謝偉彭睿

（鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 江蘇 鎮(zhèn)江 212004）

1 鎮(zhèn)江市噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

目前，鎮(zhèn)江市擁有兩套噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一套位于一類噪聲功能區(qū)：陽(yáng)光世紀(jì)花園，另一套位于四類功能區(qū)：市環(huán)保局解放南路路段。陽(yáng)光世紀(jì)花園點(diǎn)位噪聲監(jiān)測(cè)子站，采用壁掛式機(jī)柜，其中安裝了電源管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、聲級(jí)計(jì)。利用信號(hào)傳輸電纜，將聲級(jí)計(jì)的傳聲器延長(zhǎng)至外界金屬桿頂端，同時(shí)在金屬桿上集成了五合一氣象采樣系統(tǒng)。當(dāng)傳聲器受到聲音時(shí)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳入聲級(jí)計(jì)，聲級(jí)計(jì)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析生成Leq、L10、L50、L90等數(shù)據(jù)后，送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并通過(guò)GPRS無(wú)線通信模式送入位于市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站后臺(tái)服務(wù)器中，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件處理生成需要的報(bào)表和不同時(shí)間類型（小時(shí)值、日均值、月均值等）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。市環(huán)保局解放南路路段點(diǎn)位，除擁有噪聲監(jiān)測(cè)子站外，還附有一套車流量監(jiān)測(cè)子站。其噪聲監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)子站結(jié)構(gòu)與上述相同，車流量子站是利用影像辨認(rèn)技術(shù)，利用位于路面至高點(diǎn)得攝像機(jī)，對(duì)路面進(jìn)行攝像，通過(guò)軟件將路面劃分為許多大小、長(zhǎng)短不一的色塊，當(dāng)車經(jīng)過(guò)這些色塊時(shí)，通過(guò)車輛對(duì)色塊的遮蔽面積的百分比來(lái)確定大型、中型、小型車。由于車流量數(shù)據(jù)量較大，且含有視頻，所以需要通過(guò)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與發(fā)送。

2 噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件維護(hù)

2.1 電源維護(hù)

電源維護(hù)是噪聲自動(dòng)系統(tǒng)首要環(huán)節(jié)，是確保系統(tǒng)所運(yùn)行正常的前提。目前電源維護(hù)存在的問(wèn)題一是提供優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的電源，二是在斷電等異常情況下保證數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的連續(xù)性，三是防雷、防短路以及人為原因破壞。針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，一方面是在建站前，對(duì)儀器設(shè)備的各個(gè)組成部分的額定工作電壓、額定電流、額定功率有詳細(xì)準(zhǔn)確地掌握。采用對(duì)應(yīng)截面積的電纜或絕緣銅制導(dǎo)線，在布線時(shí)遵循安全、簡(jiǎn)潔、科學(xué)的原則，避開(kāi)植物根系，零線接電阻必須小于0.5歐姆，這樣才能保證儀器設(shè)備的正常使用。另一方面是對(duì)電源管理系統(tǒng)中UPS模塊的維護(hù)和保養(yǎng)，一般保持機(jī)柜中環(huán)境溫度為15-25℃，溫差太大會(huì)造成UPS電路板結(jié)露，超過(guò)25℃時(shí)會(huì)降低UPS中蓄電池的壽命，在巡檢中要詳細(xì)查看電路上交流電容是否發(fā)生漏液，金屬件是否發(fā)生氧化，以及電路板是否有污垢，如發(fā)生以上情況，則須進(jìn)行更換和清潔，以確保設(shè)備正常工作與部件絕緣，在系統(tǒng)安裝時(shí)要注意給系統(tǒng)預(yù)留空間散熱，有條件的話則須安裝通風(fēng)冷卻系統(tǒng)。其次，為保證系統(tǒng)持續(xù)工作，一般系統(tǒng)內(nèi)部都安裝了蓄電池。在巡檢過(guò)程中，要認(rèn)真測(cè)量蓄電池兩級(jí)開(kāi)路電壓，如果電池長(zhǎng)期欠壓表示蓄電池有損壞的可能性，另一方面要注意蓄電池必須密封和干燥，因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)蓄電池為鉛酸電池，一旦密封不嚴(yán)，電解液溢出和流失會(huì)破壞系統(tǒng)其它組件設(shè)備。在防雷方面，一方面UPS模塊穩(wěn)壓作用，能對(duì)雷電對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的電涌進(jìn)行一定消除作用，另外采用分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的方法，一方面采用外部接地（避雷針、避雷帶、法拉第籠等），巡檢過(guò)程中要確保接地電阻在4歐以下。另一方面，在系統(tǒng)內(nèi)部中一些耐壓較低的部件，可以加裝防雷端口，利用端口引線對(duì)元件起到屏蔽保護(hù)作用，將過(guò)電流輸導(dǎo)入接地。

