低空扰民:从浦东机场到未来城市空中交通的噪音挑战与技术解决方案
在城市化进程不断加速的背景下,低空经济作为一种新兴的产业形态正逐渐崛起。随着无人机、电动垂直起降飞行器(eVTOL)等低空飞行器的普及应用,一个全新的空中交通网络正在形成。然而,这一充满前景的产业也面临着不容忽视的挑战——低空噪音扰民问题。尤其在上海浦东机场周边区域,随着低空经济产业园的建设和发展,这一问题愈发凸显。本报告将深入探讨低空扰民问题的成因、影响,并提出可能的技术解决方向,为构建和谐的低空经济生态提供参考。
低空经济的发展与噪音问题
低空经济是指依托低空空域(通常指地面或水面以上1000米以下的空间),结合有人驾驶与无人驾驶航空器的多元化飞行活动所形成的新兴产业形态。随着技术进步和政策支持,低空经济正成为国家战略新兴产业的重要组成部分。
上海浦东新区作为中国改革开放的前沿阵地,正在积极布局低空经济产业。2024年2月28日,上海浦东新区低空交通运输体系建设启动仪式在滨江森林公园举行,对苏州、南通至浦东的城际空中快线进行了试航,并试飞了滨江森林公园至徐汇滨江、吴淞国际邮轮港等航线。同年10月18日,连接上海浦东和江苏昆山的低空载客直升机航线正式运行,全程不到30分钟,标志着上海—苏州长三角区域的低空空中载客航线成功开通。
与此同时,上海浦东至园区新盛里·低空经济产业园的首飞试飞仪式也在同一天举行,这一项目旨在通过无人机和直升机等低空飞行器实现多元化的低空场景测试,涵盖工业物流、快递服务、外卖配送以及医疗物资等末端配送和商务通勤,努力构建一个高效便捷的低空交通网络。
然而,随着低空飞行活动的增加,噪音扰民问题也日益凸显。低空飞行器在垂直一千米的空域内飞行,飞行器的螺旋桨旋转时扰动空气产生噪音,由于距离近,噪音很容易传到地面,且传播的范围大,飞行器体积越大噪音也越大。这不仅影响了居民的休息和工作,也引发了对低空经济可持续发展的担忧。
在深圳,多个小区的居民已经向相关部门反映低空飞行器噪音扰民的问题。据深圳龙岗区水晶之城小区居民反映,直升机的噪音污染严重影响了他们的睡眠质量和日常生活。居民表示,“吵到不行”,即使关闭门窗,仍然是吵到不行,小孩子根本没办法睡觉,老人也休息不好。还有居民反映,从清晨5点直至深夜11点,小区上空不断有直升机盘旋飞过,产生的噪音非常大,给周边居民的生活带来了极大的不便。
同样,在上海浦东机场周边区域,航空噪音也是一个长期存在的问题。有居民反映,在该地区因距离上海市浦东国际机场非常的近,因大量民航起降带来的航空噪音非常的大,有时候晚上能醒2-3次,这给周边大量的人民群众造成困扰。还有居民称,上海市浦东新区南汇新城镇临港新片区麦冬路88弄小区上空飞机噪音超过70多分贝,78分贝违反法律法规,严重影响大人和儿童健康。
低空噪音扰民的成因分析
低空噪音扰民问题的产生有其复杂的成因,涉及物理、技术、环境和人为因素等多个方面。深入理解这些问题的成因,是寻找有效解决方案的前提。
噪音源特性与传播机制
低空飞行器的噪音主要来源于其动力系统和空气动力学部件。对于直升机和电动垂直起降飞行器,噪音主要来自旋翼和动力系统;而对于无人机,噪音则主要来自其电机和螺旋桨。这些噪音源产生的声波通过空气传播到地面,影响周边居民的生活。
低空飞行噪音的传播具有几个显著特点:首先,由于飞行高度低,噪音能量衰减小,更容易直接传播到地面;其次,低空飞行噪音的频率范围较广,从低频的"隆隆声"到高频的"啸叫声"都有,对人的影响更为复杂;最后,低空飞行噪音的时空分布不均匀,不同飞行器、不同飞行状态、不同气象条件下的噪音水平差异较大,增加了治理的难度。
飞行器设计与噪音产生
