论船舶噪声的控制 提要 船舶噪声对人体和环境的污染和危害已经得到世界各国和相关组织日益广泛的关注。船舶噪声的污染源主要是由于船舶动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的。介绍了船舶的噪声源，以及传播的途径，提出应采取通过声源控制来降低船舶噪声级。 前言 如今，噪声污染已经成为与空气污染和水污染并列的世界三大主要污染之一，它日益成为人们普遍关心的问题。船舶环境，尤其机舱环境就存在较为严重的噪声污问题，对船员的身体、生活、休息和工作都存在很大的影响，甚至会产生心理和生上的疾病；过强的噪声还会使船上的一些精密仪器设备工作不正常、精度降低、使用寿命缩短。 1970年国际劳工组织(ILO)在日内瓦召开的海事特别会议上通过了“关于船员、设备 工作区有害噪声规定的建议”，建议各国政府制定限制船舶噪声的规则。目前一些造船和航运国家都制定了船舶噪声标准，作为船舶特殊环境下的健康保护标准。 1船舶噪声概述 1.1船舶噪声的度量 描述噪声可采用两种方法：一是对噪声进行客观量度，即将噪声作为物理扰动，用描述声波客观特性的物理量来反映；二是对噪声进行主观评价，因为噪声涉及人耳的听觉特性，根据听者感觉的刺激来描述。 噪声的客观度量用声压、声强和声功率等物理量表示。声压和声强反映了声场中声的强弱，声功率反映了声源辐射噪声的大小。声压、声强和声功率等物理量的变化范围非常大，可以在六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激的反应不是线性的，而是成对数比例关系，所以实际应用中采用对数标度，以分贝（dB）为单位，即分别为声压级、声强级和声功率级等无量纲的量来度量噪声。 级是物理量相对比值的对数。分贝是级的一种无量纲单位。对于声强、声功率等反映功率和能量的物理量，分贝数等于两个量比值的常用对数乘以10 。如两个声功率值分别为W1 和W2 ，则分贝数为n=101g(W1/W2)。 对于声压、质点振动速度等描述声场、电磁场等的物理量，分贝数等于两个量比值的常用对数乘以20 。当两个声压值分别为P1 和P2 时，声压级为n=201g(P1/P2)。采用级进行噪声计量，可以使数值变化缩小到适当范围，与人耳的感觉接近。
第八章 水下噪声 噪声定义：是指在特定条件下不需要的声音。 水下噪声： （1）海洋环境噪声和舰船的自噪声 它们是声呐系统的主要干扰背景之一，限制装备性能。 （2）目标（舰船、潜艇、鱼雷等）辐射噪声 它是被动声呐系统的声源，通过接收该噪声实现目标检测。 水下噪声研究的意义（对抗与反对抗）： （1）建立水下噪声的规律和特性，提高声呐设备的性能。 （2）降噪处理，提高自身隐蔽性。 8.1 噪声的基本概念 1、噪声的描述 噪声是一个随机过程，描述噪声的统计量有： 噪声的概率密度函数： ()()1 1110p 1p p p p p P lim t ,p 1??Φ?+<<=→ 噪声的概率分布函数： ()()?+=+<<1 11p p p 1111dp t ,p t ,p p p p P ?Φ? 平稳随机过程： ()()τΦΦ+=t ,p t ,p 11 一般水中噪声被视为平稳随机过程，若噪声的声压概率密度函数表示为： ()()22 2p e 21p σμπσΦ--= 为高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。其均值和方差： ()()()()??∞ ∞-∞ ∞--=-===dp p p p pdp p p 222ΦμμσΦμ 一般，表征噪声统计特性的统计量：概率密度函数、数学期望、方差、相关函数、功率谱。 由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功率谱密度函数：
()()()()()??∞ ∞---∞→=-?=τ τωττωτd e R S dt t p t p T 21lim R j T T T 若噪声的功率谱是均匀，则称之为白噪声。 噪声声压有效值e p ：等于介质阻抗为单位值时平均声强I 的平方根。如果假设噪声的平均值为零，介质阻抗为单位值，则它的方差便等于平均声强： ?∞ ∞-==dp )p (p I 22Φσ 或时间平均表示： ?-∞→==2/T 2 /T 2T 2dt )t (p T 1lim I σ 噪声声压有效值： ?