2.2 系統(tǒng)采樣、數(shù)采、通信模塊的維護(hù)

采樣前端是金屬件，且位于高于水平面5米以上，雷擊是一個(gè)主要防范要素，我們利用在探頭防風(fēng)罩上安裝金屬鳥(niǎo)刺，起到避雷作用。另一方面，需要定期對(duì)探頭進(jìn)行清潔，查看金屬探頭的外觀是否發(fā)生變形，并且用靜電計(jì)測(cè)量金屬探頭的電容值和靈敏度，保證良好的線性響應(yīng)。另外，利用標(biāo)準(zhǔn)聲源對(duì)聲級(jí)計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)本市系統(tǒng)工作情況，一般連續(xù)工作五天，聲級(jí)計(jì)數(shù)值會(huì)產(chǎn)生0.5dB漂移,連續(xù)測(cè)量10天，聲級(jí)計(jì)數(shù)值會(huì)產(chǎn)生1dB漂移，所以至少將聲級(jí)計(jì)每周校準(zhǔn)一次，與此同時(shí)需檢查聲級(jí)計(jì)與信號(hào)傳輸線纜連接是否可靠，利用萬(wàn)用表測(cè)量每路信號(hào)線的阻值，以接近零歐姆為合格。

氣象探頭在巡檢時(shí)，一定要保證頂端降雨測(cè)量金屬感應(yīng)片的清潔，否則會(huì)影響降雨量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。在巡檢同時(shí)，帶一個(gè)手持式五合一參數(shù)儀，同時(shí)利用提供的USB串口，對(duì)氣象探頭各個(gè)工作參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，并現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，利用T檢驗(yàn)來(lái)判定數(shù)據(jù)符合程度。

數(shù)據(jù)采集模塊方面，一個(gè)比較重要的問(wèn)題時(shí)數(shù)據(jù)接口防銹，因?yàn)樵肼曌詣?dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于戶外儀器設(shè)備，但不同于大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)擁有固定的站房，目前的做法是給數(shù)據(jù)接口帶上橡膠防護(hù)罩，對(duì)銹蝕較嚴(yán)重的接口進(jìn)行定期跟換。另外就是對(duì)模塊整體的清潔，特別是內(nèi)部電路的檢查和清潔。同時(shí)通過(guò)調(diào)試端口，調(diào)取和觀察數(shù)據(jù)采集模塊的狀態(tài)參數(shù)來(lái)判斷是否處于正常工作狀態(tài)。

目前，我市噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用GPRS方式進(jìn)行無(wú)線傳輸，GPRS無(wú)線傳輸方式相對(duì)來(lái)說(shuō)較為靈活、便捷，如果在后臺(tái)無(wú)法收到數(shù)據(jù)，往往利用手機(jī)撥通該點(diǎn)位GPRS卡號(hào)，就能知道傳輸線路是否連通。GPRS目前存在的主要問(wèn)題首先是GPRS調(diào)制方式?jīng)Q定了傳輸流量相對(duì)較小，只適合噪聲數(shù)據(jù)傳輸，一旦開(kāi)放噪聲錄音功能形成數(shù)據(jù)量較大的文件，在傳輸過(guò)程中就會(huì)發(fā)生堵塞和丟包現(xiàn)象。其次，GPRS存在轉(zhuǎn)接延時(shí)情況，一旦發(fā)生這種情況，數(shù)據(jù)傳輸率就會(huì)大大小降，會(huì)出現(xiàn)分組數(shù)據(jù)丟失的情況。針對(duì)這種情況，我們?cè)跀?shù)據(jù)采集模塊中安裝閃存模塊，使采集的數(shù)據(jù)先暫時(shí)放入閃存，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，可以重新命令系統(tǒng)從閃存調(diào)出數(shù)據(jù)進(jìn)行再次發(fā)送，同時(shí)，盡量將系統(tǒng)安裝在開(kāi)闊地域，避開(kāi)變壓器，手機(jī)基站等能產(chǎn)生通信干擾的設(shè)備，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。

