2024-11-16 09:11 来源:珠江环境报
本报讯 为深入落实新修订的《中华人民共和国噪声污染防治法》,解决现有噪声监测技术无法定向、无法精准溯源等突出问题,广东在全国率先构建噪声溯源监测技术路线、研制智能溯源设备,通过噪声与人工智能深度融合,实现快速定向、定性、定量追踪和评估噪声污染,并在多个城市成功示范应用。
研制智能溯源设备 实现从“听见”到“找到”
“声音从哪个方向来,我们的系统都可以计算出来。请看这台设备,系统会联动这台设备的摄像头等部件。你看,我们说话的声音比其他的声音要大,系统识别到,摄像头就会转过来对着我们这个方向进行录制。录制结束后,声音会被识别分离并得出结果,并在我们的平台上展示。”广东省生态环境监测中心(以下简称省监测中心)监测二室高级工程师伍世丰指着一台监测设备介绍道。
据了解,为了解决噪声污染溯源难的问题,依托省长基金项目“城市环境噪声智能溯源监测和评估技术及应用示范”,省监测中心联合华南理工大学、广州大学、珠海某凌信息科技股份有限公司、广州某木蕃环境科技有限公司等科研院所及高新技术企业,共同研制了噪声监测设备——噪声智能溯源监测移动子站。该设备主要由噪声自动监测模块、溯源监测模块、监控球机和六参数气象监测仪组成,与监控平台共同构成智能溯源监测系统。
“要准确定位噪声源,实现从‘听见’即‘找到’的智能监测,就需要高性能的声源指向定位技术。”伍世丰表示,该设备充分利用麦克风阵列信号处理技术,结合多声源识别与分离解析技术,获得了基于麦克风阵列波达时延检测的高性能多声源指向定位技术方案。
能“听见”,下一步就要实现能“听清”。据介绍,项目团队综合考虑了基于分离与增强处理的多声源分离技术方案,将混合多声源信号转换到高维特征空间,通过有效训练获得混叠信号的不同表征,建立起了多声源分离与量化解析技术方案。其中,混叠噪声分离识别和多噪声源的方位指向技术都达到了国内领先水平。
“该设备能分辨多个声源叠加时的噪声成分并计算其能量占比。举个例子,就比如我俩在对话,我们的音色不同,音量也不同,这套设备就能把我俩的声音给分离开来,通过测算获得每人声音分贝数。”伍世丰介绍道。
值得一提的是,该技术在广东省典型噪声声纹库的基础上得以应用,通过AI量化识别分离模型训练,同时将噪声计量监测、声阵列信号处理与声像联动抓拍技术相结合,建立了噪声污染定性、定量和定向的智能追踪溯源技术路线,实现了噪声监测从“听到”到“听清”,从“听到”到“找到”的核心溯源技术能力。
产学研用优势互补 解决追踪技术难题
在开展噪声溯源监测技术开发攻关的过程中,产生了很多模型或者算法等软性研究成果,但成果如何与已有的噪声监测技术标准相结合,却是让项目团队头疼的难点。
“在这方面,项目组中的高校团队成员并不擅长,但企业团队相对擅长,在产学研用结合之下,很多问题迎刃而解。”项目组相关负责人透露。
目前,针对功能区声环境质量监测已经有一系列的标准法规在执行或编制中,但项目落地应用实践时,在噪声污染源投诉管理方面仍可能会产生一些具体的问题。项目组经过多轮沟通后,以最终使用为目标,在满足已有标准体系的技术上统一了技术实现标准,为后续的应用推广奠定了基础。
例如,项目利用产学研用互补优势,研发了精准分离和量化评估各类噪声的智能溯源监测模块,克服了设备兼容性差、接口不标准、声音信号传输难、复杂环境适应性低等技术难点。同时,该模块与噪声计量监测设备相结合,集成建设噪声智能溯源监测设备,实现了“声像联动、定向溯源、量化评估”等功能。
“溯源监测技术是人工智能、大数据技术等新一代信息技术在噪声监测领域的具体创新应用,为解决噪声污染防治难的问题提供了新的解决思路和技术手段。”省监测中心相关负责人表示。
该技术为生态环境部门提供精确溯源手段,不仅落实了《中华人民共和国噪声污染防治法》的指示精神,也是当前生态环境保护污染防治行动数智化转型的具体科技创新实践,对完善噪声标准体系具有重要意义。
据介绍,目前,全省共有5套智能噪声溯源监测设备,广州、佛山和惠州等地市也完成了技术验证和应用示范。如在广州开展人为噪声精准评估,在公园休憩区量化识别自然声源与社会生活声源及昼夜变化特征研究。在佛山和惠州开展复杂声源环境下中小学敏感建筑物周边噪声量化识别及指向定位示范应用,分析典型建筑施工工地周边声源量化识别及长时序变化特征等。
此外,在平台端还可以通过历史数据查询、联合数据统计等方式实现多模态数据的融合分析,实现噪声的精准监测与溯源。
(黄丹雯)