-∞→==2/T 2/T 2T e dt )t (p T 1I p lim 2、噪声的频谱分析 噪声声压是一个随机量，与时间量之间不存在确定关系，因此分析噪声声压幅值的频谱没有意义；而随机过程的功率谱函数是一个确定的统计量，反映了该过程的各频率分量的平均强度。 根据信号频谱曲线形状划分： （1）线谱：数学上能够用傅氏级数来表示，水声中周期、准周期信号频谱就是线谱信号； （2）连续谱：频谱分析用傅氏变换来表示，水声中瞬态非周期信号频谱就是连续谱。 声强平均频谱密度： i i i f I S ??= 声强频谱密度函数： ()df dI f I lim f S i i 0f i ==→??? 带宽内的总声强： ()?=21 f f df f S I 海洋环境噪声级： N I I lg 10NL = 式中，N I 为水听器工作带宽内的噪声总声强。 假设水听器工作带宽f ?内噪声谱)f (S 和其相应是均匀的，则有：
内河水域船舶噪声污染监督与控制 78 内河水域船舶噪声污染监督与控制随蓑 强,噪声污染损害已经越来越被人们所重视.1996年10月颁布的中华人民共 和国环境噪声污染防治法》(以下简称噪声污染防治法》),第一次把环境噪声污染的防治以国家法律的形式加以确定, 使我国的环境噪声污染的防治工作有法可依.随后,大部分省市制定了相应的管理条例或实施办法,防治环境噪声污染.在这些法律法规中,涉及到船舶噪声污染管理的,一般仅仅明确,海事部门对船舶排放噪声实施监督管理,远没有对工业噪声,建筑噪声或其它交通噪声防治来得有操作性.这就为海事部门充分发挥海事事权,加强内河水域船舶噪声污染与控制带来增添了困难. ?孙政权王世洋 船舶噪声污染的危害 船舶噪声污染除了具备一般噪声污染危害之外,还因其自身特点,具有其它多样的危害性. 一 ,危害人们身心健康和日常交 流.这主要包括对听力,心理,生理,睡 眠和交谈,工作思考的危害.长期在强噪声环境下工作,人的听力将会受到影响,甚至损伤而失聪,除此之外,还有头昏,头疼,神经衰弱,消化不良等症状,往往导致高血压和心血管病. 二,危害水域及其沿岸生态环境. 船舶在航行时,其噪声同样对部分水生生物和沿岸的动物产生致命影响,危害生态安全.据《民主与法制时报))(2007— 03—26A02版)报道,"长江上往来的船只很多,它的螺旋桨高速旋转,可能会把一些江豚打死.而最严重的是船只在水下产生的噪声."江豚寻找食物,巡
游以及与同伴交流,更多地是依靠发声系统和听觉功能,船只产生的强大噪声会 干扰它们捕捉声波的能力,影响江豚寻找食物,就有可能导致这一方面的生物链断裂,影响生态环境平衡. 三,危害船舶技术状况和航行安全.部分船舶噪声如果和与其它噪声频率吻合,将激发出更强度的共振噪声.这些噪声再和船舶特有的共振周期相同的话,就会增加船舶共振强度,从而影响船舶结构.船舶在内河水域航行时不按规定鸣放信号,除了污染周边生活环境外,也同样会给其它船舶正常航行带来安全隐患. 船舶噪声污染监督与 控制现状 一 ,船舶噪声污染监督与控制 措施 对船舶噪声污染,从法律,法规到地方规章都出台了一些监督与管理规定, 有 一些地方还采取了一些切实可行的措施. 1,立法现状.中华人民共和国环 境保护法》(以下简称《环境保护法》)第二十四条规定,产生环境污染和其他公害的单位,必须把环境保护工作纳入计划,建立环境保护责任制度;采取有效措施,防治在生产建设或者其他活动中产生的废气,废水,废渣,粉尘,恶臭气体,放射性物质以及噪声振动,电磁波辐射等对环境的污染和危害.《噪声污染防治法》第三十四条规定,机动船舶在城市市区的内河航道航行,必须按照规定使用声响装置.《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》(以下简称防治船舶污染内河水域环境管理规定)))第十条规定,船舶在城市市区的内河航道航行时,应当按照规定使用声响装置.航行于城市市区内河航道的挂浆机船舶,应当将挂浆机
水下噪声原理练习题 1.什么是横波？什么是纵波？理想介质中的声波是横波还是纵波？ 质点振动方向与波传播方向垂直/平行；纵波。 2.声压级是否可能是负值，为什么？ 声压级为对数量，公式为SPL=20*lg(P/P0)，其中P0为参考声压级，声压级小于零，意味着测得的声压幅值小于参考声压级。 3.声源级为何一般不直接测定？ 按照定义，声源级为距离声源1m处的声压级。由于1m距离对于大多数结构、频率条件而言，都属于近场范围，声场分布特性与远场有较大的差别，不便于测量，也无法有效描述声源在远场的特性。 4.水声中计算声功率级时采用的参考声功率为？参考声压为？ 1w，10-6Pa 5.设有两个声源轮流工作，在观察点处测得的声压级分别为50dB和55dB，现在使二者同时工作， 频率也相同，且在观察点处相位相同，问此时测得的声压级为？ 6.简述被动声呐方程中各项意义。 声源级定义_____________________ 声纳方程——以分贝表示信号和噪声关系的表示式； 被动声纳水听器的信号级SL=Ls-TL，信噪比S/N=Ls-TL-L N 声纳基阵是一种分辨背景噪声的空间处理器，其对信噪比的改善可用基阵增益AG表示，基阵信噪比= Ls-TL-LN+AG 检测阈DT为检测概率为50%时的信噪比，则信号余量： SE=Ls-TL-LN+AG-DT
