高速鐵路客車(chē)噪聲標(biāo)準(zhǔn)分析與降噪方案

（中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司科技管理部，130062，長(zhǎng)春∥高級(jí)工程師）

高速鐵路客車(chē)噪聲標(biāo)準(zhǔn)分析與降噪方案

王艷麗

（中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司科技管理部，130062，長(zhǎng)春∥高級(jí)工程師）

分析了目前國(guó)內(nèi)外高速鐵路客車(chē)主流噪聲標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)指標(biāo)及各自的側(cè)重點(diǎn)，將國(guó)內(nèi)各噪聲指標(biāo)限值與國(guó)際相應(yīng)噪聲限值進(jìn)行比較，指出了我國(guó)高速鐵路客車(chē)降噪技術(shù)的進(jìn)展與不足。同時(shí)，以中外標(biāo)準(zhǔn)比較為依據(jù)，從設(shè)計(jì)角度提出我國(guó)高速鐵路客車(chē)降噪的主要發(fā)展方向，分析相關(guān)重點(diǎn)與難點(diǎn)，給出了降噪設(shè)計(jì)方案。

高速鐵路列車(chē)；噪聲標(biāo)準(zhǔn)；降噪

Author′saddressCRRC Changchun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

隨著近年來(lái)各國(guó)高速鐵路的里程增加、技術(shù)提升和競(jìng)爭(zhēng)加劇，業(yè)主對(duì)高速鐵路乘坐舒適性的要求也日益提高。高速鐵路客車(chē)噪聲對(duì)乘客與司乘人員的生理、心理及周?chē)h(huán)境均有影響，是評(píng)價(jià)舒適性的重要指標(biāo)之一。中國(guó)高速鐵路堪稱(chēng)后起之秀，但在噪聲標(biāo)準(zhǔn)與降噪研究方面，與各技術(shù)強(qiáng)國(guó)相比，并無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。因此，有必要分析各國(guó)及國(guó)際組織相關(guān)噪聲限值標(biāo)準(zhǔn)，探究行之有效的降噪方案，為我國(guó)高速鐵路噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善開(kāi)展有效的探索與嘗試。

1 中國(guó)高速鐵路現(xiàn)行噪聲標(biāo)準(zhǔn)

1．1 標(biāo)準(zhǔn)概述

目前中國(guó)高速鐵路噪聲測(cè)試主要參照的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)外噪聲測(cè)試方法按照EN ISO 3095－2005《鐵路應(yīng)用—聲學(xué)—軌道車(chē)輛排放的噪聲測(cè)量》要求執(zhí)行，車(chē)內(nèi)噪聲測(cè)試方法按照EN ISO 3381－2005《鐵路應(yīng)用—聲學(xué)—軌道車(chē)輛內(nèi)部噪聲的測(cè)量：第2部分》要求執(zhí)行。隨著高速鐵路技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)已建立了自己的高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系，但噪聲方面仍按《CRH系列動(dòng)車(chē)組噪聲等評(píng)價(jià)指標(biāo)暫行規(guī)定》（鐵總科技［2014］210號(hào)）文件執(zhí)行（此規(guī)定可視為中國(guó)高速鐵路噪聲標(biāo)準(zhǔn)的前身）。

1．2 標(biāo)準(zhǔn)分析

EN ISO 3095—2005與EN ISO 3381—2005兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)旨在定性描述噪聲測(cè)試的原則與方法，詳細(xì)規(guī)定了測(cè)試儀器、測(cè)試條件與測(cè)試程序。其優(yōu)勢(shì)是適用性強(qiáng)，使用國(guó)家較多，不足之處是沒(méi)有規(guī)定車(chē)輛噪聲限值參數(shù)。中國(guó)鐵路總公司參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)水平與國(guó)情，發(fā)布了《CRH系列動(dòng)車(chē)組噪聲等評(píng)價(jià)指標(biāo)暫行規(guī)定》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《評(píng)價(jià)指標(biāo)》），與上述兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)互為補(bǔ)充。

《評(píng)價(jià)指標(biāo)》主要分為車(chē)外噪聲和車(chē)內(nèi)噪聲。車(chē)外噪聲分為車(chē)外靜置輻射噪聲和車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲：車(chē)外靜置輻射噪聲按限值劃分為優(yōu)、良、合格3個(gè)等級(jí)；車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲按列車(chē)時(shí)速?gòu)?00～350 km／h劃分了4個(gè)速度級(jí)，每個(gè)速度級(jí)再按噪聲限值分為3個(gè)等級(jí)。車(chē)內(nèi)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)則規(guī)定了車(chē)輛的不同區(qū)域（司機(jī)室、端部等）在不同時(shí)速條件下3個(gè)等級(jí)的噪聲限值。

