火車站列車運行噪聲測試與分析

齊琦

(太原鐵路局疾病預(yù)防控制所，山西太原 030013)

火車站列車運行噪聲測試與分析

齊琦

(太原鐵路局疾病預(yù)防控制所，山西太原 030013)

目的調(diào)查了解火車站列車運行噪聲的變化規(guī)律，為采取相應(yīng)的治理措施提供依據(jù)。方法以某背景噪聲較小的火車站為現(xiàn)場實測對象，讀取每列車經(jīng)過的等效聲級值和聲級最大值，并每5s讀取瞬時聲級值。結(jié)果列車進站、出站、過站噪聲有不同的變化規(guī)律,它們之間的等效聲級和聲級最大值存在顯著性差異。結(jié)論進站列車是站區(qū)主要噪聲污染源，建議從軌道、車輛、路基、車速、站臺等方面采取減振降噪措施。

火車站；列車； 噪聲

火車站作為鐵路與乘客交互最為頻繁的一個窗口,也是工作人員較多的一個區(qū)域,由其引發(fā)的噪聲污染問題越來越受到人們關(guān)注。本文對列車通過站區(qū)進行了噪聲實測，擬通過測試掌握噪聲的變化規(guī)律，并對噪聲產(chǎn)生的原因以及治理措施、控制手段等分析探討，為開展噪聲治理提供依據(jù)。

1 儀器和方法

1.1 儀器

HS5618A積分聲級計, HS6020聲校準(zhǔn)器。

1.2 方法

1.2.1 聲級計使用前均經(jīng)過檢定，使用前后，聲校準(zhǔn)差值≤0.5 dB(A)；動態(tài)時間響應(yīng)特性采用“快”檔。

1.2.2 聲級計固定在三角架上，測點距地面高度為1.2 m，距站臺邊緣2 m，氣象條件為無雨、無雪、風(fēng)速小于4級。

1.2.3 測試時傳感器垂直指向列車，選擇進站、出站、過站非動車、非高鐵列車各10列，選擇站臺上障礙物較少處的某點為測定點，進站為當(dāng)機車未經(jīng)過且距該點100 m時開始測試至列車經(jīng)過該點到停止運行為止，出站為列車啟動至車尾離開該測點100 m時結(jié)束，過站為機車未經(jīng)過該點且距離100 m時始測，至車尾遠離該點100 m時為止。每列車讀取等效聲級值和聲級最大值，同時用另一臺聲級計讀取每5 s的瞬時聲級值。

2 監(jiān)測結(jié)果

監(jiān)測結(jié)果表明，該站區(qū)無列車通過時的環(huán)境背景噪聲值小于50 dB(A)，當(dāng)有列車經(jīng)過時聲級值均大于60 dB(A)，依據(jù)TB/T 3050—2002《鐵路沿線環(huán)境噪聲測量技術(shù)規(guī)定》，監(jiān)測值不需要進行修正。

2.1 列車進站噪聲

監(jiān)測結(jié)果見圖1、表1。

圖1 列車進站聲級變化圖

由圖1可見，列車進站聲級值逐步增大，從距測點100 m測試開始約10 s時，機車經(jīng)過測點，聲級達到峰值，到?？繒r再次增大然后降到低點。測試結(jié)果，等效聲級平均值86.94 dB(A)，最大聲級值101.5 dB(A)。

表1 列車進站聲級測試值LpA/dB

2.2 列車出站噪聲

監(jiān)測結(jié)果見圖2、表2。

圖2 列車出站聲級變化圖

列車出站的聲級值在列車啟動時較高，然后迅速降低，之后又遞增，在車尾經(jīng)過測點時達到峰值，最終隨著列車的駛離，聲級值迅速減小。測試結(jié)果，等效聲級平均值73.70 dB(A)，最大聲級值90.1 dB(A)。

表2 列車出站聲級測試值LpA/dB

列車序號等效聲級最大值173 285 7274 788 1374 986 2473 485 5573 686 7672 884 6770 881 9873 486 8975 990 11074 385 1均值( x±s)73 70±1 3985 75±1 69

2.3 列車過站噪聲

監(jiān)測結(jié)果見圖3、表3。

圖3 列車過站聲級變化圖

表3 列車過站聲級測試值LpA/dB

列車過站的過程中，在距測點100 m時聲級值較小，列車經(jīng)過測點時數(shù)值大幅上升，隨后比較恒定，隨著列車的駛離，聲級值迅速下降。過站列車等效聲級平均值75.12 dB(A)，最大聲級值88.1 dB(A)。

3 分析討論

3.1 列車進站、出站、過站聲級值隨時間有不同的變化規(guī)律

列車進站的過程中，機車距測點100 m時，由于距離遠，聲級值較低，車速由正常行駛的80～90 km/h減速至50 km/h，此時測得聲級值為60～70 dB(A)，然后隨著距離的減小，聲級值逐步增大，當(dāng)機車經(jīng)過測點時達到峰值，分析認為，除距離的原因外，機車的牽引、減速制動過程中輪軌的摩擦、滾動及車廂的撞擊都使聲級值較高。有資料表明[1]，列車運行的速度越低，聲級值越小，故而在列車隨后的減速過程中，聲級值隨之減小，但?？繒r的制動排風(fēng)噪聲又使得聲級值有一個上升，然后迅速下降。