7.理想介质下的小振幅波动方程的导出是基于哪些物理定律？该方程是否适用于满载油罐中的声 场？ 由质量守恒定律导出的连续性方程， 由热力学定律导出的状态方程； 由牛顿定律导出的运动方程。 油具有较大的粘性，不符合理想声学介质的假设，因此不能直接应用该波动方程。 8.简述声压、速度、速度势之间的关系 压强P=P0+p； 质点速度与声压之间满足欧拉方程： 在理想介质条件下，声场中的质点运动是无旋的（旋度为零），因此存在一个标量势函数，其梯度与振速相等，表述为： 9.水下一束平面声波入射到水面、硬质海底时，界面处的透射与反射应如何描述？入射到阻抗与水
２０１４年１２月第３２卷第６期 西北工业大学学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｄｅｃ．Ｖｏｌ．３２２０１４Ｎｏ．６ 收稿日期：２０１４－０５－１６ 基金项目：国家自然基金（１１２７４２５３）资助 作者简介：吴姚振（１９８５—），西北工业大学博士研究生，主要从事水声信号处理与目标识别研究。 基于Ｇａｍｍａｔｏｎｅ频率离散小波系数的 水下目标鲁棒识别 吴姚振，杨益新，田丰，杨龙，陶灿 （西北工业大学航海学院，陕西西安 ７１００７２） 摘 要：针对水下目标辐射噪声的复杂性和研究样本的局限性，提出了一种基于Ｇａｍｍａｔｏｎｅ频率离散小波系数的特征提取方法，结合人耳听觉感知机理，提取出了有效吻合人耳听觉特性的识别特征。该方法在２个方面改进了目前广泛采用的美尔倒谱系数：①用Ｇａｍｍａｔｏｎｅ滤波器代替三角滤波器，更好地模拟了人耳基底膜的滤波特性；②用离散小波变换替换离散余弦变换，使得识别特征具有优良的局部化特性。针对实录的水下动物叫声和舰船辐射噪声进行分类实验，表明所提出的特征提取方法在识别率和稳健性方面都有明显提高。 关 键 词：Ｇａｍｍａｔｏｎｅ滤波器，Ｇａｍｍａｔｏｎｅ频率离散小波系数，水下目标识别，特征提取中图分类号：ＴＰ３９１．４，ＴＢ５６６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－２７５８（２０１４）０６－０９０６－０６ 选取有效且稳健性好的特征提取方法并提取精确描述水下目标辐射噪声的识别特征进行目标分类，一直是水声领域重要研究课题之一。早期的研究主要集中在利用声呐员的主观听觉并结合专门的设备来对目标进行分类。声呐员在其精神状态良好的情况下正确判断目标类型的概率比较高，这说明可以从声呐员的听觉感知机理出发，研究适用于水下目标辐射噪声的特征提取方法，寻找人耳主观听觉量中的有效特征量，改善水下目标的识别性能。 近十几年来，听觉生理和听觉心理的研究取得了巨大的进步，人们对与听觉感知特性有关的特征 用于目标识别产生了浓厚兴趣［１－４］ 。美尔频率倒谱 系数（ｍｅｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｅｐｓｔｒａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ，ＭＦＣＣ）［５］ 就是一种在语音识别领域提出的与听觉感知特性有关的特征描述，目前已被广泛用于语音识别、说话人识别等。ＭＦＣＣ是一种准听觉模式的特征提取方法，主要模拟听觉系统的如下特性：（１）美尔频率变换模拟了基底膜的频率分解特性；（２）三角滤波器模拟了基底膜的滤波特性；（３）对数压缩模拟了听觉系统的非线性特性。 ＭＦＣＣ在无干扰时识别效果很好，但在噪声干 扰条件下识别效果急剧下降［６］ 。为此，研究者迫切 需要寻找一种抗干扰能力强、稳健性好的特征提取 方法。本文利用人耳优良的听觉感知机理和小波变换精细化分析信号的优点，提出了基于Ｇａｍｍａｔｏｎｅ频率离散小波系数（Ｇａｍｍａｔｏｎｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓｃｒｅｔｅｗａｖｅｌｅｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ，ＧＦＤＷＣ）的特征提取方法。