火车站列车运行噪声测试与分析

2016-02-10齐琦

铁路节能环保与安全卫生 2016年6期

关键词：声级进站列车运行

齐琦

(太原铁路局疾病预防控制所，山西太原 030013)

火车站列车运行噪声测试与分析

齐琦

(太原铁路局疾病预防控制所，山西太原 030013)

目的调查了解火车站列车运行噪声的变化规律，为采取相应的治理措施提供依据。方法以某背景噪声较小的火车站为现场实测对象，读取每列车经过的等效声级值和声级最大值，并每5s读取瞬时声级值。结果列车进站、出站、过站噪声有不同的变化规律,它们之间的等效声级和声级最大值存在显著性差异。结论进站列车是站区主要噪声污染源，建议从轨道、车辆、路基、车速、站台等方面采取减振降噪措施。

火车站；列车；噪声

火车站作为铁路与乘客交互最为频繁的一个窗口,也是工作人员较多的一个区域,由其引发的噪声污染问题越来越受到人们关注。本文对列车通过站区进行了噪声实测，拟通过测试掌握噪声的变化规律，并对噪声产生的原因以及治理措施、控制手段等分析探讨，为开展噪声治理提供依据。

1 仪器和方法

1.1 仪器

HS5618A积分声级计, HS6020声校准器。

1.2 方法

1.2.1 声级计使用前均经过检定，使用前后，声校准差值≤0.5 dB(A)；动态时间响应特性采用“快”档。

1.2.2 声级计固定在三角架上，测点距地面高度为1.2 m，距站台边缘2 m，气象条件为无雨、无雪、风速小于4级。

1.2.3 测试时传感器垂直指向列车，选择进站、出站、过站非动车、非高铁列车各10列，选择站台上障碍物较少处的某点为测定点，进站为当机车未经过且距该点100 m时开始测试至列车经过该点到停止运行为止，出站为列车启动至车尾离开该测点100 m时结束，过站为机车未经过该点且距离100 m时始测，至车尾远离该点100 m时为止。每列车读取等效声级值和声级最大值，同时用另一台声级计读取每5 s的瞬时声级值。

2 监测结果

监测结果表明，该站区无列车通过时的环境背景噪声值小于50 dB(A)，当有列车经过时声级值均大于60 dB(A)，依据TB/T 3050—2002《铁路沿线环境噪声测量技术规定》，监测值不需要进行修正。

2.1 列车进站噪声

监测结果见图1、表1。

图1 列车进站声级变化图

由图1可见，列车进站声级值逐步增大，从距测点100 m测试开始约10 s时，机车经过测点，声级达到峰值，到停靠时再次增大然后降到低点。测试结果，等效声级平均值86.94 dB(A)，最大声级值101.5 dB(A)。

表1 列车进站声级测试值LpA/dB

2.2 列车出站噪声

监测结果见图2、表2。

图2 列车出站声级变化图

列车出站的声级值在列车启动时较高，然后迅速降低，之后又递增，在车尾经过测点时达到峰值，最终随着列车的驶离，声级值迅速减小。测试结果，等效声级平均值73.70 dB(A)，最大声级值90.1 dB(A)。

表2 列车出站声级测试值LpA/dB

列车序号等效声级最大值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 列车过站噪声

监测结果见图3、表3。

图3 列车过站声级变化图

表3 列车过站声级测试值LpA/dB

列车过站的过程中，在距测点100 m时声级值较小，列车经过测点时数值大幅上升，随后比较恒定，随着列车的驶离，声级值迅速下降。过站列车等效声级平均值75.12 dB(A)，最大声级值88.1 dB(A)。

3 分析讨论

3.1 列车进站、出站、过站声级值随时间有不同的变化规律

列车进站的过程中，机车距测点100 m时，由于距离远，声级值较低，车速由正常行驶的80～90 km/h减速至50 km/h，此时测得声级值为60～70 dB(A)，然后随着距离的减小，声级值逐步增大，当机车经过测点时达到峰值，分析认为，除距离的原因外，机车的牵引、减速制动过程中轮轨的摩擦、滚动及车厢的撞击都使声级值较高。有资料表明[1]，列车运行的速度越低，声级值越小，故而在列车随后的减速过程中，声级值随之减小，但停靠时的制动排风噪声又使得声级值有一个上升，然后迅速下降。

