軌道交通噪聲監(jiān)測(cè)方法探討

橙志（上海）環(huán)保技術(shù)有限公司 秦文婷

一、引言

軌道交通噪聲擾民問題日益突出，目前使用的聲環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行A計(jì)權(quán)之后，根據(jù)當(dāng)?shù)貓?zhí)行的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而軌道交通噪聲具有頻發(fā)、瞬時(shí)聲級(jí)高、影響輻射面大、范圍廣的特點(diǎn)[1]。因此，準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)軌道交通經(jīng)過時(shí)的噪聲，意義重大。軌道交通噪聲主要為輪軌噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲[2]，合理有效的監(jiān)測(cè)方法對(duì)解決軌道交通噪聲污染能起到積極的作用。為此，本文監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選在上海軌道交通3號(hào)線沿線處，對(duì)不同的監(jiān)測(cè)方法得到的結(jié)果進(jìn)行分析。

二、噪聲監(jiān)測(cè)方案選擇

本次監(jiān)測(cè)在同一點(diǎn)位，因采樣時(shí)間不同，分別編號(hào)N24-1、N2，位于上海軌道交通3號(hào)線沿線處。

（一）采用24h連續(xù)噪聲監(jiān)測(cè)

N24-1點(diǎn)位；監(jiān)測(cè)當(dāng)天氣候適宜，采樣信息如下：

采樣設(shè)備：多功能聲級(jí)計(jì)，型號(hào)：AWA6228+；

點(diǎn)位設(shè)定：點(diǎn)位布設(shè)在距3號(hào)線約30m處，監(jiān)測(cè)高度4.0m，連續(xù)監(jiān)測(cè)2d。

監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖1-圖2所示。

圖1 第一日24h連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖2 第二日24h連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果

從以下監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，就整體而言，N24-1監(jiān)測(cè)點(diǎn)噪聲隨時(shí)間呈現(xiàn)規(guī)律性變化，較大聲級(jí)普遍出現(xiàn)在上午7:00-9:00，以及下午16:00-19:00期間，上述期間囊括了地鐵運(yùn)營(yíng)高峰時(shí)間，考慮到軌道交通3號(hào)線具有規(guī)律發(fā)車時(shí)間及穩(wěn)定一致的運(yùn)行速度，可判定上述情況是由軌道交通線規(guī)律性的輪軌噪聲導(dǎo)致的。但從24小時(shí)連續(xù)噪聲的結(jié)果分析，軌道交通運(yùn)營(yíng)期間，1小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)的聲級(jí)主要出現(xiàn)在60-65 dB(A)，然而除早、晚高峰和平峰時(shí)段，列出發(fā)車間隔時(shí)間為7-14分鐘，列車經(jīng)過時(shí)，瞬時(shí)聲級(jí)較大，此數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確地描述軌道交通經(jīng)過時(shí)的瞬時(shí)噪聲。

（二）采用瞬時(shí)噪聲監(jiān)測(cè)

對(duì)于軌道交通經(jīng)過時(shí)的瞬時(shí)噪聲的監(jiān)測(cè)，由于監(jiān)測(cè)時(shí)，不同測(cè)試人員身體素質(zhì)不同，反應(yīng)時(shí)間不同，導(dǎo)致采樣起止時(shí)間不同，測(cè)得的聲級(jí)也不同，這必然導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果存在差異[3]，因此僅靠測(cè)試人員的個(gè)人判斷，不能精確監(jiān)測(cè)軌道交通經(jīng)過時(shí)的瞬時(shí)噪聲。

因此，采用0.5s間隔對(duì)不同頻率的聲級(jí)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，編號(hào)N2，分別選取晝間3個(gè)時(shí)段進(jìn)行1小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，連續(xù)監(jiān)測(cè)2天。

監(jiān)測(cè)條件如下：

監(jiān)測(cè)當(dāng)天氣候適宜，采樣信息如下：

采樣設(shè)備：多功能聲級(jí)計(jì)，型號(hào)：AWA6228+；

點(diǎn)位設(shè)定：點(diǎn)位布設(shè)在距3號(hào)線約30m處，監(jiān)測(cè)高度4.0m。

三、結(jié)果與討論

通過不同頻率下聲級(jí)的響應(yīng)，可以準(zhǔn)確判斷軌道交通經(jīng)過時(shí)輪軌噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲對(duì)聲級(jí)的貢獻(xiàn)值。