该方法模拟了人耳基底膜的滤波特性、频率分解特性及非线性特性，有效地改善了ＭＦＣＣ方法使用三角滤波器组带来的相邻频带间频谱能量泄露不利于反映目标共振特性的问题，更加精细地分析了目标的特性，对提高水下目标识别系统的性能意义重大。 １ 水下目标辐射噪声的听觉描述 目标辐射噪声的特点主要取决于自身物理特性，而对目标自身物理特性的认识和声呐员对其的感受是相对客观的标准。利用听觉感知机理对目标进行描述，是为了有效地识别目标的类型。本文提出的ＧＦＤＷＣ方法主要在３个层次上对水下目标辐射噪声进行听觉感知描述：①等效矩形带宽（ｅｑｕｉｖ－ａｌｅｎｔｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ＥＲＢ）变换；②ｇａｍｍａｔｏｎｅ滤波器及其高阶表示；③离散小波变换（ｄｉｓｃｒｅｔｅｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＤＷＴ）。
第33卷第4期声学技术Vol.33, No.4 2014年08月Technical Acoustics Aug., 2014 船舶辐射噪声节拍音色特征研究 邱家兴1，郑磊2，王易川3 (海军潜艇学院，山东青岛 266044) 摘要：从人的主观感觉入手，利用心理声学方法，对船舶辐射噪声节拍音色特征进行了探讨研究。发现了节拍音色DEMON谱轴频谐波结构之间的关系，并利用仿真噪声和实际噪声进行了验证，不同类别目标之间，谐波结构存在差异，不同的谐波结构就会导致不同的节拍音色；提取了一种反映船舶噪声节拍音色的新特征——调制度特征，描述DEMON谱轴频、叶频和轴频其他谐波相对于周围干扰线谱的突出程度，并依据轴频、叶频和轴频其他谐波的调制度大小关系，作为目标分类的重要依据；最后分析了噪声频段对节拍音色的影响，噪声频段不影响节拍音色，仅因信号能量频段分布的差异导致噪声整体音色存在不同。 关键词：船舶噪声；节拍音色；DEMON谱；谐波结构 中图分类号：O427.9 文献标识码：A 文章编号：1000-3630(2014)-04-0322-04 DOI编码：10.3969/j.issn1000-3630.2014.04.007 Research on ship-radiated noise beat tune QIU Jia-xing1, ZHENG Lei2, W ANG Yi-chuan3 (Navy Submarine Academic, Qingdao 266044, Shandong, China) Abstract: Starting from human subject feeling, the ship-radiated noise beat tune is researched based on psychoacous-tics. The relationships between beat tune and the shaft frequency harmonic structure of DEMON are found, and veri-fied by simulated noise and real noise. Harmonic structures between targets of different types are different, beat tunes are also different. A new feature that reflect beat tune-modulation degree-is distracted, which can describe the prominences of shaft frequency, blade frequency and other harmonics from disturbing line spectrum around. The relationship of size between shaft frequency, blade frequency and other harmonics can be an important judge in target classification. Finally the influence of noise frequency on beat tune is also analyzed. Noise frequency can’t influence beat tune, but it’s related to the noise whole tune. Key words: ship-radiated noise; beat tune; DEMON; harmonic structure 0 引言 水声目标分类识别可以分为两大类：人工听音识别和机器识别。