低空飞行器的设计直接影响其噪音产生水平。传统设计中,飞行器的性能和效率往往被优先考虑,而噪音控制则相对忽视。例如,直升机的旋翼设计、发动机的安装位置、机身的气动特性等都会影响噪音的产生和传播。
随着低空经济的发展,各种新型低空飞行器不断涌现。以小鹏旅航者X2和峰飞eVTOL智能飞行器V400为例,这些飞行器在设计上已经考虑到了噪音控制问题。小鹏旅航者X2的旋翼桨叶使用碳纤维环氧树脂基复合材料,而峰飞eVTOL智能飞行器V400则使用碳纤维复合材料一体成型技术,这些材料不仅具有高强度和轻量化的特点,还能有效减少因结构变形产生的噪声。
然而,目前市场上的许多低空飞行器在噪音控制方面仍有改进空间。尤其是那些设计不够优化、材料选择不当的飞行器,其噪音水平往往超出可接受范围,成为扰民的源头。
飞行路径规划与噪音影响范围
飞行路径的规划对噪音影响范围有着直接的影响。低空飞行器通常需要在城市上空或居民区附近飞行,这使得噪音直接传播到地面,影响居民生活。
在上海浦东机场周边区域,有居民反映浦东芦潮港新芦苑社区附近飞机低空飞行,噪音严重影响居民夜间休息。根据民航华东空管局的反馈,该区域距离浦东机场有20公里以上,一般航班在经过该区域时飞行高度较高(900米以上),飞行噪音不会对居民生活造成显著影响。但不排除有部分航班因需要临时降低飞行高度的可能。
这表明,即使在正常飞行条件下,低空飞行噪音也可能对周边居民造成影响,而在特殊情况下(如临时降低飞行高度),影响会更加明显。因此,优化飞行路径规划,避免在居民区上空低空飞行,是减少噪音扰民的重要措施之一。
社会心理因素与感知差异
噪音对人的影响不仅取决于其物理特性(如声级、频率、持续时间等),还与人的主观感受密切相关。不同的人对同一水平的噪音可能有不同的感知和反应,这被称为"噪音烦恼度"。
深圳市生态环境局已在全国率先构建噪声"烦恼度"智能监测网络,首次将噪声"烦恼度"监测指标引入功能区噪声自动监测设备,通过40个功能区声环境自动监测子站、心理声学模型与大数据分析,实现"降分贝"到"减烦恼"的治理转型。这表明,噪音扰民问题不仅是一个物理问题,也是一个社会心理问题,需要综合考虑人的主观感受。
对于低空噪音扰民问题,社会心理因素同样重要。例如,人们对于可预见的、有规律的噪音往往能够较快适应,而对于突发的、不规则的噪音则更为敏感。此外,个人的生活习惯、文化背景、心理状态等因素也会影响其对噪音的感知和容忍度。
低空噪音扰民的社会影响与挑战
低空噪音扰民问题不仅影响居民的日常生活质量,还对低空经济的可持续发展构成挑战。深入理解这些问题的社会影响和挑战,有助于制定更加全面和有效的解决方案。
居民生活质量与健康影响
低空噪音对居民生活质量的影响是多方面的。噪音会干扰人们的睡眠、工作和休闲活动,导致疲劳、注意力不集中、情绪波动等问题。长期暴露在高噪音环境中,还可能引发或加重各种健康问题。
有研究表明,长期暴露在高噪音环境中的人群,其心血管疾病、高血压、失眠等健康问题的发生率显著高于普通人群。此外,噪音还可能影响儿童的认知发展和学习能力,对老年人的认知功能也有负面影响。
对于低空噪音扰民问题,居民的投诉主要集中在以下几个方面:首先,噪音影响睡眠质量,导致第二天精神不振;其次,噪音干扰日常生活,如看电视、打电话、与家人交流等活动;最后,噪音引发心理压力,导致焦虑、烦躁等情绪问题。
社区关系与社会稳定
低空噪音扰民问题不仅影响个体,还可能对社区关系和社会稳定产生影响。当噪音问题得不到有效解决时,居民之间的矛盾可能加剧,社区和谐被破坏。
在一些情况下,噪音扰民问题还可能导致居民与低空经济企业之间的矛盾。例如,当低空飞行器的噪音严重影响居民生活时,居民可能采取各种方式表达不满,如投诉、抗议甚至阻挠低空飞行活动。这不仅影响了居民的正常生活,也阻碍了低空经济的发展。