列車出站時聲級值變化如圖2，分析認為，列車啟動初期，由于機車的牽引、輪軌的摩擦使聲級值較高，尤其緩解排風(fēng)噪聲的影響，啟動后排風(fēng)消除，使得聲級值迅速下降。隨著列車的加速，聲級值漸大，到駛離測點時達到峰值，隨后由于列車離測點的距離增大而使得聲級值迅速減小。

列車過站的過程中，機車距測點100 m時聲級值較低，當(dāng)列車經(jīng)過該點時聲級值大幅上升，在隨后的過程中在70～85 dB(A)之間波動，在車尾經(jīng)過測點后隨著列車的離去聲級值迅速下降(見圖3)。列車過站與進出站不同,列車進出站是一個速度變化較大的過程,而列車過站時噪聲的主要來源是車速和列車與輪軌的撞擊，速度為勻速或變化較小(通常50～80 km/h)，不存在列車的制動與啟動，使得聲級值與列車的進站、出站有不同的變化規(guī)律。

列車在進出站時,車站廣播和人群的流動聲級值通常也較高，圖中曲線有聲級突變點分析為車站廣播和人群流動等因素引起。

3.2 列車進站、出站、過站聲級值比較分析

對列車進出站及過站的聲級值采用方差分析進行比較，見表4。

表4 列車進出站及過站時噪聲聲級分析比較LpA/dB

項目等效聲級最大值列車進站86 94±3 1398 24±2 75列車出站73 70±1 3985 75±1 69列車過站75 12±1 8585 00±1 77F104 560122 238P<0 001<0 001

方差分析結(jié)果表明，列車進站、出站、過站之間的等效聲級比較總的來說差別有統(tǒng)計學(xué)意義，進一步兩兩比較得出，進站與出站、進站與過站之間等效聲級比較差別有統(tǒng)計學(xué)意義，出站與過站等效聲級比較差別無統(tǒng)計學(xué)意義。

列車進站、出站、過站之間的聲級最大值比較總的來說差別有統(tǒng)計學(xué)意義，進一步兩兩比較得出，進站與出站、進站與過站之間聲級最大值比較有統(tǒng)計學(xué)意義，出站與過站聲級最大值比較差別無統(tǒng)計學(xué)意義。

通過方差分析，列車進站的聲級值顯著高于列車出站和過站。進站時列車制動的摩擦、撞擊、車速，使得噪聲值最高，是站區(qū)噪聲治理的主要方面。其次是過站，雖然過站時列車的制動、輪軌的摩擦造成的噪聲不大，但較快的車速和輪軌的撞擊等造成較高的聲級值。出站聲級值相對較小，這與啟動初期緩慢的車速和提速后很快駛離有關(guān)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

4.1.1 列車進站、出站、過站聲級值的變化規(guī)律不同，產(chǎn)生噪聲的機理及主要影響因素不同。

4.1.2 進站列車是站區(qū)主要噪聲污染源。

4.2 建議

站區(qū)噪聲的來源有列車運行、車站廣播系統(tǒng)、乘客的嘈雜聲等多方面因素，其中列車運行噪聲是主要方面。列車運行噪聲主要由輪軌噪聲、機車牽引噪聲等組成[2]，輪軌噪聲有摩擦噪聲、撞擊噪聲和轟鳴噪聲，另外還有列車本身制動和啟動系統(tǒng)的排風(fēng)噪聲和工作時閘瓦與制動啟動盤之間摩擦振動產(chǎn)生的噪聲。同時，列車運行噪聲的高低與列車的運行速度、輪軌的結(jié)構(gòu)性能、輪軌的質(zhì)量等有密切關(guān)系。針對站區(qū)噪聲的特點及列車進站、出站、過站噪聲的不同變化規(guī)律，我們可采取相應(yīng)對策，從軌道、車輛、路基、車速、站臺等方面著手改進減振降噪技術(shù)，使車站噪聲控制在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，達到保障人群健康的目的，現(xiàn)探討如下。

①定期對車輪踏面鏇修，對鋼軌面磨削，減小車輪和軌道間的摩擦。

②用無縫鋼軌代替接縫鋼軌。

③安裝軌道減振器，減弱軌道振動的傳遞。

④在軌道和路基之間采用碎石道床，能衰減從鋼軌向路基傳遞的振動和噪聲。

⑤對車輛結(jié)構(gòu)及材料進行輕量化設(shè)計，減少自重，從而減小輪軌間的相互作用力，達到降低噪聲的目的。提高車廂連接的穩(wěn)定性，盡量形成一個整體，連接處還可安裝減振裝置。

⑥列車盡量采用流線型設(shè)計，以減小氣流噪聲。

⑦站臺、站臺的頂棚和墻壁布設(shè)吸聲材料[3]。

⑧改進機車啟動、制動技術(shù)。

⑨控制列車經(jīng)過站區(qū)的速度。

[1] 孫維娜，李莉，羅雁云.軌道交通列車不同運行速度下噪聲特性對比研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報，2014(2):32-36.

[2] 祝文英，周裕德，應(yīng)樂惇，等.高速列車行駛噪聲的影響特點及其評價的探討[J].噪聲與振動控制,2009(S2):185-189.

[3] 張海,王致,肖曉琴,等.城市軌道交通三類站臺的噪聲暴露水平分析[J].中國衛(wèi)生工程學(xué),2009,8(6):345-346.

2016-10-31；

2016-11-28

齊琦(1968—)，女，山西太原人，大學(xué)本科，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。

2095-1671(2016)06-0279-04

TB53

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