列车出站时声级值变化如图2，分析认为，列车启动初期，由于机车的牵引、轮轨的摩擦使声级值较高，尤其缓解排风噪声的影响，启动后排风消除，使得声级值迅速下降。随着列车的加速，声级值渐大，到驶离测点时达到峰值，随后由于列车离测点的距离增大而使得声级值迅速减小。

列车过站的过程中，机车距测点100 m时声级值较低，当列车经过该点时声级值大幅上升，在随后的过程中在70～85 dB(A)之间波动，在车尾经过测点后随着列车的离去声级值迅速下降(见图3)。列车过站与进出站不同,列车进出站是一个速度变化较大的过程,而列车过站时噪声的主要来源是车速和列车与轮轨的撞击，速度为匀速或变化较小(通常50～80 km/h)，不存在列车的制动与启动，使得声级值与列车的进站、出站有不同的变化规律。

列车在进出站时,车站广播和人群的流动声级值通常也较高，图中曲线有声级突变点分析为车站广播和人群流动等因素引起。

3.2 列车进站、出站、过站声级值比较分析

对列车进出站及过站的声级值采用方差分析进行比较，见表4。

表4 列车进出站及过站时噪声声级分析比较LpA/dB

项目等效声级最大值列车进站86 94±3 1398 24±2 75列车出站73 70±1 3985 75±1 69列车过站75 12±1 8585 00±1 77F104 560122 238P<0 001<0 001

方差分析结果表明，列车进站、出站、过站之间的等效声级比较总的来说差别有统计学意义，进一步两两比较得出，进站与出站、进站与过站之间等效声级比较差别有统计学意义，出站与过站等效声级比较差别无统计学意义。

列车进站、出站、过站之间的声级最大值比较总的来说差别有统计学意义，进一步两两比较得出，进站与出站、进站与过站之间声级最大值比较有统计学意义，出站与过站声级最大值比较差别无统计学意义。

通过方差分析，列车进站的声级值显著高于列车出站和过站。进站时列车制动的摩擦、撞击、车速，使得噪声值最高，是站区噪声治理的主要方面。其次是过站，虽然过站时列车的制动、轮轨的摩擦造成的噪声不大，但较快的车速和轮轨的撞击等造成较高的声级值。出站声级值相对较小，这与启动初期缓慢的车速和提速后很快驶离有关。

4 结论与建议

4.1 结论

4.1.1 列车进站、出站、过站声级值的变化规律不同，产生噪声的机理及主要影响因素不同。

4.1.2 进站列车是站区主要噪声污染源。

4.2 建议

站区噪声的来源有列车运行、车站广播系统、乘客的嘈杂声等多方面因素，其中列车运行噪声是主要方面。列车运行噪声主要由轮轨噪声、机车牵引噪声等组成[2]，轮轨噪声有摩擦噪声、撞击噪声和轰鸣噪声，另外还有列车本身制动和启动系统的排风噪声和工作时闸瓦与制动启动盘之间摩擦振动产生的噪声。同时，列车运行噪声的高低与列车的运行速度、轮轨的结构性能、轮轨的质量等有密切关系。针对站区噪声的特点及列车进站、出站、过站噪声的不同变化规律，我们可采取相应对策，从轨道、车辆、路基、车速、站台等方面着手改进减振降噪技术，使车站噪声控制在国家标准范围内，达到保障人群健康的目的，现探讨如下。

①定期对车轮踏面镟修，对钢轨面磨削，减小车轮和轨道间的摩擦。

②用无缝钢轨代替接缝钢轨。

③安装轨道减振器，减弱轨道振动的传递。

④在轨道和路基之间采用碎石道床，能衰减从钢轨向路基传递的振动和噪声。

⑤对车辆结构及材料进行轻量化设计，减少自重，从而减小轮轨间的相互作用力，达到降低噪声的目的。提高车厢连接的稳定性，尽量形成一个整体，连接处还可安装减振装置。

⑥列车尽量采用流线型设计，以减小气流噪声。

⑦站台、站台的顶棚和墙壁布设吸声材料[3]。

⑧改进机车启动、制动技术。

⑨控制列车经过站区的速度。

[1] 孙维娜，李莉，罗雁云.轨道交通列车不同运行速度下噪声特性对比研究[J].华东交通大学学报，2014(2):32-36.

[2] 祝文英，周裕德，应乐惇，等.高速列车行驶噪声的影响特点及其评价的探讨[J].噪声与振动控制,2009(S2):185-189.

[3] 张海,王致,肖晓琴,等.城市轨道交通三类站台的噪声暴露水平分析[J].中国卫生工程学,2009,8(6):345-346.