該《評(píng)價(jià)指標(biāo)》最大的優(yōu)勢(shì)是劃分細(xì)致明晰，可操作性強(qiáng)，同時(shí)明確規(guī)定了時(shí)效，即“合格”等級(jí)的指標(biāo)只是作為過(guò)渡，有效期至2016年。這也就意味著2016年以后，噪聲測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)要達(dá)到“優(yōu)”或“良”才符合標(biāo)準(zhǔn)，而采用過(guò)渡指標(biāo)作為噪聲試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的新型動(dòng)車(chē)組，應(yīng)在2016年年底前完成型式試驗(yàn)。

2 各國(guó)噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值比較

2．1 車(chē)外噪聲

2．1．1 車(chē)外靜置輻射噪聲

從表1可以看出，我國(guó)《評(píng)價(jià)指標(biāo)》中的車(chē)外靜置輻射噪聲限值略低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。而從實(shí)測(cè)結(jié)果看，早期生產(chǎn)的CRH5A型動(dòng)車(chē)組噪聲測(cè)試值較大，但仍在“合格”范圍內(nèi)，而CRH380B型動(dòng)車(chē)組實(shí)測(cè)值為63dB（A），350km／h標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組實(shí)測(cè)值為62 dB（A），已十分接近國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明我國(guó)在車(chē)外靜置輻射噪聲控制方面已取得較大進(jìn)展，并且未來(lái)仍有提升空間。

表1 車(chē)外靜置輻射噪聲限值

2．1．2 車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲

表2數(shù)據(jù)均為距鐵路中心線(xiàn)25m處、相近運(yùn)行時(shí)速下的車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲限值。經(jīng)比較可以看出，我國(guó)《評(píng)價(jià)指標(biāo)》中的車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲限值要求基本達(dá)到了世界中等水平。然而，CRH5A型、CRH380B型、350km／h標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組等項(xiàng)目在中等水平標(biāo)準(zhǔn)的要求下，實(shí)測(cè)結(jié)果中“良”占較大比例，這說(shuō)明我國(guó)在車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲領(lǐng)域距世界領(lǐng)先水平還有差距，所以應(yīng)加大車(chē)輛噪聲研究力度，切實(shí)提升車(chē)外降噪效果。

表2 相近時(shí)速下各國(guó)車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲限值

2．2 車(chē)內(nèi)噪聲

聲學(xué)研究表明，高速鐵路客車(chē)的車(chē)內(nèi)噪聲應(yīng)平穩(wěn)地控制在65～75dB（A）范圍內(nèi)，才不會(huì)影響乘客聽(tīng)力并感覺(jué)舒適。近年來(lái)各國(guó)高速鐵路都致力于控制車(chē)內(nèi)噪聲，營(yíng)造安靜的乘車(chē)氛圍。各國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 相近時(shí)速下各國(guó)車(chē)內(nèi)噪聲限值

目前在車(chē)內(nèi)噪聲方面，我國(guó)的《評(píng)價(jià)指標(biāo)》劃分較細(xì)致合理，尤其是客室噪聲限值與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)旗鼓相當(dāng)。實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，CRH5A型動(dòng)車(chē)組客室測(cè)試已全部達(dá)“優(yōu)”，CRH380B型動(dòng)車(chē)組、350km／h標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組部分達(dá)“優(yōu)”，部分為“良”，基本達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，但頭車(chē)司機(jī)室實(shí)測(cè)噪聲值＞75 dB（A），長(zhǎng)時(shí)間累積會(huì)對(duì)司機(jī)健康有影響。盡管司機(jī)室噪聲較大是各國(guó)高速鐵路的通病，但我國(guó)高速鐵路要致力于達(dá)到世界先進(jìn)水平，攻堅(jiān)克難是必然選擇。

3 降噪方案

3．1 車(chē)外降噪

3．1．1 車(chē)外靜置輻射噪聲控制

空調(diào)系統(tǒng)噪聲是靜置狀態(tài)下車(chē)內(nèi)外噪聲的主要來(lái)源，所以降噪首先考慮控制氣動(dòng)噪聲。通過(guò)優(yōu)化風(fēng)機(jī)葉片形狀，改進(jìn)氣動(dòng)性能，可降低空調(diào)氣動(dòng)噪聲。其次考慮降低空調(diào)機(jī)械噪聲，可通過(guò)提高空調(diào)設(shè)備制造和裝配精度，做好旋轉(zhuǎn)件的動(dòng)、靜平衡，減小部件間的間隙、撞擊和振動(dòng)等措施，來(lái)達(dá)到降噪效果。

3．1．2 車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲控制

輪軌和轉(zhuǎn)向架區(qū)域的降噪歷來(lái)是難點(diǎn)，目前主要措施是輪緣潤(rùn)滑減磨（干式潤(rùn)滑、濕式潤(rùn)滑），通過(guò)控制輪軌的摩擦狀態(tài)，延緩輪軌表面粗糙度惡化來(lái)降噪。另外，增加車(chē)輪降噪塊和降噪輻板，也是比較有效的降噪措施。