虽然人耳在辨别单个声学参量的精确程度不如机器，而且容易受到注意力分散、疲劳、情绪波动的影响，但是在相当多的情况下，人类听觉系统由于具有优良的频率分辨、音调识别、强度分辨和时间延迟等特性，人耳听音识别仍然是一种非常重要的判别手段。 船舶辐射噪声最突出的特点首先就是节拍声，也是目前声呐员听音识别的最重要依据。声呐员通过听音数转速，虽然可以粗略区分目标，但由于不同类型的船舶往往出现相同或相近的螺旋桨转速，因此实际中，单凭数转速很难将目标类型分开。转 收稿日期:2013-08-19; 修回日期: 2013-10-23 作者简介:邱家兴(1987－), 男, 山东滕州人, 博士研究生, 研究方向为水声目标识别。 通讯作者:邱家兴, E-mail: qiujx8701@https://www.doczj.com/doc/4a6017829.html, 速仅是节拍声特点的一部分，是其数量特性，而拍声的音色特点是它的另一重要特性。许多优秀的声呐员不数节拍、不测转速，往往一听，就能准确判出类型，他们凭借的正是节拍音色特点。本文研究的目的就是通过听感分析和信号分析相结合的手段，寻求可以表征节拍音色特征的特征量，并分析其与节拍音色的关系，为机器识别所用。 1 节拍音色与DEMON谱谐波簇结 构的关系 根据以往分析大量船舶噪声的经验，即使两个船舶目标的螺旋桨转速和桨叶数均相同，但其噪声的节拍音色差别很大，有的低沉，有的清脆，有的似轰隆隆的打雷声，有的似沙沙声。通过对其DEMON谱分析发现，不同目标噪声DEMON的轴频谐波结构差异较大。如图1所示的两个目标，螺旋桨转速相近，叶片数同为4叶，其中目标1的
海洋水下声探测信号的类型与探析 发布时间:2016-05-21编辑：张莉手机版 水下声探测设备的声源特性不同，其声探测信号的分析方法也不同，下面是小编搜集的一篇相关论文范文，欢迎阅读参考。 随着人类文明的发展，海洋的战略地位日益突显，各国积极开发利用海洋资源和空间，采用各种手段对海洋的水下环境进行探测。声波是目前在海洋中唯一能够进行远距离传播的能量形式，因此，在众多的海洋水下探测设备中，声波探测是其主要使用的技术手段。 目前，水下声探测设备种类多，数量大，已广泛用于海洋的水下探测和调查研究[1-8],例如海洋的工程地质勘探、海底地形地貌测量等。但水下声探测也是外国调查船和水下文物盗捞船进行非法调查和水下文物探测、定位的主要技术手段，这些海洋水下声探测活动可以通过探测信号的接收声特征进行区分，因此，开展海洋水下声探测信号的采集研究对非法调查的监视取证和水下文物保护具有重要意义。 在海洋声学中，水声信号处理的研究驱动主要来自军事需求，重点关注水下目标的辐射噪声特性、水下目标的声回波特性、水下声场的信息获取与处理等[9-14],另外，一些海洋生物的发声特性也因其军事和海洋生态效应逐渐被关注[15-18],对于水下声探测设备发射声信号的分类、被动采集、分析和识别方面的研究则极少，一直以来，人们主要关注水下声探测设备在海洋调查和海洋工程勘探中的使用[1-8],即强调发射声信号对海洋环境的主动探测过程。目前，关于海洋水下声探测信号的分析研究方面，有基于希尔伯特黄变换的 C-BOOM 浅剖信号分析，通过集合经验模态分解，实现对未知频带的 C-BOOM 浅剖信号的滤波[19]; 还有对多波束测深仪与侧扫声纳信号回波检测技术的分析，从理论上给出了两种仪器的海底回波信号检测方法[20]. 本文则立足实际海洋工程作业过程中对海洋水下声探测信号的被动测量，在未知作业设备目标信息的条件下，实现对海上测量数据的分析、提取，结合对已知的水下声探测设备信号声特征的分类，来实现对海洋水下声探测活动的初步识别。 水下声探测设备的生产厂家或研制人员均会给出设备一些主要的技术参数，包括声学特性参数。但海洋是一个随机时变、空变的复杂声信道[21],水下声探测设备的发射声信号经海洋这个水声信道调制后会产生畸变和信息损失，并受到海洋中其他声信号的干扰，导致接收的水下声探测信号无法直接区分、识别。因此，本文依据设备给出的声信号的频带范围对主要的海洋水下声探测信号进行分类，给出各类水下声探测信号的主要声特征; 采集了 4 种代表性的海洋水下声探测信号，通过对 4 种实测的海洋水下声探测信号数据的分析、研究，给出了对应类型的海洋水下声探测信号的常规分析方法; 根据已知的水下声探测信号的声特征实现对分析目标信号的识别。 1、海洋水下声探测信号分类
