重庆主城区公交车车内噪声水平试验研究

黄乐，陈婷婷，陈刚才，周贤杰，蔡锋

(1.重庆临空现代服务业投资促进有限公司，重庆 401120；2.重庆市环境科学研究院，重庆 401147)

重庆主城区公交车车内噪声水平试验研究

黄乐1，陈婷婷2，陈刚才2，周贤杰2，蔡锋2

(1.重庆临空现代服务业投资促进有限公司，重庆 401120；2.重庆市环境科学研究院，重庆 401147)

选择4款在重庆市主城区具有典型代表性的中型在用公交车进行市区行驶条件下的空载噪声试验，测定其车内噪声水平。结果表明，受发动机转速和车速的影响，同一车辆不同路段噪声水平大小顺序为上坡>平路>下坡>其他>弯道>红绿灯；受车况和发动机安置方式的影响，相同路段不同车型噪声水平大小顺序为前置发动机普通车>前置发动机中级车>后置发动机中级车>后置发动机高级车；受测试区域的影响，相同路段后置发动机车乘客区噪声水平明显大于驾驶区，前置发动机车乘客区噪声水平略小于驾驶区。在48个评价值中，驾驶区和乘客区出现噪声超标的数量分别为5个、3个。

公交车; 运行; 噪声水平; 影响因素

车内噪声水平是衡量车辆制造质量的重要标志之一[1-2]。研究表明，车内噪声影响公交车的乘坐舒适性，长时间暴露在高水平噪声环境可能导致驾驶员身心严重受损，进而引发安全事故[3-4]。针对新出厂的公交车，我国近期发布了特定测试路段车内噪声的测试方法和限值国家标准[5]，这将会在降低车内噪声水平、提高乘坐舒适性、保护驾乘人员身心健康和消除安全隐患等方面起到积极的作用。但由于影响因素众多，由标准规定方法得到的测试结果并不能反映在用公交车市区行驶条件下车内噪声分布的真实水平。因此，开展在用公交车市区行驶条件下的车内声学特性试验，为改善其乘坐环境提供科学依据，无疑是一件有意义的工作。

重庆是典型的山城，城区道路多依地势起伏而建，路面窄、坡度大、变化多[6]。近年来,市区经济快速发展，主城区选择公交车出行的人员显著增加。受车辆状况、道路条件、运行工况等多种因素的影响，驾乘人员抱怨车内噪声过大的现象时有发生，甚至由此引发了安全事故。掌握主城区公交车市区行驶条件下的车内噪声水平，为相关部门采取措施减少车内噪声污染提供科学的理论依据,是我市目前应当解决的主要问题。本文选择4款在重庆市主城区具有典型代表性的在用公交车进行市区行驶条件下的空载噪声试验，分析发动机转速、车速、车况、发动机安置方式、测试位置等因素对车内声场分布的影响，旨在为重庆市公交车车内噪声控制策略提供依据。

1 材料和方法

1.1 测试仪器

采用浙江杭州爱化电子仪器有限公司生产的AWA6218A+噪声统计分析仪测定噪声，仪器使用前用台湾泰仕电子工业有限公司生产的TES-1356音位校准仪校准；采用科力达系列水准仪和经纬仪测量道路类型参数；采用全球卫星定位系统(GPS)测量公交车运行速度。

选择四款运行数量较多的中型在用CNG公交车(基本情况见表1)进行市区行驶条件下的车内噪声试验。为了使测量数据有较好的重现性,测试时车辆空载，车内只装载驾驶员、测试人员、记录人员以及测试设备；刮雨器、暖风装置、风扇、空调、车载电视、语言报站系统、喇叭等辅助装置不得工作；所有开口如天窗、车窗、进风口及出风口等都应尽量关上。

表1 公交车基本情况

1.2 测试方法

测试线路为加州电子校—渝澳大桥—大礼堂—解放碑，全长9.5 km。该路段跨越新旧城区，道路变化较多，能够反映现阶段重庆主城区道路的基本特征。根据道路状况对车内噪声水平的影响程度并结合试验结果统计的需要[7-8]，将试验路线划分为6种类型，见表2。测试前，专业人士用水准仪、经纬仪等仪器测量主要路段的类型参数；试验记录人员按照表2要求将各主要路段划分类型(红绿灯较为特殊，需由试验时具体情况确定)，熟悉道路类型划分结果。为尽量避免交通拥堵以及背景噪声干扰，测试时段选在双休日的交通平峰时段(5:00—6:00 am)。试验过程中，公交车紧跟行驶车流。