3．2 車(chē)內(nèi)降噪

3．2．1 司機(jī)室降噪

車(chē)頭司機(jī)室是降噪前沿陣地，采用流線(xiàn)型車(chē)頭是降低車(chē)輛表面氣動(dòng)噪聲的重要手段。風(fēng)檔區(qū)域是公認(rèn)的噪聲重災(zāi)區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組采用全風(fēng)擋結(jié)構(gòu)，測(cè)試證明此結(jié)構(gòu)能有效降低風(fēng)檔區(qū)域的氣動(dòng)噪聲。車(chē)燈結(jié)構(gòu)布局合理也可減少噪聲泄漏。司機(jī)室骨架間如果填吸聲材料，噪聲可下降約1dB（A）。司機(jī)室地板腔內(nèi)如果增加吸聲材料，可大幅降低車(chē)下傳入的噪聲。

3．2．2 客室降噪

盡管目前客室噪聲控制相對(duì)理想，但客室兩端與中部相比還有差距。之所以造成這種現(xiàn)象，原因是兩車(chē)端連接處車(chē)外噪聲大，而車(chē)體端部密封性不好，造成車(chē)外噪聲泄入客室?？褪医翟氪胧┲饕校禾岣哕?chē)端部件設(shè)計(jì)、制造與裝配的精度，盡量減小縫隙，提高隔聲性能；所有車(chē)外進(jìn)入車(chē)內(nèi)的孔均要采用耐老化氣密元件或填充密封膠，同時(shí)要善用吸聲材料和隔聲貼（此類(lèi)材料可謂小投入大產(chǎn)出）；受電弓及空調(diào)機(jī)組下方可根據(jù)需要增加隔音裝置。另外，應(yīng)加大振動(dòng)噪聲傳遞路徑的研究，只有摸清噪聲的來(lái)龍去脈，才能有針對(duì)性地解決問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)高速鐵路客車(chē)噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)基本接近國(guó)際先進(jìn)水平，所以中國(guó)高速鐵路噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制定與發(fā)布是可行與可期的。未來(lái)車(chē)輛降噪研究的一個(gè)重要方向是車(chē)外運(yùn)行輻射噪聲控制，重點(diǎn)是輪軌噪聲、轉(zhuǎn)向架區(qū)域噪聲、空調(diào)系統(tǒng)噪聲的降低；另一個(gè)重要方向是特殊部位的車(chē)內(nèi)噪聲控制，重點(diǎn)是司機(jī)室區(qū)域、風(fēng)擋區(qū)域、受電弓或空調(diào)機(jī)組下方客室區(qū)域及車(chē)端區(qū)域噪聲的降低。

建議整車(chē)做噪聲指標(biāo)分解，制定各大系統(tǒng)的聲學(xué)規(guī)范，嚴(yán)格控制系統(tǒng)噪聲指標(biāo)。

［1］ 黃欣，董孝卿．高速鐵路車(chē)輛噪聲標(biāo)準(zhǔn)的研究［J］．鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2008，28（4）：38．

［2］ 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）．鐵路應(yīng)用—聲學(xué)—軌道車(chē)輛內(nèi)部噪聲的測(cè)量（第2部分）：EN ISO 3381—2005［S］．瑞士：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織委員會(huì)，2005．

［3］ 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）．鐵路應(yīng)用—聲學(xué)—軌道車(chē)輛排放的噪聲測(cè)量：EN ISO 3095—2005［S］．瑞士：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織委員會(huì)，2005．

［4］ 俄羅斯聯(lián)邦計(jì)量和技術(shù)管理局．電氣列車(chē)一般技術(shù)要求：GOST 55434—2013［S］．莫斯科：俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量和合格認(rèn)證信息科技中心，2013．

［5］ 俄羅斯聯(lián)邦衛(wèi)生部．國(guó)家衛(wèi)生保健醫(yī)生法令—鐵路運(yùn)輸：СП 2．5．1198—03［S］．莫斯科：俄羅斯聯(lián)邦司法部．

［6］ 國(guó)際鐵路聯(lián)合會(huì)（UIC）．保證高速列車(chē)技術(shù)兼容性的措施：UIC 660—2002［S］．巴黎：國(guó)際鐵路同盟，2002．

［7］ 歐洲聯(lián)盟．機(jī)車(chē)車(chē)輛分系統(tǒng)互通性的技術(shù)規(guī)范：TSI—2011－291－EU［S］．布魯塞爾：歐洲聯(lián)盟委員會(huì)．

Analysis of High－speed Train Noise Standards and Noise Reduction Scheme

WANG Yanli

The mainstream noise standards，evaluation indicators and respective emphatic poins in China and foreign countries are analyzed，their noise indexes and noise limit values are compared．On this basis，the development and the shortage of high－speed railway noise researches and control technologies in China are pointed out．At the same time，the comparison result is used to determine the main direction of high－speed train noise reduction development in China，the potential difficulties and corresponding emphases from the design angle are proposed．

high－speed railway train；noise standards；noise reduction

U270．0＋6

10．16037／j．1007－869x．2017．02．018

2016－09－21）