基于声信号人耳听觉谱特征和SVME 的水下目标识别 杨宏晖1彭圆2曾向阳1 摘要利用人耳听觉谱特征模拟人耳听觉系统的特性，提取了水下目标信号的人耳听觉谱特征，设计了基于支持向量机自适应增强集成算法用于水下目标的分类识别算法。仿真实验证明，人耳听觉谱特征可有效用于水下目标识别，支持向量机自适应增强集成算法比单个优化的支持向量机分类器的正确识别率高％～％。 关键词人耳听觉谱特征水下目标识别支持向量机集成 1 引言 长期以来，为了提高水下目标识别的正确率,国内外研究人员从不同的角度对水下目标辐射噪声原始信号进行了分析和研究,提取了各种水下目标特征。提取的水下目标特征主要有以下几类：时域波形特征[1]、频域分析特征[2-3]、时频分析特征[4]、非线性特征[5]和听觉特征[6-7]。这些特征各有特点：时域波形特征的主要特点是方法简单、实时性好。但水下目标信号时域波形结构复杂，难以提取具有高分类信息的波形结构特征[1]。频域分析特征的特点是技术成熟、方法简单,而且谱信息中包含明确的物理概念，但适合处理线性、平稳信号[2-3]。时频分析方法提取的特征可以更好地反映目标的时域和频域特征。但小波分析算法较为复杂，存储量、运算量大，计算速度慢，实时性差。而且小波分析适合处理非平稳信号，处理非线性信号能力较弱[4]。我国学者的研究表明:舰船噪声有混沌现象，舰船噪声极限环有混沌行为，舰船辐射噪声的非线性表明同类目标具有相似性，不同类目标具有可分性[5]。但是在实际的随机噪声中，不存在严格的分形信号，大多数水声信号只是在某种尺度范围内具有分形特征。因此，分形与混沌方法仅是识别特征的补充。 众所周知，依靠人耳极其灵敏的听觉系统和长期在实践中积累的经验来判断水下目标类型仍然是水下目标识别的重要途径之一。目前模拟人耳听觉系统进行水下目标识别的研究报道很少。国内外研究人员提取了水下目标辐射噪声信号的听觉特征、语音特征及心理声学参数特征[6-7]。利用这些特征可以识别目标的类型，甚至可以识别目标的材质。这类特征的主要特点是适于处理非线性的水声信号，而且原理简单，计算快速，具有较好的实时性。但这方面的研究工作还有待于进一步的深入。 本文提出了根据人耳听觉模型提取水下目标信号的人耳听觉谱特征的方法；并提出了支持向量机自适应增强集成算法用于水下目标的分类识别。仿真实验结果表明，本文提出的水下目标信号听觉谱特征提取方法简单有效，运算速度快，人耳听觉谱特征可有效用于水下目标识别，支持向量机自适应增强集成算法比单个优化的支持向量机分类器的正确识别率高％～％。 2 人耳听觉感知模型 人耳可以听到频率在20Hz～20KHz范围内的声音。人耳听觉系统是一个音频信号处理器，可以完成对声信号的传输、转换以及综合处理的功能，最终达到感知和识别目标的目的。人耳听觉系统有两个重要的特性[8]，一个是耳蜗对于声信号的分频特性；另一个是人耳听觉掩蔽效应。 耳蜗的分频特性 当声音经外耳传入中耳时，镫骨的运动引起耳蜗内流体压强的变化，从而引起行波沿基底膜的传播。不同频率的声音产生不同的行波，其峰值出现在基底膜的不同位置上。频率较低时，基底膜振动的幅度峰值出现在基底膜的顶部附近；相反，频率较高时，基底膜振动的幅度峰值出现在基底膜的基部附近（靠近镫骨）。如果信号是一个多频率信号，则产生的行波将沿着基底膜在不同的位置产生最大幅度。在每一声音频率上，随着强度的增加，基底膜运动的幅度增大，
浅析船舶水下噪声对海洋动物的影响及控制措施 发表时间：2017-07-31T15:54:36.073Z 来源：《防护工程》2017年第8期作者：顾启民聂新峦 [导读] 通过各种媒体我们可知道，近年来搁浅的海洋大型动物的数量与种类不断增加。 江苏扬子鑫福造船有限公司江苏泰兴 225453 摘要：水下噪声是对海洋动物的繁衍与生存产生巨大影响的重要因素，已经成为继气候变化与化学污染之后全球关注的最大污染问题。水下噪声和船舶之间关系密切，通常情况下，船舶水下噪声主要有以下几种类型：水动力噪声、流动力噪声、螺旋桨噪声及结构噪声。本文分析了船舶水下噪声对海洋动物产生的主要影响，并尝试探究了几种针对性控制措施。 