3 噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件維護(hù)

后臺(tái)軟件分為三大部分，一部分是數(shù)據(jù)庫(kù)軟件系統(tǒng)，一部分為通信軟件系統(tǒng)，一部分為業(yè)務(wù)界面系統(tǒng)。目前數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為Oracle10G，其優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)量非常大的時(shí)候，擁有非?？焖俸?jiǎn)便的查詢結(jié)構(gòu)，便于業(yè)務(wù)界面系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用。并且由于Oracle獲得了ISO標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，較其SQL和DB2等數(shù)據(jù)庫(kù)軟件來(lái)說(shuō)，具有高度的安全性。但Oracle10G對(duì)于維護(hù)人員來(lái)說(shuō)，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝需要較多設(shè)置和軟件環(huán)境條件，通用性較差等弱點(diǎn)。一旦數(shù)據(jù)庫(kù)造成破壞，要通過(guò)繁瑣的步驟將其轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)庫(kù)形式，為此，建議請(qǐng)供應(yīng)商開(kāi)發(fā)一套數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和調(diào)取軟件，在數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞或者數(shù)據(jù)庫(kù)移機(jī)時(shí)，保證數(shù)據(jù)的完整性。

通信軟件系統(tǒng)和業(yè)務(wù)界面系統(tǒng)一般是由供應(yīng)商開(kāi)發(fā)。目前B/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是最適合自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了客戶端零維護(hù)，讓維護(hù)的主要工作集中在服務(wù)器端。為此，通信軟件系統(tǒng)的維護(hù)也至關(guān)重要，一方面對(duì)通信軟件要進(jìn)行每日查看，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)流量，及時(shí)記錄報(bào)錯(cuò)信息。并且要保持與供應(yīng)商聯(lián)系，及時(shí)進(jìn)行軟件更新。這里要特別強(qiáng)調(diào)一下軟件的魯棒性?；旧纤熊浖即嬖贐UG，計(jì)算機(jī)在遭到攻擊，或者網(wǎng)絡(luò)過(guò)載、輸入錯(cuò)誤、磁盤故障時(shí)，能不死機(jī)、不崩潰，這就是魯棒性。提高軟件系統(tǒng)魯棒性，一方面，通過(guò)不斷更新消除軟件BUG，另一方面盡可能的在一個(gè)服務(wù)器中只安裝一個(gè)廠家，獨(dú)立的軟件系統(tǒng)，不要同時(shí)在一個(gè)服務(wù)器中安裝多套功能不同的軟件，造成軟件沖突，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)盡可能關(guān)閉遠(yuǎn)程桌面，減少系統(tǒng)遭到攻擊的頻率，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。在硬件方面，我國(guó)大多數(shù)廠商還處在對(duì)國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行集成的階段，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，大多數(shù)以更換新部件來(lái)解決，在一定程度上花費(fèi)了大量的資金，也延長(zhǎng)的設(shè)備周轉(zhuǎn)時(shí)間，這對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)十分不利，希望國(guó)內(nèi)廠商能在這方面進(jìn)行研究和投入，能對(duì)國(guó)外設(shè)備進(jìn)行維修，甚至完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。軟件方面，我國(guó)在環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化方面發(fā)展時(shí)間較短，大多數(shù)軟件還是運(yùn)用國(guó)外軟件的結(jié)構(gòu)和算法，由于版權(quán)問(wèn)題，造成自己編寫的軟件存在大量BUG，國(guó)外軟件功能不能得到充分應(yīng)用，軟件購(gòu)置費(fèi)用較高等問(wèn)題，軟件廠商需根據(jù)國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)狀況，編寫適合本國(guó)發(fā)展需要的軟件，另一方面，環(huán)境監(jiān)測(cè)管理人員，要結(jié)合實(shí)際工作情況，不斷探索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出新問(wèn)題，讓自動(dòng)系統(tǒng)更好的為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作服務(wù)。