表2 试验路线类型划分

注:β为纵坡坡度,S1为纵坡坡长;r为弯道中心线的圆曲线半径,S2为弯道中心线的长度。

基于国内外还没有在用车市区条件下车内噪声测试的标准方法，本文采用0.1 s快速A声级测试驾员右耳旁以及乘客区中部1.2 m处的噪声水平，每次连续测定10 s；记录公交车经过各主要路段的时间、档位、发动机转速、车速和加速度[9](由于车辆类型基本相同，且运行时相互紧跟，为了便于统计分析，同类路段工况参数由试验用四辆车的记录结果计算均值)。进行2次平行试验，取平均值进行分析。

2 试验结果

2.1 运行状况

将公交车运行记录按照相同类型路段进行统计，其运行特征见表3。由表3可见，整个路段运行工况包括匀速、怠速、加速和减速等模式，基本囊括了车辆运行的所有模式；对于不同类型路段，公交车运行时间、档位、发动机转速、车速和加速度等工况参数存在较大差异。由于测试时公交车紧跟行驶车流，各试验车辆运行特征相近。与日常运行状态比较，试验车辆运行正常。

2.2 噪声水平

对照运行记录和声级计噪声测量记录，以同一时间相同车辆对应的路段相同、LAeq(等效连续A声级)相同的原则，在Excel中统计分析各试验车辆各路段的LAeq。取相同类型路段所有LAeq的算术平

表3 行驶路段及运行特征

注:a为加速度。

均值作为该类型路段的噪声水平，绘制试验车辆各路段驾驶区和乘客区的噪声水平(共计48个值)变化曲线，见图1、图2。由图可以看出，各路段的噪声水平差异较大，最大值为89.4 dB(A)，出现在前置发动机普通车驾驶区的上坡段；最小值为63.8 dB(A)，出现在后置发动机高级车驾驶区的红绿灯段。

由图还可以看出，对于同一车辆不同路段，噪声顺序为上坡>平路>下坡>其他>弯道>红绿灯；对于相同路段不同车型，噪声水平大小顺序为前置发动机普通车>前置发动机中级车>后置发动机中级车>后置发动机高级车。比较两图可见，对于相同路段不同测试区域，后置发动机车驾驶区噪声水平明显小于乘客区，前置发动机车驾驶区噪声水平略大于乘客区。

图1 乘客区噪声变化曲线Fig.1 Variation curve of noise in passenger compartment

图2 驾驶区噪声变化曲线Fig.2 Variation curve of noise in driver compartment

2.3 噪声水平评价

鉴于国内外目前还没有在用公交车市区行驶条件下车内噪声限值和测量方法标准，本文借用新生产城市客车车内噪声限值[5](见表4)对噪声测试结果进行评价。结果表明，在48个评价值中共有8个超标。其中驾驶区占5个，分别出现在前置发动机普通车和中级车的上坡段、平路段以及后置发动机中级车的上坡段；乘客区占3个，分别出现在前置发动机普通车的上坡段、平路段以及前置发动机中级车的上坡段。由于驾驶员暴露时间长，车内噪声对其身心损害比乘客更大，易于引发安全事故。因此，改善驾驶区的声环境状况应是我市公交车车内噪声控制的重点。

表4 新生产城市客车车内噪声限值

3 讨论

3.1 车内噪声的组成

公交车是由多种性质噪声组成的一个综合噪声源[10-11]。根据影响对象的不同，公交车噪声一般分为车外噪声和车内噪声。车外噪声是指公交车驶过时在其旁边测得的随机非稳态噪声，主要包括发动机噪声、传动系噪声、车身噪声、轮胎噪声、空气噪声等，它是城市交通噪声的重要组成部分[12-14]。车内噪声是指公交车车厢内的噪声，主要包括车身壁板振动形成的车内噪声以及车外噪声经由车身缝隙漏声或壁板透声传播至车厢中形成的车内噪声[15-16]。

3.2 发动机转速和车速对车内噪声的影响

发动机转速和车辆运行速度是影响车内噪声水平的重要因素[17-20]。受发动机转速影响的噪声主要包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声和发动机表面辐射噪声等。在车辆运行速度相同的条件下，发动机转速越快，产生的车外噪声越大，其透(漏)形成的车内噪声也越大。受车速影响的噪声主要包括传动系噪声、轮胎噪声和车身噪声等。在发动机转速相同的条件下，车速越快，产生的车外噪声越大，其透(漏)形成的车内噪声也越大。

试验结果表明，不同路段，同一公交车发动机转速和车速的差异较大，其车内噪声水平也不相同。上坡时，公交车处于减速模式，需降低档位提供较大动力维持车辆以一定速度上行，发动机转速最大，车内噪声最大[21]。红绿灯时，公交车处于怠速状态，发动机转速最低且车速为零，车内噪声最小。