此外,噪音扰民问题还可能引发社会舆论的关注,对政府的公信力和社会治理能力提出挑战。如何平衡低空经济发展与居民权益保护,成为政府面临的一个重要课题。
低空经济发展与公众接受度
低空经济作为一种新兴产业,其发展离不开公众的接受和支持。然而,噪音扰民问题可能成为阻碍低空经济发展的主要因素之一。
有专家表示,相关部门亟须未雨绸缪,提前谋划,加快推进低空经济软硬件基础设施建设,健全政策法规体系与标准规范,构建完善的低空飞行安全监管体系,为低空经济有序高飞提供制度安全保障,为市民打造宁静宜居的生活环境。这表明,噪音扰民问题已经成为影响低空经济可持续发展的重要因素。
公众对低空经济的接受度受到多种因素的影响,其中噪音问题是一个关键因素。如果低空飞行器的噪音得不到有效控制,公众可能对低空经济持负面态度,甚至抵制低空飞行活动。这不仅影响低空经济的市场拓展,还可能阻碍相关技术的创新和应用。
环境保护与可持续发展
噪音污染是环境污染的一种形式,低空噪音扰民问题也涉及到环境保护和可持续发展的议题。
有居民提出,机场的航空噪音算不算严重的环境污染问题,请求环保部门给予必要的处罚和处理。这表明,噪音扰民问题已经引起了公众对环境保护的关注。
在环境保护的背景下,低空经济的可持续发展需要考虑环境影响,包括噪音污染。如何在发展低空经济的同时,减少对环境的负面影响,是政府和企业需要共同面对的挑战。
低空噪音控制的技术解决方案
针对低空噪音扰民问题,已经发展出多种技术解决方案。这些方案从不同角度入手,旨在减少噪音的产生、传播和影响,为低空经济的可持续发展提供技术支撑。
噪音源控制技术
噪音源控制是最直接、最有效的噪音控制方式,它通过改进飞行器的设计和运行方式,从源头上减少噪音的产生。
>飞机设计与运行中的降噪措施
飞机设计阶段就开始考虑噪声控制,如优化飞机表面形状、使用吸音材料等,从源头上减少噪声。通过改进飞机发动机、机身结构以及飞行操作方式,可以降低噪声产生。
在低空飞行器的机身、发动机舱、座舱等部位使用高性能的吸声材料和隔音材料,能够降低乘客舱内的噪声,提高乘坐的舒适性,不仅能够减少外部噪声对飞行器内部的影响,同时也能降低飞行器自身产生的噪声向外部环境的传播。
>发动机降噪技术
发动机降噪技术是关键,如采用低噪声风扇、降噪喷嘴等,可显著降低起飞和降落时的噪声。通过改进发动机设计,提高燃烧效率和降低振动等措施,可以有效减少航空器引擎噪声的产生。
对于低空飞行器,由于大多数将以电池为动力系统,飞行器的轻量化在多个方面都是必要的。复合材料符合其减重需求,其重量占比水平可达到70%以上。主要应用于结构部件和推进系统(75-80%),其次为内部横梁、座椅结构等(12-14%);同时,碳纤维的高强度能够保证飞行器结构的稳定性,在飞行过程中减少因结构变形产生的噪声。
>旋翼和螺旋桨降噪技术
旋翼和螺旋桨是低空飞行器的主要噪音源之一。通过优化旋翼和螺旋桨的设计,可以减少噪音的产生。
例如,采用先进的涡轮风扇技术、隔音材料和减震装置等,可以显著降低飞机起飞和降落时的噪声水平。此外,改进旋翼和螺旋桨的材料和制造工艺,也可以减少噪音的产生。
噪音传播控制技术
噪音传播控制技术主要针对噪声在传播过程中的衰减和阻隔。通过设置隔音屏障、调整飞行路径等手段,可以减少噪声对地面居民的影响。
>隔音屏障与吸声材料
随着材料科学的发展,新型隔音材料的应用使得隔音屏障的隔音效果得到显著提升。这些材料可以有效吸收或反射噪音,减少噪音向地面的传播。
例如,在飞行器起降点周围设置隔音屏障,在建筑物外墙安装吸声材料等,都可以有效减少噪音对居民的影响。此外,利用植物屏障(如种植高大树木和灌木)也可以起到一定的隔音作用。
>飞行路径优化
