基于射频电磁辐射车载巡测技术的区域电磁环境质量调查研究

摘要：本文基于射频电磁辐射车载巡测技术对陕西省西安市、西咸新区（省管）、咸阳市、杨凌示范区（省管）、渭南市、宝鸡市城市建成区域及典型功能区域进行区域电磁环境质量调查。调查城市区域电磁环境质量未超过相关标准限值，通过调查研究以及车载巡测技术的应用，提出新的管控建议，对保障公众电磁环境安全有着重大的社会意义。

关键词：电磁辐射；环境监测；车载巡测；调查评估

随着移动通信技术的迅猛发展，特别是5G技术商用的普及和应用场景的升级扩容加速了5G基站规模的提升，截至2023年6月底，我国累计已建成5G基站超过293.7万个，5G用户数达到67616.0万户，与此同时，各种卫星通信、气象卫星等电磁设施的建设也逐年增多。因此，随着电磁设施的大量应用，公众将不可避免地面临越来越多的电磁设施和新的电磁环境安全问题。2024年生态环境部发布了《区域电磁环境调查与评估方法（试行）》（HJ1349—2024），明确了区域电磁环境质量监测和评估方法，完善了区域电磁环境监测的技术方法。

本文主要对城市建成区域及典型功能区块，按照电磁辐射相关的标准规范进行调查、监测和分析，掌握陕西省关中平原地区城市电磁辐射污染情况，了解城市电磁辐射环境在空间及时间的变化。

1调查研究内容

1.1区域电磁环境质量在空间上的调查分析

通过对城市建成区域的电磁环境监测，结合各城市的人口密度差异、产业结构差异、城市化进程差异、地理位置差异等各方面因素，研究电磁环境质量的差异，并分析新形势下电磁辐射环境在不同城市因素影响下的变化趋势。

1.2区域电磁环境质量在时间上的调查分析

通过对城市建成区域电磁环境的工作日、非工作日、24小时的不同时间段监测，结合不同时间段的数据结果，研究电磁环境质量在不同时间段上的差异，并分析新形势下不同时间段电磁辐射环境的分布情况及变化趋势，找到不同城市的电磁辐射活跃时间段，并深入挖掘不同城市电磁辐射环境在时间段上形成差异的原因。

2调查区域

充分考虑所选调查城市的地理位置、经济发展阶段、城市化进程、人口构成规模等情况，最终确定调查区域为：西安市、西咸新区（省管）、咸阳市、杨凌示范区（省管）、渭南市、宝鸡市。

3设备构成及工作方法

3.1系统设备构成

电磁辐射车载巡测系统能够对各种电磁辐射源（如手机基站、广播电视发射塔、中波台、短波发射设备等）进行快速监测与分析。系统设备主要由选频式电磁辐射监测仪器、卫星定位设备、数据采集设备三部分构成。

3.2工作方法

电磁辐射车载巡测系统通过选频式电磁辐射监测仪器进行数据监测，监测仪器应具有各向同性探头（天线）、可快速分析处理监测数据的仪器主机及能满足连续监测的供电模块。仪器主机将探头监测到的电磁波进行快速的处理和分析，得到实时的电磁辐射频谱数据。

通过卫星定位设备实时获取经纬度，要求卫星定位设备经纬度获取的数据刷新率与选频式电磁辐射监测仪器的实时频谱获取速度相匹配，保证每个获取的有效经纬度与电磁辐射频谱数据相对应。

最后，通过数据采集设备将选频式电磁辐射监测仪器与卫星定位设备的数据进行收集和匹配，生成电磁辐射数据与经纬度相关联的数据，并将数据进行实时的可视化展示和存储，用于实时的数据观测和后期的数据研究。

4调查方法

以汽车作为载体，对调查区域主要干道进行区域电磁环境质量车载巡测。将选频式电磁辐射监测仪器、卫星定位设备的天线架设在汽车上，以一定的速度进行读取实时电磁辐射环境信息，软件自动记录当前位置电磁辐射分频数据，并在数据采集设备上记录下来。

5调查研究结果

5.1区域电磁环境空间比较分析结果

5.1.1城市建成区域分析

根据各调查区域数据的汇总情况进行初步的数据分析，主要针对各调查区域开展数据比较和作图统计。各调查区域的区域电磁环境数据统计图，见图1，从统计图可知：

（1）区域电磁环境质量指数（以下简称“EMQI”）最高的两个地区为西安市和西咸新区；

（2）6个调查区域30MHz～6GHz频段的电场强度平均值差异并不明显；

（3）0.1～30MHz频段的电场强度平均值除西咸新区外，其余5个地区差异涨落不大。

深入研究，筛选出各个调查区域中EMQI最高的区（县）级别城市区域进行分析，见图2，可以发现4个设区市的主城区均入选，同时进行比较，从EMQI、30MHz～6GHz频段的平均电场强度、0.1～30MHz频段的平均电场强度3个指标数据去观察，各个地区相应区域的各指标大小排序与图1几乎没有变化。从地理位置分布可以看出，EMQI较高的3个区域均处在西安市中心腹地，且为抱团之势，是目前陕西省发展最快、人口数量最集中的区域。

