对停泊游船外部空气噪声排放评价方法概述
Antonino Di Bella
工业工程部、帕多瓦大学，通过威尼斯135131帕多瓦，意大利
船舶噪声的评价是一个特别复杂的问题。困难相关的特性和方式有关的源本身潜在的受体。从一个容器分析噪声发射和传播可以分为几个部分，基本上是基于声音能量的传播介质和环境参考：内部（机载和结构传播）和外部（空中和水下的传播，振动对港口结构引入波运动的影响）。而内部及水下声音传播可以通过多种类型的船舶标准化测试方法进行有效的评价，外部噪声的传播需要更加重视评估，由于测量方法不一定适合船舶的类型和导航操作程序和系泊。从这一点来看，一个很有趣的情况是，大型游船。近年来，总吨位急剧上升和形成因素已被修改，以允许越来越多的乘客们的住房。因此，声发射相关的几个方面都有涉及，如在烟囱高度和在船的两侧源个数增加，主要通风出口。后果特别引人注目的当船停泊，常因其高度俯瞰港口设施、供电和通风系统产生的噪声的影响可以在城市周边地区是重要的。本文对船舶噪声的实际框架，比较不同的测量方法和评价方法，参照在停泊大型邮轮的外部环境噪声排放。
- 介绍
停泊船只的重点不仅在声学测量技术方面的噪声问题，但也涉及到几个因素可能取决于在港区进行血管活动的类型，也要考虑到周围的环境。而上的商业船舶噪声的评估，以确定所产生的过度会预防风险，监管层面按照国际海事组织的决议，一个全球性的方法不适用于空气噪声排放情况外。然而，与港口活动有关的环境噪声的控制必须符合国家有关指令和法规的广泛的框架。
- 邮轮噪声测量与建模问题
欧盟指令2002/49/EC3建议映射港地区的测量方法与ISO标准按照工业噪声一致。因此，在港口地区的传播，在港口地区的空气噪声排放进行了分析，主要是从工业源的角度来看，在生产环境中，如商业船只（散装，油轮，集装箱和一般货物船舶）和相关基础设施的装卸和运输货物（起重机，公路，铁路，管道等）。系泊船舶的声发射、滚装船、客滚通常在港活动评估，包括对船舶和码头上的所有来源。
这种评估使得在建模过程中验证符合当地法规，但不处理的噪声问题变得有可能。该指令49 / 2002 /欧共体，也表明什么是技术标准，必须使用的模型计算，根据源的类型学。工业噪声参考技术标准的ISO 9613-2。它的目的是模拟室外声音的传播，而无需任何参考特定的噪声源，是基于声音功率发出的源，其形状和方向性的知识。
这三个元素是必要的，以使任何一种评估从一个声音源发出的噪声，连同信息的几何形状的网站，这有助于定义的数字地面模型。然而，对于特定类型的船舶，形状正在起着能够正确定义的声功率和方向性的主导作用。事实上，因为尺寸的增长，近年来最大总吨位游轮已成指数增长，如图一所示。
图1
图1：游船投入服务自1947年以来总吨位（指数虚线）的发展趋势是基于大型游船每年（黑点）发起，并与总人数的总吨位相比，吨位变化新邮轮每年（白点）的服务。还报告了新的世界上最大的邮轮在建（灰点）。来源：主要邮轮公司。
对个人游船的总吨的那些新的游船每年有可能投入总吨位的数据进行比较，要注意的趋势，近年来特别强调，为了实现较少数目的巡航的一般但比早期大（图2）。10万吨总吨位的门槛在1996年超过了，从那时起一直在约3200人次的平均能力推出超过50个大型游船。在2009年的20多万总吨和5400名乘客容量的游轮已投入服务。
图2
图2.游船从1947年到2013年总吨位的趋势（虚线）的评估是基于对新的邮轮每年投入的总数。远洋客轮包括只有当他们还充当游船。来源：主要邮轮公司。
游船最近总吨内置超过10万吨规模的分析表明，超过42个（截至船舶的名义水线测量宽度最宽处）的平均长度大于300米（图3）。这对应于可以50米和70米之间变化的漏斗的最大高度。
在评估声功率的方法的选择上应该考虑到这些方面。在大多数情况下，船舶尺寸和容器的形状，以及普遍声源的位置，是不允许通过该声功率的直接评价射出的。
一个停泊邮轮的噪声源可以位于在烟囱顶部的排气管（主机和辅机），并在通风系统出口（从发动机室和甲板）。当船舶停泊于码头，并不是所有的噪声源被关闭。从发动机室内的噪声减少了，因为主要的发动机是空转，只有辅助发动机正在生产的电力。而机房的通风系统在运行容量降低，从甲板和舱室通风噪声不变（图4）。
但从建模和噪音排放控制点，相对于在海港区域中的屏幕（码头，建筑物，起重机等），噪声源到接收器的效果强烈依赖于停泊船只的位置。在海港区域的声学建模时，应该充分考虑到地面效应，由于船舶和受体之间的建筑物屏蔽效应，所以无论是对水的表面和用于码头是极其重要的。现代邮轮的大尺寸和系泊在港口的条件，因此有几艘船和处理的活动在码头上同时存在，使监视和在港口本身控制固定点噪音水平测量以及每个容器产生的声功率的的任务相当艰巨。
图3：游船最近与一个总吨位超过10万吨更大的在建船舶（截至船舶的水线名义测量最宽处的宽度）长度和梁之间比较。来源：主要邮轮公司。
图4：对停泊船只的主要噪声源的位置和活动。
