2023年12月16日，CCF YOCSEF南京在南京市江宁区数动未来空间举办了钟山论剑技术论坛。本次论坛以智能物联网助力环境噪声治理为主题，有幸邀请到江苏省南京环境监测中心副主任张迪生，南京邮电大学自动化学院、人工智能学院测控技术系主任袁明，江苏南大五维电子科技有限公司副总经理李想作为引导嘉宾。CCF YOCSEF南京AC主席刘野（南京农业大学）和AC委员朱光辉（南京大学）担任本次论坛执行主席。AC委员赵涵韬（东南大学）和AC委员沈逸飞（北京超算中心）担任本次论坛在线执行主席。AC副主席王帅（南京乾联科技有限公司）担任本次论坛执行秘书。共计20余位专家学者和企业嘉宾参与了引导发言和技术思辨，本次论坛活动得到了南京矽鼎信息科技有限公司和南京数动未来空间站的大力赞助与支持。
合影留念
引导发言环节
在引导发言环节，江苏省南京环境监测中心副主任张迪生做了题为“南京市声环境质量自动监测现状及展望”的精彩报告。南京市在噪声自动监测建设上展现了建设启动早、点位数量多和应用范围广的特点。南京市早在2009年已开展噪声自动工作、声环境质量自动监测站在每个行政区均有部署，并且涵盖功能区类型全。自动噪声监测结果用于支撑噪声污染治理、开展运维技术研究和推动标准规范的建立等应用。例如，绘制24小时声级变化趋势图，分析声环境质量变化情况，开展噪声污染溯源，支撑噪声污染治理，进一步改善声环境质量。研究自动监测运行维护质量控制技术要求，支撑生态环境部及中国环境监测总站相关工作。在自动监测最新要求方面，我国生态环境部于2023年1月发布《“十四五”噪声污染防治行动计划》。文件指出在2023年底前，直辖市、省会城市和计划单列市完成功能区声环境质量自动监测系统建设工作，并与省级和国家生态环境监测系统联网；2024年底前，其他设区的市级城市完成相应工作。鼓励有条件的县级城市开展功能区声环境质量自动监测。2025年1月1日起，设区的市级以上城市全面实现功能区声环境质量自动监测，统一采用自动监测数据评价。
江苏省南京环境监测中心张迪生引导发言
南京邮电大学自动化学院、人工智能学院测控技术系主任袁明做了题为“低频声能量采集原理及研究进展”的精彩报告。低频噪声通常在测量频谱中占据主导地位，具有明显的谐波特性，谐波分量与叶片的通过频率或转子的电激励频率密切相关。由于传播距离较长，低频噪声很难被吸收或隔离。这些低频噪声特性表明，低频声波可以作为一种能量源，通过适当的能量转换机制获得电能。声学超材料的发展为实现高效紧凑的声能收集提供了丰富的途径。此外，新材料的开发将增强能量采集性能。接着，袁明介绍了团队在基于压电效应和摩擦电效应声能量采集的一系列研究工作，包括协同耦合调控的声能量采集器、基于仿生螺旋结构的紧凑式声能采集装置、基于声学超材料的隔声及能量收集装置、深亚波长声器件实现声能量采集与噪声抑制、1/4波长声能量采集与自驱动边缘智能感知的声学摩擦纳米发电机、超构纳米发电机实现低频结构振动抑制与自驱动监测、声能采集和隔声复用型器件、自驱动声感知器件。最后，袁明展望了未来发展趋势，即从单一声能量采集器件向减振、降噪、能量采集功能复用发展；从单一器件向阵列化、结构化和产业化发展；以及从单一声能量采集向自驱动传感和人工智能发展。
南京邮电大学自动化学院、人工智能学院袁明引导发言