利用声学模拟和预测技术,可以更精确地评估噪声传播的影响,为噪声治理提供科学依据。基于这些评估结果,可以优化飞行路径,避免在居民区上空低空飞行。
在苏州,相关部门正在编制《低空飞行垂直起降点噪声控制规范》,其中就包括规范低空飞行器噪声航路控制的内容[9]。这表明,飞行路径优化已经成为低空噪音控制的重要方向之一。
主动降噪技术
主动降噪技术通过产生与噪声相位相反的声波来抵消噪声,如利用压电传感器和执行器实现。该技术可以显著降低噪声水平,尤其是在低频噪声控制方面具有优势。
随着人工智能和机器学习技术的发展,主动降噪系统的自适应性和实时性得到提升,进一步优化降噪效果。例如,通过安装声学传感器,实时监测飞行器周围的噪音水平,然后通过执行器产生反向声波,抵消噪音。
主动降噪技术已经在一些低空飞行器上得到应用,如一些高端的耳机和消音器。将其应用于低空飞行器,可以有效减少噪音的产生和传播。
噪音监测与评估技术
噪音监测与评估技术是噪声治理的基础,通过安装噪声监测设备,实时监测噪声水平,为政策制定和治理效果评估提供数据支持。
深圳市生态环境局已在全国率先构建噪声"烦恼度"智能监测网络,首次将噪声"烦恼度"监测指标引入功能区噪声自动监测设备,通过40个功能区声环境自动监测子站、心理声学模型与大数据分析,实现"降分贝"到"减烦恼"的治理转型。这种综合考虑物理噪音和主观感受的监测方法,为低空噪音治理提供了新的思路。
对于低空噪音监测,可以采用多种方法,如在居民区安装噪声监测设备,实时监测低空飞行器产生的噪音水平;在飞行器上安装噪音监测设备,记录飞行过程中产生的噪音水平;或者利用移动监测设备,对特定区域的噪音情况进行评估。
新材料与新技术应用
开发高效噪声控制材料是航空器降噪技术的重要方向,如复合材料、纳米材料等。材料性能的优化可以提升隔音吸声性能,降低噪声传播。
对于低空飞行器,先进功能新材料的发展也给低空飞行器的减振降噪带来了许多积极影响。先进功能新材料包括了碳纤维材料、新型阻尼减振材料、新型发泡金属吸声材料、声学超构材料等,已经越来越多地用于航空工业。
此外,随着计算流体力学和结构优化算法的进步,航空器结构优化设计在降噪领域具有广阔的应用前景。通过优化航空器结构设计,可以从源头上减少噪声的产生,如优化发动机叶片形状、空气动力学设计等。
低空噪音控制的政策与标准建设
除了技术解决方案外,政策和标准的制定也是解决低空噪音扰民问题的重要途径。通过建立健全的政策法规体系与标准规范,可以为低空经济的可持续发展提供制度保障。
地方标准与规范的制定
针对低空经济蓄势腾飞背后的"噪声痛点",苏州在国内率先立项编制地方标准——《低空飞行垂直起降点噪声控制规范》。该标准的主要内容包括:制定低空飞行器噪声准入机制与规范,提出垂直起降点噪声要求,规范声屏障设计与实施,规范低空飞行器噪声航路控制,规范智能噪声监控与管理系统。
该标准适用于苏州所有新建、改建及扩建的低空飞行垂直起降点,适用于各类低空飞行器在垂直起降点区域内起降、停放、维护、测试及培训等活动中产生的噪声控制。根据《苏州市低空经济高质量发展实施方案(2024~2026年)》,到2026年苏州要建成1~2个通用机场和200个以上垂直起降点。
苏州声学产业技术研究院有限公司总经理、南京大学现代工程与应用科学学院副院长卢明辉认为,低空经济的快速发展,需要充分考虑环境的可持续性。有效的噪声控制,减少低空飞行对环境的负面影响,既呵护城市居民的"宁静权",也促进低空经济"飞得稳",还能促进噪声控制新技术、新材料的推广应用。
法律法规与监管体系
噪音扰民问题可以通过法律途径解决。根据《治安管理处罚法》第58条规定:违反噪声污染防治法规,制造噪声干扰他人正常生活的,处以警告;警告后不改的,处200元以上500元以下罚款,由公安部门查处。如果协商无效,可以依相邻权向法院起诉,也可以由公安机关处理。
