持声级测量工具，根据个人经验掌控测量时间，极易造成测量的噪声数据不准确，并且监测点众多，同时需分昼夜进行，持续时间较长，需要耗费大量的劳动力。

技术实现要素：

本申请提供了一种公路噪声监测系统及方法，以解决人工手持声级测量工具，根据个人经验掌控测量时间，极易造成测量的噪声数据不准确，并且监测点众多，同时需分昼夜进行，持续时间较长，需要耗费大量的劳动力的问题。

第一方面，本申请提供了一种公路噪声监测系统，包括测量装置和控制装置

所述测量装置包括车流量计数仪和第一支架；

所述第一支架的顶部设有水平台；

所述水平台的中部设有声级计；

所述水平台的上表面边缘分别设有水平测距仪和GPS定位仪；

所述水平台的下表面边缘分别设有垂直测距仪、测温仪和测湿仪；

所述控制装置分别与所述声级计、车流量计数仪、水平测距仪、GPS定位仪、垂直测距仪、测温仪和测湿仪连接；

所述控制装置用于向水平测距仪、GPS定位仪和垂直测距仪发送启动信号；

控制所述水平测距仪工作第一预设时间段后，向所述水平测距仪发送停止工作信号，并同时控制所述GPS定位仪工作第二预设时间段后，向所述GPS定位发送停止工作信号，控制所述垂直测距仪工作第三预设时间段后，向所述垂直测距仪发送停止工作信号；

根据所述水平测距仪测量的水平距离数据和垂直测距仪测量的垂直距离数据，计算得到监测点距离公路的直线距离；

控制所述测温仪工作第四预设时间段后，向所述测温仪发送停止工作信号，同时控制所述测湿仪工作第五预设时间段后，向所述测湿仪发送停止工作信号；

向测温仪和测湿仪发送启动信号；

记录并存储所述测温仪测量的温度数据和测湿仪测量的湿度数据；

根据预设工作模式，控制所述车流量计数仪和声级计，或仅声级计工作，记录并存储公路噪声参数。

第二方面，本申请提供了一种公路噪声监测方法，应用于公路噪声监测系统，所述系统包括测量装置和控制装置所述测量装置包括车流量计数仪和第一支架；所述第一支架的顶部设有水平台；所述水平台的中部设有声级计；所述水平台的上表面边缘分别设有水平测距仪和GPS定位仪；所述水平台的下表面边缘分别设有垂直测距仪、测温仪和测湿仪；所述控制装置的输入端分别与所述声级计、车流量计数仪、水平测距仪、GPS定位仪、垂直测距仪、测温仪和测湿仪的输出端连接，所述方法包括：

向水平测距仪、GPS定位仪和垂直测距仪发送启动信号；

控制所述水平测距仪工作第一预设时间段后，向所述水平测距仪发送停止工作信号，并同时控制所述GPS定位仪工作第二预设时间段后，向所述GPS定位发送停止工作信号，控制所述垂直测距仪工作第三预设时间段后，向所述垂直测距仪发送停止工作信号；

根据所述水平测距仪测量的水平距离数据和垂直测距仪测量的垂直距离数据，计算得到监测点距离公路的直线距离；

控制所述测温仪工作第四预设时间段后，向所述测温仪发送停止工作信号，同时控制所述测湿仪工作第五预设时间段后，向所述测湿仪发送停止工作信号；

向测温仪和测湿仪发送启动信号；

记录并存储所述测温仪测量的温度数据和测湿仪测量的湿度数据；

根据预设工作模式，控制所述车流量计数仪和声级计，或仅声级计工作，记录并存储公路噪声参数。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种公路噪声监测系统及方法，该系统包括测温仪和测湿仪，利用测湿仪和测温仪可对监测点环境的温度和湿度进行监测，以使后续的分析工作提供准确的环境信息，并且利用控制装置自动对声级计、车流量计数仪、水平测距仪、GPS定位仪、垂直测距仪、测温仪和测湿仪的工作顺序和工作时间进行控制，对其的监测数据进行记录和存储，保证数据的准确性和规范性，并可同时在多个监测点使用，无需耗费大量劳动力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供一种公路噪声监测系统的结构示意图；

图2为公路测距的示意图；

图3为控制装置的结构示意图；

图4为本申请提供一种公路噪声监测方法的流程图。

具体实施方式

参见图1，本申请实施例提供一种公路噪声监测系统，包括测量装置和控制装置1

所述测量装置包括车流量计数仪10和第一支架8；

所述第一支架8的顶部设有水平台81；

所述水平台81的中部设有声级计2；

所述水平台81的上表面边缘分别设有水平测距仪3和GPS定位仪5；

所述水平台81的下表面边缘分别设有垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7；

所述控制装置1分别与所述声级计2、车流量计数仪10、水平测距仪3、GPS定位仪5、垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7连接；