江苏南大五维电子科技有限公司副总经理李想做了题为“物联网、大数据技术在环境保护领域的应用现状及展望”的精彩报告。环境污染的动态溯源的目的是确定“污染”的来源、时间、强度和影响范围。环境保护场景下的典型技术路线包括：“摸清家底”、动态监测、识别报警、精细排查和时间定位五个关键步骤。在摸清家底方面，可利用时序卫星遥感+人工智能+多源数据实现地表构筑物的精细识别分类，从而获得目标区域的环境特征；在动态监测方面，则需低成本、网格化传感节点部署；在此基础上，利用大数据技术完成异常网络的识别与报警；在此基础上，利用时空坐标检索，现场核实的视频、图片、化验、快检数据，确认事件，可验证、优化云端算法实现精细排查。针对环境噪声监测应用，李想展望可通过积累不同噪声源的声纹特征和模拟典型源的影响范围、敏感区域梳理噪声源清单。同时，可引入低成本噪声传感器，化整为零、网格化监测，利用空间三维模型，结合源清单实现噪声源定位达到动态溯源。
江苏南大五维电子科技有限公司李想引导发言
颁发引导发言感谢证书及合影留念
思辨环节
在思辨环节，本次论坛围绕以下三个议题分别展开深度讨论。
思辨环节“抢话筒”发言
思辨议题一：环境噪声监测尚未实现全面自动化的原因何在？
参与讨论的观点认为环境噪声监测尚未实现全面自动化的原因主要有成本问题、法规标准、技术难度、监测目的、数据利用五个关键原因。第一，在成本问题方面，实现环境噪声监测全面自动化需要大量的资金投入。这包括购买和维护高精度的监测设备、建立完善的监测网络、培训专业人员等。由于成本较高，很多地区无法承担这些费用；第二，在法规标准方面，监测系统建立后的评价、目的标准等需要明确。此外，目前缺乏技术层面的标准和配套，怎么装，在哪装等问题需要解决。噪声源是一个时变的特性，时效性要求较高，噪声采样点的布置也是变化因素，这其中的标准如何确定；第三，在技术难度方面，环境噪声监测需要准确地捕捉到各种声音，包括背景噪声和瞬态噪声。这需要高灵敏度的传感器和复杂的信号处理技术。然而，目前的技术水平还不能满足所有监测需求，尤其是在复杂的环境中；第四，在监测目的方面，以民航为例，噪声治理方面是为了保证舒适性，火箭、潜艇等高精简设备中噪声会影响结构安全和稳定性。目前的环境噪声监测目的是评估城市环境的噪声污染情况。对于最终的环境噪声治理也可以在简易的环境监测基础上直接进行降噪措施；第五，在数据利用方面，环境噪声的主要来源为社会生活噪声、建筑施工噪声、工业噪声和交通运输噪声。城市运行发展与噪声产生是一对矛盾关系，即使可以实现对环境噪声的全面自动化监测，如何解读这些数据并利用它们来改善环境也是一大挑战。这需要强大的数据分析能力和专业知识，以及适当的政策和措施。
思辨议题二：智能物联网助力环境噪声治理的技术路线方向？
参与讨论的观点认为智能物联网技术可以应用于环境噪声治理的多个方面。第一，在噪声监测方面，通过智能物联网技术，可以在各个区域设置传感器节点，实时监测噪声水平。这些数据可以传输到数据中心进行分析，以了解噪声的来源和分布情况；第二，在数据分析和预测方面，利用大数据和人工智能技术，可以对收集到的噪声数据进行深入分析，识别出噪声的模式和趋势。基于这些数据，可以对未来的噪声情况进行预测，为决策提供支持；第三，在噪声控制方面，智能物联网技术可以与各种控制设备连接，如声屏障、消声器等。当噪声水平超过一定阈值时，控制设备可以自动启动，降低噪声的传播；第四，在城市规划和交通管理方面，通过对城市各区域的噪声水平进行监测和分析，可以帮助城市规划者更好地进行区域规划，避免高噪声区域的出现。同时，交通管理也可以通过智能物联网技术进行优化，例如调整交通信号灯的运行策略，减少交通噪声；第五，在公众参与和教育方面，通过智能物联网技术，可以建立公众参与平台，让居民报告噪声污染情况。同时，通过教育提高公众的噪声污染意识，鼓励大家共同参与噪声治理；第六，在法规制定和执行方面，智能物联网技术可以为法规制定提供数据支持，例如设定合理的噪声阈值。同时，物联网技术也可以用于法规执行，例如通过传感器监测违规排放噪声的行为，进行相应的处罚。