关键词：船舶；水下噪声；海洋动物；影响；控制措施 通过各种媒体我们可知道，近年来搁浅的海洋大型动物的数量与种类不断增加，而这种情况的出现表明海洋动物的繁衍与生存条件与水下噪声之间关系密切，这就提醒了我们必须采取有效方式有效应对水下噪声问题。而船舶行驶线路与水下噪声的分布情况非常吻合，这就使得研究船舶水下噪声对海洋生物的影响及控制措施显得非常必要。那么，如何有效控制船舶水下噪声对海洋生物产生的不良影响，是相关部门需要研究的重大课堂。 一、船舶水下噪声对海洋动物产生的不良影响 在水中噪声的传播呈现出放射状特点，波长越短其方向性就越强，在遇到阻碍物时就更易发生反射，传播中遇到浮游海藻、珊瑚丛等就更易被减弱；波长越长其方向性就越弱，很容易绕过比其波长要小的物体传播到远处。在海洋中，大部分高频噪音会被水生植物及地表吸收，而低频噪音可绕过比其波长要小的物体快速传播到远方。在研究中发现，各种海洋动物都有自己稳定的耐受噪音阈值，当环境噪音大于该阈值时，动物就会受到难以弥补的伤害，甚至可迫使动物远离海洋；如果噪声比该阈值低的话，动物就会由于听觉受到干扰而出现行为或动作改变的情况，还极易引发连锁反应，最终不利于其正常繁衍与生长。虽然很难精准与全面探测水下噪声会给海洋动物带来什么影响，但是船舶发出的噪声对海洋动物产生不良影响，是可以肯定的。比如，船舶水下噪声可对鱼虾等动物的幼体与卵的发育产生妨碍作用，从而降低生长与繁殖速度。再比如，低频噪声能够降低海洋中哺乳动物在体内积存废气的能力。 二、有效控制船舶水下噪声对海洋动物产生影响的措施 为了使得资源环境与海洋动物能实现可持续发展，我们应始终坚持“和谐共处、环境友好”的基本原则，采取针对性方法对船舶水下噪声进行有效控制，从而为海洋动物创造出良好的繁衍与生存环境。 1、对噪声源进行有效控制 对噪声源进行控制是最有效与最根本的水下噪声控制措施。具体来讲，应控制好以下几个方面：①轴系与发动机。应优先选用低噪声、弱振动的设备，还应对噪声源进行合理布置。另一方面，还应降低排气与进气噪声，减弱燃烧噪声，预防共振的出现。②合理设计螺旋桨。在设计中，应确保叶桨频率与旋震荡频率相互避开、叶梢具有较低速度、伴流较为均匀。另一方面，还应在设计螺旋桨时应选用高强度、高内耗的高阻尼合金材料。③合理设计与计算船型。在设计中应对科学调整船尾壳体的传统形状，最大限度预防螺旋桨转动及船尾伴流造成的空化，还需要确保螺旋桨与船尾壳体之间保持适当距离。 2、对噪声传递进行有效控制 对噪声传递途径进行有效控制，一般来讲将振动源传递到船壳的振动途径隔断。最常用的控制措施为隔声、吸声、隔振、吸振。具体来讲：①隔声。指的是在船舶中把噪声隔离，减弱或减少噪声向船壳的船舶。比如，可用不吸声的刚性材料像铝板、钢板等制造隔声装置。②吸声。主要的吸声措施有在机器处所悬挂吸声体、铺设吸声材料等；在发动机中安装恰当的吸声衬里，以降低通过空气传播到船壳的噪声；在发动机的排气口与进气口安装一定数量的消声器。③隔振。在严重振动的装置和其安装基础中间设计一些预防振动传递的装置，这是对船舶水下噪声进行控制的关键措施。比如，为副机与主机等的安装基础上加装一些隔振器；在船体与管道之间安装一些柔性隔震设备。④吸振。将严重振动部件的能量合理消耗掉，从而实现降低噪声的目标。比如，可在变截面及管道弯头位置，设置一些脉冲压力减弱器或柔性阻尼管；在声辐射源后面覆盖一些压电材料，借助振动反馈的形式抑制声辐射与振动。 3、对通航进行科学的限制 合理限制通航是减弱船舶水下噪声污染的主要措施。比如，不允许船舶驶入海洋中各种动物的聚集区；不允许在海洋动物繁衍区域或交配季节航行；在海洋中的敏感区进行低噪音、安全航速航行，从而尽可能降低对海洋动物的影响。为了更好地对海洋动物进行保护，就需要将通航条件进行严格规定，并上升到制度甚至法律的高度，以引起船舶航运行业的重视，并督促他们更加主动地规范自己的行为，最终为海洋动物的生存与可持续发展贡献一份力量。 总之，海洋动物是生态环境中的重要因素，只有全面了解船舶水下噪声对其产生的影响作用，才能有针对地制定控制不良影响的措施，才能为海洋动物的繁衍与生存提供更好的条件，才能促进人与自然的和谐发展。 参考文献： [1]. 中国船级社发布《船舶水下辐射噪声检测指南》[J]. 中国船检,2017,01:2. [2]俞孟萨,林立. 船舶水下噪声研究三十年的基本进展及若干前沿基础问题[J]. 船舶力学,2017,02:244-248. [3]苏冠龙,许肖梅. 水下打桩和船舶噪声对斑海豹听觉影响的初步分析[J]. 应用海洋学学报,2013,02:178-183.