1h等效連續(xù)聲級(jí)及頻譜特性：

通過對(duì)12.5-2000HZ之間 23個(gè)頻率下的聲級(jí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得出如圖3到圖8所示。

圖3 （第一日11:00-12:00）1h連續(xù)等效聲級(jí)頻譜特性

圖4 （第一日14:00-15:00）1h連續(xù)等效聲級(jí)頻譜特性

圖5 （第一日20:00-21:00）1h連續(xù)等效聲級(jí)頻譜特性

圖6 （第二日10:00-11:00）1h連續(xù)等效聲級(jí)頻譜特性

圖7 （第二日14:00-15:00）1h連續(xù)等效聲級(jí)頻譜特性

圖8 （第二日20:00-21:00）1h連續(xù)等效聲級(jí)頻譜特性

由以上圖3到圖8監(jiān)測(cè)結(jié)果可見：N2監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，最大A計(jì)權(quán)等效連續(xù)1小時(shí)聲級(jí)出現(xiàn)在60(A)-65dB(A)之間，且各時(shí)段（晝間 10:00-11:00、11:00-12:00、14:00-15:00、20:00-21:00） 最大聲級(jí)接近，此結(jié)果與24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相吻合。

在N2監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，不同頻率下頻譜特性圖聲級(jí)呈現(xiàn)3處變化，分別為160Hz、250Hz和500Hz，其中160Hz、250Hz處聲級(jí)較大，且高出其他頻率聲級(jí)，500Hz處聲級(jí)較小，且與附近頻率聲級(jí)相差較小。根據(jù)連續(xù)1小時(shí)等效聲級(jí)的頻譜數(shù)據(jù)，可以看出軌道交通經(jīng)過時(shí)噪聲以在低頻和中頻出現(xiàn)波峰，反應(yīng)的是列車通過時(shí)的二次結(jié)構(gòu)噪聲和輪軌噪聲。因此，根據(jù)以上結(jié)果，筆者從1小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中提取出軌道交通經(jīng)過于11時(shí)43分30秒至11時(shí)43分50秒的20s內(nèi)，不同頻率下的聲級(jí)數(shù)據(jù)，分析如圖9：

圖9 20S頻譜特性示意圖

由圖9監(jiān)測(cè)結(jié)果可知：N2監(jiān)測(cè)點(diǎn)處線性計(jì)權(quán)聲級(jí)在不同頻率下出現(xiàn)了2次波峰，第一波峰出現(xiàn)在80Hz附近，表明軌道交通經(jīng)過時(shí)噪聲以低頻為主，反應(yīng)的是列車通過時(shí)的二次結(jié)構(gòu)噪聲；此外，在400-630Hz附近尚存在第二波峰，反應(yīng)的是以輪軌噪聲為主的列車噪聲；第一波峰80Hz等效聲級(jí)約為81dB，第二波峰400Hz等效聲級(jí)約為64dB，即低頻結(jié)構(gòu)噪聲超過中頻輪軌噪聲約17dB。通過A計(jì)權(quán)后，由于低頻噪聲值衰減量較大，比如80Hz頻率下A計(jì)權(quán)修正量為-22.5dB(A)，與630Hz修正量-1.9dB(A)相差20.6dB(A)，此時(shí)N2監(jiān)測(cè)點(diǎn)處頻譜特性不同頻率下2次波峰情況仍清晰可見，第一波峰出現(xiàn)在80Hz，等效聲級(jí)約為59dB(A)，第二波峰出現(xiàn)在630Hz，等效聲級(jí)約為62.0dB(A)，此時(shí)低頻結(jié)構(gòu)噪聲超過中頻輪軌噪聲約為3dB(A)。本次監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：軌道交通噪聲主要以由車輪和鋼軌系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的輪軌噪聲及軌道與軌下基礎(chǔ)振動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲構(gòu)成。輪軌噪聲的中頻等效噪聲聲級(jí)范圍為63-64dB(A)，二次結(jié)構(gòu)噪聲的低頻等效噪聲聲級(jí)為81 dB(A)。

四、結(jié)論

文章對(duì)軌道交通噪聲進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，根據(jù)兩種不同監(jiān)測(cè)方式的數(shù)據(jù)分析對(duì)比，得出如下結(jié)論：通過0.5s間隔對(duì)軌道交通噪聲進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，能準(zhǔn)確表征軌道交通噪聲發(fā)生時(shí)不同頻率對(duì)應(yīng)的最大聲級(jí)，為后續(xù)的噪聲影響評(píng)價(jià)及防治措施提供有效的數(shù)據(jù)支撐。