思辨议题三：智慧噪声监测物联网面临的技术挑战与应对之道？
智慧噪声监测物联网在应对环境噪声治理面临系统能耗、数据采集质量、高可靠数据传输、开源测试平台建设、安全与隐私等一系列技术挑战。第一，由于噪声监测设备需要长时间运行，系统能耗是一个关键问题。如何降低设备的功耗，同时保证设备的性能和稳定性，是一个重要的技术挑战；第二，在复杂的环境中，如何准确地采集到各种声音，包括背景噪声和瞬态噪声，是一个技术挑战。此外，还需要考虑传感器老化、环境变化等因素对数据采集质量的影响；第三，在城市环境中，如何保证数据的可靠传输是一个关键问题。特别是在复杂和恶劣的环境中，数据传输的可靠性会受到很大的影响；第四，如何建立一个开放、可扩展的测试平台，用于验证和评估噪声监测设备的性能和稳定性，是一个技术挑战。这需要考虑设备的多样性、测试场景的复杂性等因素；第五，在噪声监测过程中，如何保护用户的隐私和数据安全是一个关键问题。这需要考虑数据的加密、存储、传输和处理等方面。为应对以上所面临的技术挑战，产学研的结合是非常重要的。具体措施可包括为：（1）加强产学研合作：企业、高校和研究机构可以共同开展研究，针对智慧噪声监测物联网的关键技术进行联合攻关。通过合作，可以充分利用各方优势资源，促进技术创新和成果转化；（2）建立联合实验室：高校和研究机构可以与企业建立联合实验室，共同开展噪声监测技术的研究和应用。这种合作方式可以促进双方在人才、技术和资源等方面的交流和合作，提高技术水平和创新能力；（3）推动人才培养：高校可以开设相关的课程和培训项目，培养具有专业知识和技能的噪声监测技术人才。同时，企业也可以通过与高校的合作，提供实践机会和实习基地，提高学生的实际操作能力和应用能力；（4）促进技术交流和分享：产学研各方可以通过学术会议、技术论坛等方式，进行技术交流和分享，共同推动智慧噪声监测物联网技术的发展和应用。同时，也可以通过这些平台，加强合作和沟通，促进创新成果的共享和转化；（5）加强政策支持和资金投入：政府可以出台相关政策，支持智慧噪声监测物联网技术的发展和应用，提供资金和税收等方面的优惠措施。同时，企业、高校和研究机构也可以通过各种渠道筹集资金，加大对智慧噪声监测物联网技术的投入。本次论坛历时4个小时，与会者们通过深入的技术思辨和讨论，对环境噪声污染的现状、法规政策以及智慧噪声监测物联网技术有了更深入的认识和理解。这次论坛不仅提高了与会者们对噪声污染的重视程度，更激发了大家主动降噪、保护环境的意识。相信在各方的共同努力下，我们能够创造一个更加宁静、宜居的环境。
撰稿：刘野
编辑：刘野
审核：刘野
2011年3月27日，中国计算机学会青年科技论坛（CCF YOCSEF）南京分论坛在南京大学科技馆报告厅举办成立大会。自2011年至今，按照时间顺序，YOCSEF南京AC主席分别是吕建（南京大学）、陶先平（南京大学）、王箭（南京航空航天大学）、许峰（河海大学）、张天（南京大学）、耿新（东南大学）、孙国梓（南京邮电大学）、郭延文（南京大学）、肖亮（南京理工大学）、陈振宇（南京大学）、戴海鹏（南京大学）、夏彬（南京邮电大学）、吉旭（北京掌引科技有限公司），现任AC主席刘野（南京农业大学）。欢迎各界热心人士加入CCF YOCSEF南京大家庭！加入联系：刘野(18260038118，微信同号)合作联系：王帅(13851943011，微信同号)
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