3.审查的声功率由停泊船只发出的评估方法
对噪声源的功率谱的知识对于任何一种作为潜在的受体由噪声引起的效果评估是必要的。它可以通过噪声测量的装置。现场噪声的测量，使用建立的技术和特定的设备，可以考虑最准确的选择，但对声音功率的测定标准不适合用于在模拟模型中使用的精度要求的大尺寸。这是现在文献中关于大型邮轮的总声功率发射的数据任然很少的一个原因。因此，选项是考虑船舶作为单个声源的总和，单独测量船上的船舶，或获得的声音功率级的现场测量，根据不同的技术标准，并与数值模型的反向分析。第一种选择是有限的直接进入容器的可能性和测量本身的可行性，因为它是必要的，以确定足够的精度的包络面周围的源，以能够关联的声压的不同测量。第二选项需要可能采用不同的测量技术，能够建立一个声压水平的容器，是现场的实际传输特性的代表性引起的测量点网格。此外，随着船舶尺寸的增加，甚至在距船舶本身相当大的距离情况下，介绍几个控制点是很有必要的。
如果可以直接访问，那么ISO 3740系列计量标准就可以使用。其中，ISO 3744标准出现了最适合的程序，以获得船舶噪声源的功率水平。在本标准中，指定了一种用于在测量表面包络的测量表面上产生的声源的声音功率水平的方法。使用标准中描述的方法是可能的一个一个的板噪声源。即使ISO 3746标准可能是有用的评价的小来源，但所获得的结果是有限的整体价值的声音功率，没有频谱，并且精度也不高。
还有其他的ISO标准是特定的空气声从船发射，但这些国际技术标准只定义了程序进行验收和监测试验并没有基于声发射的声波特性的目的。国际标准化组织2922标准，相关的所有容器类型的例外的休闲工艺品，提出了表征噪声污染的固定容器的声压水平测量的麦克风放置在船舶的侧面。标准规定，麦克风的位置必须固定在25米的距离从船的侧面，并在几点周围的船只。没有其他的信息可以从这个标准制定，使其无效性在一些距离需要估计噪声水平。此外，国际标准化组织14509标准系列是相关的小型休闲工艺品，但只有通过移动容器的测量才会被考虑。
最常见的情况是不可能进入系泊船舶或有许多船只在港口。在这种情况下，有必要以不同的方式来解决这个问题。典型的方法是一个过程，逆向计算从实验测量根据不同标准进行环境噪声的测量。从确定的声源在给定的点的声音的贡献，它是可以得到一个可靠的评估的输入数据的声学模型。
考虑到测量问题，它是区分的重要参考，验证和接收点：
●一个“参考点”是一个点的测量附近的源，使得有可能估计噪声源的声功率级（注意，例如，噪声源方向性）；
●一个“验证点”是一个重要的点检查的正确性的假设几何特征（如存在的反射和/或障碍）和声学特征的网站（如气象条件，地面特征）；
●一个“接收点”是一个被认为是重要的，用于检查的噪声源的声发射的评估的接收器附近的测量点。
评价方法通常包括一个相反的过程，从由于一个点源放置在漏斗的顶部等效声功率的声压级。对于逆运算，在ISO 9613-2标准中描述的公式可以被使用后，对站点的几何与声源位置的几个假设。然后，对点源的声功率的计算和近似的计算和测量点的验证和接收之间的差异的基础上，计算和近似的优化（图5）。
逆向计算方法的有效性，结合评估和测量的要求已经在一些国家和国际标准的技术相结合，是说的好几个案例分析和可适应的源的形状和方向的不同组合，在滚装船的案例，其中装载坡道的区域，登船或离船的操作过程中，可以有效地模拟辐射面。
图5：对于停泊船只的声功率的从声压级测量的评价相反的步骤的概要。
其他过程可以通过合并测量或技术标准准则的不同的方法，如，例如，通过以适当的方式基准面重新定义声源或使用设备被应用，如或由起重机处理麦克风阵列的一个定格声学监控站，以表征停泊船只的声发射。一些的这些技术可以有效地在造船厂中使用，以允许每个容器的声学特性，并使用所获得的数据，以构成可用于声学规划目的或在海港区域噪声控制的数据库。
近年来这些问题的重要性已经变得明显，几个研究项目已经与目标展开调查测量和船舶噪音评估的最有效的方法。
4.结论
大多数邮轮港口靠近市区，特别是在欧洲和地中海盆地和噪声由于导航和大型船舶停泊的活动问题能够成为相关的噪声污染控制。
声学地图可用于不同声学方案的评价，在城市规划阶段，并且还根据有关传输系统的噪声的国家法规限定声学缓冲区，和用于参照当地要求噪声控制。
在所有这些情况下，由停泊游船发出的声功率的知识是埃森TiAl基为一个正确的评价和环境噪声的控制权。然而，目前可以明确地定义为非常大的来源，如游船像海港复杂的环境声功率的测定方法没有技术标准。
需要有一个技术标准大型船舶的表征上的邮轮旅游产业的全球规模，这可能会对港口地区附近的城市环境的影响日益增加的重要性是显而易见的。
5.致谢
我要感谢安德烈Tombolato和弗朗西斯Remigi他们在研究发展的贡献和副端口通过工业工程系开展了 - 帕多瓦对APV（威尼斯港务局）的代表的Uni-多样性。
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