由此可以得出，区域电磁环境质量主要与该地区的核心区域有关，周边较小区域对整体影响较小；经济发展快、人口流动规模大的区域是电磁辐射污染问题最容易出现的区域。

5.1.2功能区域分析

重点选取咸阳市秦都区为城市功能区域电磁环境质量的调查区域，区域电磁环境质量调查的空间区域功能类型主要分为5个大类：公共生活服务区、产业区、商务区、文教区和农村地区，得到的监测数据箱线图见图3。

通过数据统计分析可以看出：

（1）商务区内各区块平均电场强度值均为5个功能区中最高，并且分布跨度相较其他5区更大，说明该区域为较为活跃的地区，电磁辐射设备的利用率相对较高，但是分布不均，是电磁辐射环境质量需要重点关注的地区。

（2）文教区的范围相对较少，样本量不是很大，但是从数据分析上不难发现，文教区的数据离散程度是5区内除农村地区外最低的，说明该区域内电磁辐射设施分布较为均匀。

（3）公共生活服务区内异常点位较少，且数据大小连续性较好，但是整体数据分布较为离散，考虑原因为目前秦都区处于城市化进程当中，部分地区正面临旧改新建，且区内新建楼盘和老旧小区并存，会出现电场强度分布不均的现象，需要重点关注人口聚集的地区。

（4）产业区内异常点位是5区中最多的，且异常点位均在数据上边缘，即极大值的异常点位较多，说明产业区内存在电磁环境情况参差不齐，考虑到该地区正处于建设周期内，因此对电磁辐射设施的利用率也不同，且数据离散程度较高，需要持续观察。

（5）农村地区是5个区域中最稳定的，数据相对集中且跨度不大，异常点位有，但是不离散程度不大，整体电磁环境情况较为统一。

5.2区域电磁环境时间比较分析结果

5.2.1工作日与非工作日比较

根据监测数据对各调查区域进行纵向时间比较，因建成区内0.1～30MHz频段监测数据代表性较差，因此主要对比工作日和非工作日30MHz～6GHz频段的数据。统计数据见图4。

由数据分析可知，调查区域50个区（县），23个非工作日电场强度值大于工作日，2个电场强度值相等，25个工作日电场强度值大于非工作日，由此说明从区（县）范围并不能分析出工作日与非工作日间电场强度值的差异。

5.2.224小时比较

进行24小时区域电磁环境的比较，需要考虑时间段划分的问题，也要对路测的路线进行把控，确保在相应的时间内完成监测任务。

参考《区域电磁环境调查与评估方法（试行）》上对监测时间的要求，理想的监测时间区间为5：00～23：00，因此将理想的监测时间分为9个时间段，剩余的时间分为3个时间段。并对这12个时间段，在相同监测区域、相同监测路线上监测得出的数据结果进行比较分析，数据图表见图5。

由图5的数据分析可知：

（1）从西安市、咸阳市、渭南市、宝鸡市24小时数据折线图中可以分析出0.1～30MHz的中短波频段对建成区范围内的公众生活区域影响不随每天的时间变化而变化；从西咸新区的中波台影响下的24小时的数据变化中可知，中短波频段的数据的变化没有时间规律。

（2）从折线图的线性来看，30MHz～6GHz的射频频段电场强度值与EMQI的折线变化趋势具有一致性，与0.1～30MHz的中短波频段无关。

（3）从各调查区域折线图分析来看，西安市、咸阳市、渭南市、宝鸡市公众生活环境中电磁辐射设施设备使用较多的时间段为每天的7：00～23：00。

6结论

（1）通过对陕西省城市区域电磁辐射的车载监测，现在城市电磁辐射水平均低于国家的限值，但随着城市的发展，城市化水平的推进，5G技术应用的普及，中短波台、广播电视发射塔、移动通信基站等的建设会使敏感的电磁辐射问题越来越严重。因此针对工作活动较为密集的区域、时间段，开展定期的快速巡测或24小时的连续监测，有助于管理部门及时掌握城市区域电磁辐射水平，并进行干预管理，也有助于公众深入了解生活区域的电磁环境，消除疑惑减少投诉。

（2）射频电磁辐射车载巡测技术目前已有相关标准的支持，仪器测量能力也达到要求，区域电磁环境质量的监测和评估方法也有多种选择，针对不同的监测环境选择不同的方法，并在应用方法时需要做好准备工作，并按照要求开展质量保障工作，从而提高监测方法的应用水平。

参考文献：

［1］李飞，徐辉，佟晶.车载电磁辐射监测系统影响因素的分析研究［J］.安全与电磁兼容，2022（03）：7276.

［2］吴玉丽，王国旗.区域射频电磁辐射环境监测方法研究［J］.科技经济导刊，2017（10）：133.

［3］李业强，杨小龙，刘志刚，等.鄂尔多斯市典型区域环境电磁辐射监测与评价［J］.环境与发展，2018，30（02）：5354.

作者简介：张丹（1981—），女，汉族，陕西西安人，本科，工程师，研究方向：生态环境保护。

*通讯作者：叶常青（1994—），男，汉族，浙江金华人，本科，工程师，研究方向：生态环境保护。