下坡时，公交车处于加速模式，需要发动机的牵阻作用延缓汽车下滑时的自然加速时间。相对于平路，两者速度接近，但下坡时发动机转速较慢，故其车内噪声比平路小；相对于弯道，两者都处于减速模式，但下坡时发动机转速和车速都较快，其车内噪声比弯道要大。在其他路段，公交车处于混合运动状态，发动机转速和车速介于下坡与弯道之间，车内噪声也介于两者之间。

3.3 车况和发动机安置方式对车内噪声的影响

车况是影响车内噪声水平的又一个重要因素[22-23]。在发动机转速和车辆运行速度相同的条件下，车况越好，车辆产生的车外噪声就越小，其缝隙漏声或壁板透声能力也越弱，故由车外噪声漏(透)形成的车内噪声就较小。同时，车况较好的车辆车身壁板振动形成的车内噪声也较小。由此可见，在发动机转速和车速相同的条件下，车况越好，车内噪声越小。

发动机安置方式对车内噪声水平也有着明显的影响。相对于前置发动机车，后置发动机车发动机和车厢分隔较为完全，车内噪声较小。

本次试验中，中级车的车况比普通车好，相同路段噪声水平相对较小；但中级车的车况不及高级车，相同路段噪声水平相对较大。对于车况接近的中级车，前置车发动机和车厢分隔不完全，相同路段该类车车内噪声大于后置发动机车。

3.4 测试区域对车内噪声的影响

受发动机的距离和车身振动的共同影响，不同测试区域其噪声水平不同[24]。研究表明，与发动机距离越近，受其影响越严重，噪声也越大；受激励传递环节、耦合系统等因素的影响，车辆运行时车厢前部壁板振动产生的噪声通常比中、后部小[25-27]。

本次试验中，后置发动机公交车乘客区距发动机较近，受发动机噪声的影响较大，同时乘客区车身振动产生的噪声也较大，相同路段其噪声水平明显大于驾驶区。前置发动机公交车乘客区距发动机较远，受发动机噪声的影响较小，但车身振动对乘客区的影响也不容忽视，相同路段总体结果是乘客区噪声水平略小于驾驶区。

4 结论

进行在用公交车进行市区行驶条件下的空载噪声试验，分析测试结果并讨论其影响因素，得出如下结论：

(1)不同类型路段,公交车的运行档位、发动机转速、车速和加速度等工况参数存在较大差异，车内噪声水平也不相同。

(2)受发动机转速和车速的影响，同一车辆不同路段的噪声水平大小顺序为上坡>平路>下坡>其他>弯道>红绿灯；受车况和发动机安置方式的影响；相同路段不同车型噪声水平大小顺序为前置发动机普通车>前置发动机中级车>后置发动机中级车>后置发动机高级车；受测试区域的影响；相同路段后置发动机车乘客区噪声水平明显大于驾驶区，前置发动机车乘客区噪声水平略小于驾驶区。

(3)在48个评价值中，驾驶区和乘客区出现噪声超标的数量分别为5个、3个。由于驾驶员暴露时间长，改善驾驶区的声环境状况应是我市公交车车内噪声控制的重点。

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Experimental Study on Interior Noise of Bus in Chongqing

HUANG Le1，CHEN Ting-ting2，CHEN Gang-cai2，ZHOU Xian-jie2，CAI Feng2

(1.Chongqing Airport Modern Service Investment Promotion Co., Ltd., Chongqing 401120, China; 2.Chongqing Academy of Environment Sciences, Chongqing 401147, China)

An off-load noise comparative experiment was designed to study the interior noise of bus under urban driving conditions, using four kinds of representative medium-sized buses in Chongqing. Influenced by engine speed and travel speed, the order of noise level in one certain bus at different road sections was as follows: uphill>level road>downhill>other conditions>bend>traffic lights. Influenced by bus condition and engine installation position, the noise level of different buses at the same road section followed the order: conventional bus with front engine>middle class bus with front engine>middle class bus with rear engine>high class bus with rear engine. At the same road section, the noise in passenger compartment was apparently higher than that in the driver compartment with rear engine. However, it was slightly lower in buses with front engine. Among the 48 evaluation values, the number of values that failed to reach qualified noise standard in driver compartment and passenger compartment were 5 and 3.

bus; operation; noise level; influencing factor

2017-02-14

家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07104-001)；重庆市环境保护局环保科技项目(环科字2014CF第204号)；重庆市基本科研计划项目(2013cstc-jbky-01614)

作者简介：黄乐(1964—)，男，重庆人，工程师，硕士研究生，主要从事环境管理工作，E-mail:361761930@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.02.019

X839.1

A

2095-6444(2017)02-0076-05