浅谈船舶噪声 关键词：船舶噪声新规则（强制性)，消声器，高隔声门，浮动地板，双层窗，静压箱SOLAS II-1/3-12（IMO Resolution MSC337(91)） IMO Resolution A.468(XII) “Code of Noise Level on Board Ships” 为了让船员远离噪声之扰，在船上享有安静的工作和生活环境，2012年5月结束的国际海事组织（IMO）海上安全委员会（MSC）第90次会议批准了《船上噪声等级规则》修订草案，对《规则》适用的船型、船舶不同区域的噪声限值、舱壁和甲板隔声指数、噪声的测量仪器和测量方法等进行了修订，对船舶的降噪性能提出了更高要求。国际海事组织第91届海安会通过了关于SOLAS修正案的决议，(新增的SOLAS II-1/3-12条噪声防护要求)自2014年7月1日起生效，要求船舶构造应符合最近审议通过的《船上噪声等级规则》，以保护人员免受噪声伤害。随着该规定即将全面实施，对船舶行业将产生深远的影响。 生效时间 一般情况 （1）2014年7月1日或以后签订建造合同；或 （2）如无建造合同，2015年1月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段；或 （3）2018年7月1日或以后交付； 主管机关认为符合某一特定规定不合理或不切实际者除外。 特殊规定 对于2018年7月1日以前交付和： （1）2014年7月1日以前签订建造合同，并且在2009年1月1日或以后、但在2015年1月1日以前安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶；或 （2）如无建造合同，2009年1月1日或以后、但在2015年1月1日以前安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶。 适用范围 《船上噪声等级规则》适用于1600总吨及以上的新船，但是不适用于下列船舶：（1）动力支承船； （2）高速船； （3）渔船； （4）铺管驳船； （5）起重驳； （6）海上移动式钻井平台； （7）非商用游艇； （8）军舰和军用运输船； （9）非机械推进船舶； （10）打桩船；
第32卷第10期2010年10月舰 船 科 学 技 术 SH I P SC I E NCE AND TEC HNOLOGY V o.l 32,No .10 Oc.t ,2010 水下辐射噪声快速预报方法研究 李 兵,戴 江,苗金林,林 立 (中国舰船研究院,北京100192) 摘 要: 实现水下辐射噪声的在线预报,需要提高预报方法的快速性与准确性。为此,开展水下辐射噪声快 速预报方法研究,研究在不同频段采用不同预报方法,低频段的边界元方法采用系数矩阵预存技术可极大地减少预报时间,高频段经过特征参数敏感性分析以及辐射效率混合公式的确立,保证了统计能量法的预报精度。经过舱段模型的仿真计算和试验测量对比,表明该快速预报方法准确可行。 关键词: 快速预报;矩阵预存;特征参数;辐射效率中图分类号: TB56 文献标识码: A 文章编号: 1672-7649(2010)10-0054-03 DO I :10 3404/j issn 1672-7649 2010 10 014 Research on fast predictm ethod for under water radiation noise LI B ing ,DA I Ji a ng ,M IAO Ji n -li n ,LIN L i (Ch i n a Ship R esearch and D evelopm ent Acade m y ,Beiji n g 100192,Ch i n a) Abst ract : W h ile pred ict the online under w ater radiated no ise ,the speed i n ess and accuracy o f the predictm et h ods are needed to i m prove .For t h is purpose ,th is paper did so m e research in fast pred icti o n m ethod o f under w ater radiated no ise ,the study adopt d ifferent m ethods i n different frequency ,in the l o w er frequency band ,BE M is adopted ,and coeffic i e ntm atri x pre -reser vati o n is applied wh ich cou l d save m ost of the ti m e ,in the h i g h frequency band,characteristi c para m eter sensitiv ity analysis and the rad iation effic i e ncy for m ulasm ainta i n the pred iction accuracy of high -frequency pred i c ti o n .The prediction is certificated by the m odel experi m en,t wh ich sho w s the validity of this m ethod . K ey w ords : fast predic;t coeffic ient m atrix pre -reservation;characteristic para m eter ;rad i a ti o n effic i e ncy 收稿日期:2010-04-12;修回日期:2010-04-30 作者简介:李兵(1982-),男,硕士,助理工程师,主要从事常规潜艇声隐身研究工作。 0 引 言 目前,水下辐射噪声的快速预报通常采用以下2种技术途径:第1种,根据潜艇在不同工况实测的辐 射噪声,回归得到经验公式,潜艇在不同航行状态的辐射噪声,可以由经验公式计算得到;第2种,根据潜艇不同部位的振动数据,在不同的频段采用不同的方法建立声辐射物理 数学模型,数值预报潜艇的辐射噪声。现阶段采用第2种技术途径进行预报。在低频段,利用有限元方法处理潜艇复杂结构的振动问题,配合边界元方法,解决流固耦合和声辐射问 题 [1] ;在高频段,利用统计能量法模拟潜艇复杂结构 中的功率流,解决壳体内部子结构振动传递和声辐射的定量预报问题 [2] 。但对于潜艇水下辐射噪声快速 预报而言,低频段的系数矩阵计算时间过长难以满足快速性要求,高频段的特征参数选取直接影响预报结果的准确性。 因此,为了实现潜艇水下辐射噪声预报的快速性和准确性,本文基于第2种技术途径,在低频段通过采用系数矩阵预存技术提高预报速度,高频段通过开展特征参数估算提高预报精度,并通过舱段模型的试验对比分析验证该技术途径合理,预报方法可行。