然而,对于低空噪音扰民问题,单纯的法律处罚可能不是最有效的解决方案。更重要的是建立健全的低空飞行安全监管体系,为低空经济有序高飞提供制度安全保障,为市民打造宁静宜居的生活环境。
社区参与与公众沟通
除了技术和政策手段外,社区参与和公众沟通也是解决低空噪音扰民问题的重要方面。通过加强与居民的沟通,了解他们的需求和关切,可以更好地制定噪音控制措施。
在苏州,相关部门在编制《低空飞行垂直起降点噪声控制规范》时,公开征集有意愿、有能力参与标准编制的单位,以提升标准的开放性、公正性和实用性。这种开放的编制方式,有助于标准更好地反映各方需求,提高其实用性和可操作性。
对于低空经济企业,加强与社区的沟通,了解居民对低空飞行噪音的关切和期望,可以更好地调整飞行计划和噪音控制措施,减少扰民问题。
未来展望与建议
随着低空经济的快速发展,低空噪音扰民问题将日益突出。如何在发展低空经济的同时,减少对居民生活的影响,是政府、企业和研究机构需要共同面对的挑战。
技术创新与产业发展的平衡
未来,随着新材料、新技术的发展,低空飞行器的噪音控制水平将不断提高。例如,开发更加高效的吸声材料、隔音材料,应用主动降噪技术等,都可以有效减少低空飞行器产生的噪音。
然而,技术创新需要时间和资金投入。在推动技术创新的同时,也需要考虑产业发展的实际需求和经济可行性。例如,对于小型无人机,可能更适合采用轻量化的降噪技术;而对于大型低空飞行器,则可能需要更复杂的噪音控制系统。
苏州声学产业技术研究院有限公司总经理、南京大学现代工程与应用科学学院副院长卢明辉认为,有效的噪声控制,可以促进噪声控制新技术、新材料的推广应用。这表明,噪音控制不仅是一个环境问题,也是一个产业机遇。
政策引导与市场机制的结合
政府在解决低空噪音扰民问题中扮演着重要角色,但市场机制同样不可忽视。通过政策引导和市场机制的结合,可以更有效地推动低空噪音控制技术的发展和应用。
例如,政府可以制定噪音标准和法规,要求低空飞行器符合一定的噪音水平;同时,也可以通过市场机制,如提供税收优惠、补贴等,鼓励企业开发和应用低噪音的低空飞行器。
此外,建立噪音交易机制也是一种可能的市场机制。企业可以通过减少噪音排放,获得一定的经济收益,或者通过购买噪音排放权,满足法规要求。
国际合作与经验借鉴
低空噪音控制是一个全球性的挑战,各国在解决这一问题上都有丰富的经验和教训。通过国际合作与经验借鉴,可以加速低空噪音控制技术的发展和应用。
例如,美国、欧洲等发达国家和地区在航空噪音控制方面已经积累了丰富的经验,开发了多种有效的技术和方法。中国可以借鉴这些经验和方法,结合本国实际情况,制定适合的噪音控制策略。
此外,通过国际合作,还可以共同研究和开发新型的噪音控制技术,如先进的吸声材料、隔音材料、主动降噪技术等,为全球低空经济的发展提供技术支持。
居民参与与社会共治
解决低空噪音扰民问题,需要政府、企业、研究机构和居民的共同参与。通过建立社会共治机制,可以更好地平衡各方利益,找到解决噪音扰民问题的最佳方案。
例如,可以建立居民代表参与低空经济规划和决策的机制,让居民的声音得到充分表达和尊重;也可以建立噪音监测和反馈系统,让居民实时了解低空飞行器的噪音情况,并提出意见和建议。
此外,通过加强公众教育和宣传,提高公众对低空经济的认识和理解,也可以减少对低空飞行活动的误解和抵制,为低空经济的发展创造良好的社会环境。
结论
低空噪音扰民问题是低空经济发展过程中不可避免的挑战,但也是一个可以通过技术创新、政策引导和多方合作来解决的问题。随着低空经济的快速发展,噪音控制将变得越来越重要,成为低空经济可持续发展的关键因素之一。
