Page 121 - 《应用声学》2022年第5期

第 41 卷 第 5 期 王维等： 考虑噪声烦恼度的机场飞机噪声收费模型和应用研究 797

式 (1) 中：C ij 是 j 机场对 i 飞机起飞或着陆一次的 N id 分别表示 i 飞机起飞、着陆的噪声特性参数；
噪声收费额，F j 是 j 机场噪声收费费率，N i 是根据 V ia1 、V ia2 分别表示i 飞机月均昼、夜着陆架次；V id1 、

ACI 飞机噪声分类确定的 i 机型噪声特性参数，S i V id2 分别表示 i 飞机月均昼、夜起飞架次；S ia1 、S ia2
是根据 i 飞机的 ACI 噪声分类、飞行时段 (昼/夜)、 分别表示 i飞机昼、夜着陆的烦恼度系数；S id1 、S id2
飞行状态(起/降)确定的噪声烦恼度系数。 分别表示i飞机昼、夜起飞的噪声烦恼度系数。
机场噪声收费费率 F j 根据具体机场投入的噪
声治理费用总额、航空公司/旅客对噪声收费可接 表 3 基于 ACI 分类的飞机噪声特性参数
受度以及投入资金回收周期等因素计算确定。噪声 Table 3 The aircraft noise characteristic
收费费率应严格遵循国际民航组织确立的方法透 parameters based on ACI classification
明、以支定收原则。噪声收费应有助于形成对航空
噪声分类 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2
公司/旅客的减噪激励机制，即引导航空公司主动
采用低噪声飞机运行、旅客选乘低噪声飞机，以便减 ∆L ai /∆L di −6 −5 −4 −3 −2 −1 0
少噪声费支出。噪声收费不宜太高，防止抑制航空 N ia /N id 0.251 0.316 0.398 0.501 0.631 0.794 1
公司运行积极性和旅客增长 [9] 。根据调查研究，机
场噪声费不宜超过飞机起降费或整机乘客标准票 3 噪声烦恼度系数确定
价总额的 10%。一般来说，通过对资金回收周期的
1973 年，英国的曼达尼 (E. Mamdani) 教授在
调整可得出合理的费率F j 。具体算法，详见4.2节。
指导博士生研究小型锅炉 -蒸汽机系统的自动控制
式(1)中，噪声特性参数N i 计算式分别为
时，用扎德提出的“if...then...”模糊语句表述出模糊
∆L ai
对于着陆 N ia = 10 10 , (2)
语言规则，通过模糊逻辑推理成功实现了对该系统
∆L di
对于起飞 N id = 10 10 , (3) 的有效控制，以后的学者将此双输入-单输出F控制
器称为 Mamdani 型二维模糊控制器。机场噪声影
其中：∆L ai 、∆L di 分别表示 i飞机进场、离场测量点
响会给机场周边社区公众带来烦恼，其烦恼度与飞
的有效感觉噪声EPN相对第3章飞机的消减值。其
中，∆L ai 值等于进场基准噪声测量点的有效感觉有 机噪声声压级和发生时段有关。飞机噪声声压级越
效噪声消减值，∆L di 等于飞越、横侧噪声测量点的 大、发生时段越敏感(比如深夜)，其所导致的烦恼度
有效感觉噪声消减值平均值。根据式 (2)、式 (3) 以 越高。鉴于烦恼度是一个模糊概念，同时飞机噪声
及表 1，可计算出基于 ACI 飞机噪声分类的噪声特 声压和发生时段满足 Mamdani 二维模糊系统的双
性参数，见表3。 输入条件，最后输出的单一结果为精确值 (机场噪
基于以上公式，可得到机场年飞机噪声收费计 声烦恼度)，故本文采用 Mamdani 模型构建机场噪
算式： 声烦恼度模型，具体流程见图2。
n
∑ 3.1 模糊集语言值确定及关键因子模糊化
[N ia (V ia1 S ia1 + V ia2 S ia2 )
C j = 12F j
i=1 飞机噪声水平可划分高、中和低等3 个等级，对
+ N id (V id1 S id1 + V id2 S id2 )], (4) 应的模糊集语言值为：H(High noise)、M(Medium

其中：C j 是机场年噪声收费额；12表示一年的月数； noise) 和L(Low noise)。噪声发生时间段分为昼间、
F j 为 j 机场噪声收费费率；n 表示机型种数；N ia 、 夜间，对应的模糊集语言值为：D(Day)和N(Night)。
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图 2 机场噪声烦恼度模型构建流程图
Fig. 2 The flow chart of airport noise annoyance model construction