所述控制装置1用于向水平测距仪3、GPS定位仪5和垂直测距仪4发送启动信号；

控制所述水平测距仪3工作第一预设时间段后，向所述水平测距仪3发送停止工作信号，并同时控制所述GPS定位仪5工作第二预设时间段后，向所述GPS定位发送停止工作信号，控制所述垂直测距仪4工作第三预设时间段后，向所述垂直测距仪4发送停止工作信号；

根据所述水平测距仪3测量的水平距离数据和垂直测距仪4测量的垂直距离数据，计算得到监测点距离公路的直线距离；

向测温仪6和测湿仪7发送启动信号；

控制所述测温仪6工作第四预设时间段后，向所述测温仪6发送停止工作信号，同时控制所述测湿仪7工作第五预设时间段后，向所述测湿仪7发送停止工作信号；

记录并存储所述测温仪6测量的温度数据和测湿仪7测量的湿度数据；

在统计车流量数据或噪声数据时，先对监测环境的温度和湿度进行检测，以避免在大量车辆以高速通过时，其所产生的气流对监测环境的温度和湿度的影响，增加监测的准确性，以提高后续数据分析的准确性；

根据预设工作模式，控制所述车流量计数仪10和声级计2，或仅声级计2工作，记录并存储公路噪声参数。

本申请实施例的工作原理为：首先，控制装置1控制水平测距仪3、GPS定位仪5和垂直测距仪4同时工作，GPS定位仪5可确定监测点的具体位置，水平测距仪3测量的为水平距离数据，垂直测距仪4测量的是垂直距离数据，具体的，参见图2，水平测距仪3测量的是监测点距离公路中心线的水平距离L2，垂直测距仪4测量的是监测点距离公路路面的垂直距离L1，根据勾股定理，可计算出监测点到公路中心线的直线距离L。而水平测距仪3、GPS定位仪5和垂直测距仪4分别的预设时间段可由监测点具体位置、地形和地貌的复杂程度进行预设，优选地，水平测距仪3工作的第一预设时间段为30s-60s，GPS定位仪5工作的第二预设时间段和垂直测距仪4的第三预设时间段为180s-300s。

然后，控制装置1控制测温仪6和测湿仪7同时工作，对监测点环境的温度和湿度进行监测，为后续的分析校验工作提供准确的环境信息，测温仪6和测湿仪7分别的预设时间段可由监测点的传播介质中环境条件的稳定程度(如风速)进行预设，优选地，测温仪6工作的第五预设时间段和测湿仪7工作的第流预设时间段均为300-600s。

随后，控制装置1根据预设工作模式，控制车流量技术仪和声级计2工作，或者仅控制声级计2工作，工作人员可根据不同的需求，设置不同的工作模式。控制装置1可对各个检测仪的数据进行记录和存储，并且可将上述数据传送至上位机18，上位机18对数据进行分析处理，并且可通过与上位机18连接的打印机12对数据进行打印。

优选地，参见图3，控制装置1包括处理器101和与处理器101连接的内部存储器104，内部存储器104用来存储所需程序，处理器101的输出接口103通过多个继电器16分别与所述声级计2、车流量计数仪10、水平测距仪3、GPS定位仪5、垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7连接，

通过处理器101按照预设的时间段控制相应的继电器16的动触点与上述检测仪的连接与断开，实现上述检测仪的开启和停止，处理器101还通过外部设备接口105与上位机18连接，通过I/O扩展接口102与外部存储器17连接，外部存储器17用来存储各个检测仪监测的数据，处理器101还设有输入接口106，I/O扩展接口102可依据监测点的数据进行并联扩容，例如对10个监测点进行同时测量，需要10个检测单元，因而所需I/O点数为120点，此外，考虑留有10％的余量，所以I/O点数为132点。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种公路噪声监测系统，该系统包括测温仪6和测湿仪7，利用测湿仪7和测温仪6可对监测点环境的温度和湿度进行监测，以使后续的分析工作提供准确的环境信息，并且利用控制装置1自动对声级计2、车流量计数仪10、水平测距仪3、GPS定位仪5、垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7的工作顺序和工作时间进行控制，对其的监测数据进行记录和存储，保证数据的准确性和规范性，并可同时在多个监测点使用，无需耗费大量劳动力。

进一步地，当所述预设工作模式为精确测量模式时，所述控制装置1还用于向所述车流量计数仪10发送启动信号；

根据所述监测点距离公路的直线距离，调取对应的第六预设时间段；

控制所述车流量计数仪10工作第六预设时间段后，向所述声级计2发送开启信号，并在所述继续控制所述车流量计数仪10工作第七预设时间段后，向所述车流量计数仪10发送停止工作信号；

记录并存储车流量计数仪10测量的车流量数据；

控制所述声级计2工作第八预设时间段后，向所述声级计2发送停止工作信号，所述第预设时间段为第七预设时间段；

记录并存储所述声级计2测量的噪声数据。

当工作人员后续分析处理过程中，需要车流量和噪声之间的关联数据时，可选择精确测量模式，控制装置1根据监测点距离公路中心线的直线距离L，调取对应的第六预设时间段，第六时间段为声波传播的时间差，其与监测点距离公路中心线的直线距离成正关联，例如，当L≤15m，其对应的第六预设时间段为0ms；当15＜L≤50m，其对应的第六预设时间段为150ms；当50＜L≤100m，其对应的第六预设时间段为295ms；当L＞100m时，其对应的第六预设时间段为500ms。