苏州在国内率先编制《低空飞行垂直起降点噪声控制规范》,深圳率先构建噪声"烦恼度"智能监测网络,这些创新举措为解决低空噪音扰民问题提供了有益的经验和借鉴。未来,随着技术的进步和政策的完善,低空噪音控制水平将不断提高,为低空经济的健康发展创造良好的条件。
最终,解决低空噪音扰民问题需要政府、企业、研究机构和居民的共同努力。只有通过多方协作,才能实现低空经济与居民生活的和谐共存,为城市的发展注入新的活力和机遇。
参考文献
[0] 低空经济新起航:上海至园区首飞即将开启_发展_直升机_新盛. https://www.sohu.com/a/817019523_121798711.
[1] 多地低空经济"上新" 为城市带来新活力和机遇_新闻频道_央视网(cctv.com). https://news.cctv.com/2024/08/20/ARTIxqtuXvvsnhiluasDw6kz240820.shtml
[2] 上海浦东新区启动低空经济并试飞部分航线–中国商报网. https://www.zgswcn.com/news.html?aid=252582
[3] 噪声扰民治理新突破:从"降分贝"到"减烦恼". https://new.qq.com/rain/a/20250721A027BI00
[4] “吵到不行”!深圳多小区直升机扰民?低空飞行噪音如何治 - 今日头条. https://www.toutiao.com/article/7457890859879514635/
[5] 低空飞行垂直起降点"太吵",咋治?苏州在国内率先编制噪声标准 - 今日头条. https://www.toutiao.com/article/7471266537920430632/
[6] 浅谈低空飞行器噪声防治技术(二) - 今日头条. https://www.toutiao.com/article/7474807709272932898/
[7] 低空噪声控制技术研究与应用分析报告 - 豆丁网. https://www.docin.com/p-4662521252.html
[8] 要重视低空飞行器噪音扰民问题!现在各地都在发展低空经济。各企业也在大办研发各种低空飞行器,然而,在一些发达地区的低空飞行器试验飞行或试运行… https://www.toutiao.com/w/1813690935241792/
[9] 航空噪声治理技术-深度研究.pptx-原创力文档. https://max.book118.com/html/2025/0315/6100032030011055.shtm
[11] 航空器降噪技术-深度研究.pptx-原创力文档. https://max.book118.com/html/2025/0315/6100134030011055.shtm
[12] 噪音扰民怎么处理-天气预报. https://www.tianqiyubao9.com/news/view-5746963/
[13] 上海市网上信访受理(投诉)中心-回复选登-关于浦东新区祝桥镇东海社区附件的航空噪音问题. http://qxf.sh.gov.cn/310115/reply.setDetailInit.do?id=CA0EA413B2994BC597FE032F1AC95AEC
[14] 2018年10月份案例反馈四. https://jtw.sh.gov.cn/zrxxalfk/20181203/0010-27205.html
[15] 上海市浦东新区南汇新城镇临港新片区麦冬路… 来自用户7960547189 - 微博. https://weibo.com/7960547189/OEIJ5Erau