一、概述
功能区噪声自动监测是指在城市中按不同声环境功能划分的区域(如居住区、商业区、工业区、交通干线两侧等)，建立固定的、无人值守的自动监测站点，对区域环境噪声进行连续、实时、自动的监测、采集、传输和数据分析的系统。
它是传统人工监测(网格法、定点监测)的重大升级，是现代声环境管理与智慧环保的重要组成部分。
二、系统基本原理
功能区噪声自动监测主要基于声学原理、信号处理技术以及计算机控制技术。系统通过声学传感器采集环境中的噪声信号，经过信号处理器对信号进行放大、滤波、模数转换等处理，最后将数据传输至计算机进行存储、分析和显示。
1、声学原理
声学是研究声音产生、传播、接收和处理的科学。在功能区噪声自动监测系统中，声学原理主要体现在声音的传播和接收上。系统通过声学传感器(如麦克风)将声音信号转换为电信号，然后通过信号处理器对电信号进行处理。
2、信号处理技术
信号处理技术是实现噪声自动监测的关键。系统对采集到的噪声信号进行放大、滤波、模数转换等处理，以便后续分析和应用。其中，滤波技术可以去除信号中的高频噪声和干扰，提高信号的信噪比；模数转换技术将模拟信号转换为数字信号，方便计算机进行处理和存储。
3、计算机控制技术
计算机控制技术是实现系统自动化和智能化的基础。系统通过计算机控制声学传感器的采样频率、信号处理器的参数设置以及数据的存储和传输等。同时，计算机还可以对采集到的数据进行分析和处理，生成噪声水平报告、噪声趋势分析等结果。
三、系统设计
功能区噪声自动监测系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
1、硬件设计
硬件设计是系统实现的基础。系统硬件主要包括声学传感器、信号处理器、数据采集卡、计算机等。其中，声学传感器负责采集环境中的噪声信号；信号处理器对采集到的信号进行处理；数据采集卡将处理后的数据传输至计算机；计算机则负责数据的存储、分析和显示。
在硬件设计中，需要充分考虑系统的精度、稳定性、可靠性以及成本等因素。同时，还需要根据具体的应用场景选择合适的声学传感器和信号处理器，以确保系统能够满足实际需求。
2、软件设计
软件设计是系统功能实现的关键。系统软件主要包括数据采集软件、数据处理软件和用户界面软件等。其中，数据采集软件负责控制声学传感器的采样频率和信号处理器的参数设置；数据处理软件对采集到的数据进行处理和分析；用户界面软件则提供友好的人机交互界面，方便用户查看噪声监测结果和进行相关操作。
在软件设计中，需要充分考虑系统的易用性、可扩展性和可维护性等因素。同时，还需要采用合适的算法和数据处理技术，以确保系统能够准确地监测和评估环境噪声水平。
四、监测对象与布点原则
1、监测对象：根据《声环境质量标准》(GB 3096-2008)，主要针对以下四类功能区：
1类区：居住、文教机关为主的区域。
2类区：居住、商业、工业混杂区。
3类区：工业生产为主的区域。
4类区：交通干线两侧区域(4a类为高速公路、快速路等；4b类为铁路干线两侧)。
2、布点原则：
代表性：能反映该功能区整体声环境质量。
长期性：站点位置需长期稳定，避免频繁拆迁。
可比性：监测数据能与历史数据、其他站点数据进行对比。
通常每个功能区至少布设1个监测点，重点区域或面积较大的功能区可增设。
五、核心应用价值
1、环境管理执法：为噪声污染投诉处理、纠纷仲裁、排污收费、违法处罚提供法定依据。
2、城市规划和评估：评估城市声环境质量现状及变化趋势，为城市规划、道路建设、项目环评提供数据支持。
3、噪声污染溯源：通过多点位联动分析和时间规律，帮助定位主要噪声源(如某条道路、某个工地、某家工厂)。
4、科学决策支持：评价噪声防治措施的效果(如安装声屏障、低噪声路面改造等)，优化管理策略。