控制装置根据第六预设时间段控制车流量计数仪10工作，然后在第六预设时间段结束后，控制声级计2工作，同时继续控制车流量计数仪10在第七预设时间段工作，并且声级计2工作的第八预设时间段的长度为第七预设时间段，以保证车流量计数仪10工作的时候，声级计2也处于工作状态，优选地，第八预设时间段为1200s-1800s。

进一步地，当所述预设工作模式为模糊测量模式时，所述控制装置1还用于向所述声级计2发送开启信号；

控制所述声级计2工作第九预设时间段后，向所述声级计2发送停止工作信号；

记录并存储所述声级计2测量的噪声数据。

当工作人员后续分析处理过程中，仅需要噪声数据时，可选择模糊测量模式，控制装置仅控制声级计2工作第九预设时间段即可。

进一步地，所述系统还包括柴油发电机14和三相稳压器13；

所述柴油发电机14的输出端与所述三相稳压器13的输入端连接；

所述三相稳压器13的输出端与所述控制装置1的电源端连接。

进一步地，所述系统还包括反射装置；

所述第一支架8位于所述反射装置和公路之间；

所述反射装置包括第二支架15和位于第二支架15顶端的反射板9。反射板9可将声波反射。

第二方面，参见图4，本申请另一实施例提供一种公路噪声监测方法，应用于公路噪声监测系统，所述系统包括测量装置和控制装置1所述测量装置包括车流量计数仪10和第一支架8；所述第一支架8的顶部设有水平台81；所述水平台81的中部设有声级计2；所述水平台81的上表面边缘分别设有水平测距仪3和GPS定位仪5；所述水平台81的下表面边缘分别设有垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7；所述控制装置1的输入端分别与所述声级计2、车流量计数仪10、水平测距仪3、GPS定位仪5、垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7的输出端连接，所述方法包括：

步骤41：向水平测距仪3、GPS定位仪5和垂直测距仪4发送启动信号；

步骤42：控制所述水平测距仪3工作第一预设时间段后，向所述水平测距仪3发送停止工作信号，并同时控制所述GPS定位仪5工作第二预设时间段后，向所述GPS定位发送停止工作信号，控制所述垂直测距仪4工作第三预设时间段后，向所述垂直测距仪4发送停止工作信号；

步骤43：根据所述水平测距仪3测量的水平距离数据和垂直测距仪4测量的垂直距离数据，计算得到监测点距离公路的直线距离；

步骤44：向测温仪6和测湿仪7发送启动信号；

步骤45：控制所述测温仪6工作第四预设时间段后，向所述测温仪6发送停止工作信号，同时控制所述测湿仪7工作第五预设时间段后，向所述测湿仪7发送停止工作信号；

步骤46：记录并存储所述测温仪6测量的温度数据和测湿仪7测量的湿度数据；

步骤47：根据预设工作模式，控制所述车流量计数仪10和声级计2，或仅声级计2工作，记录并存储公路噪声参数。

上述实施中，当所述预设工作模式为精确测量模式时，步骤47包括：

步骤471：控制装置1还用于向所述车流量计数仪10发送启动信号；

步骤472：根据所述监测点距离公路的直线距离，调取对应的第六预设时间段；

步骤473：控制所述车流量计数仪10工作第六预设时间段后，向所述声级计2发送开启信号，并在所述继续控制所述车流量计数仪10工作第七预设时间段后，向所述车流量计数仪10发送停止工作信号；

步骤474：记录并存储车流量计数仪10测量的车流量数据；

步骤475：控制所述声级计2工作第八预设时间段后，向所述声级计2发送停止工作信号，所述第预设时间段为第七预设时间段；

步骤477：记录并存储所述声级计2测量的噪声数据。

当所述预设工作模式为模糊测量模式时，所述根据预设工作模式，控制所述车流量计数仪10和声级计2，或仅声级计2工作，记录并存储公路噪声参数包括：

步骤477：控制所述声级计2工作第九预设时间段后，向所述声级计2发送停止工作信号；

步骤478：记录并存储所述声级计2测量的噪声数据。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种公路噪声监测方法，该方法利用测湿仪和测温仪6可对监测点环境的温度和湿度进行监测，以使后续的分析工作提供准确的环境信息，并且利用控制装置1自动对所述声级计2、车流量计数仪10、水平测距仪3、GPS定位仪5、垂直测距仪4、测温仪6和测湿仪7的工作顺序和工作时间进行控制，对其的监测数据进行记录和存储，保证数据的准确性和规范性，并可同时在多个监测点使用，无需耗费大量劳动力。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者或对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以似的一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分可相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。