輕軌列車交通噪聲研究

趙 陽 段傳波 張 輝

（北京市勞動保護科學研究所，100054，北京∥第一作者，助理工程師）

輕軌列車交通噪聲研究

趙 陽 段傳波 張 輝

（北京市勞動保護科學研究所，100054，北京∥第一作者，助理工程師）

使用B&K2250、B&K2250L、B&K2270型噪聲分析儀，對C型輕軌列車運行時產(chǎn)生的噪聲進行了信號采集及分析，取得了其傳播規(guī)律、頻譜特性等數(shù)據(jù)，并與地鐵列車運行噪聲進行了對比。研究結果表明，C型輕軌列車運行時相對于地鐵列車噪聲較低，就聲環(huán)境保護角度而言具有較大的優(yōu)勢。

C型輕軌列車；噪聲分析；傳播規(guī)律；頻譜特性

First-author'saddressBeijing Municipal Institute of Labour Protection，100054，Beijing，China

由C型車組成的輕軌列車作為城市軌道交通工具中的一種，以其自身的優(yōu)勢特點，相對于由A型、B型車組成的地鐵列車更適用于我國的某些城市。C型車寬僅有2.6 m，一般采用2～4節(jié)編組；最高速度80 km/h，旅行速度20～30 km/h，采用直流750 V架空軟性接觸網(wǎng)授電［1］。根據(jù)地理位置等因素影響，輕軌線路以地面線為主，高架線為輔，少量地下線［2］。目前，輕軌技術日趨成熟，發(fā)展較為迅速。但是，對其在噪聲排放方面的特性以及與地鐵輪軌列車噪聲的比較，尚缺乏相應的研究成果。

輕軌列車噪聲來源主要包括輪軌噪聲、交流變壓變頻傳動控制系統(tǒng)噪聲、機械/結構輻射噪聲、氣流噪聲等。

本項研究以長春輕軌3號線列車（C型車）運行時所產(chǎn)生噪聲為研究對象，以B&K2250、B& K2250L、B&K2270型噪聲分析儀作為主要儀器，從傳播規(guī)律、頻譜特性等方面進行研究；并與普通地鐵列車的噪聲進行對比，為輕軌列車運行中的噪聲控制研究提供基礎依據(jù)。

1 列車噪聲測試方法

在長春輕軌3號線線路的地面段與高架段分別設置試驗數(shù)據(jù)采集斷面。斷面設置處均為開闊地，無建筑、樹木等存在，斷面上分別在距軌道中心線7.5 m、15 m、30 m、60 m等處設置采集點。噪聲分析儀分別置于各采集點，且均位于地面上方1.5 m高度處。采集的聲信號傳入噪聲分析儀，由BZ5503-Utility Software for Hand-held Analyzers軟件進行信號分析處理。具體的數(shù)據(jù)采集點布設如圖1所示。

圖1 噪聲數(shù)據(jù)采集點位布設示意圖

以北京地鐵車輛廠試驗段地鐵列車作為輕軌列車的對比對象，在軌道邊開闊地的區(qū)段采用與輕軌列車噪聲試驗研究中相同的試驗方案，以獲得試驗段地鐵列車運行時產(chǎn)生的噪聲特性；然后，分別就噪聲的傳播規(guī)律、頻譜特性等進行對比分析。

2 列車噪聲測試結果分析

2.1 噪聲傳播特征

經(jīng)實測得出，長春輕軌3號線列車正常運行狀態(tài)下的速度約為40 km/h。在相同速度下，取得各測點處的輕軌列車通過時間內(nèi)的等效連續(xù)A計權聲級（LAeq），并以此為根據(jù)得到輕軌列車不同編組（6節(jié)或3節(jié)）下產(chǎn)生的噪聲隨距線路中心線距離d變化的傳播特征，如圖2所示。

圖2 同一線路下不同編組輕軌列車噪聲傳播特征測試結果

2.2 地面段與高架段噪聲對比測試結果

相同速度下，輕軌列車相同編組在地面段與高架段噪聲對比結果如圖3所示。

2.3 噪聲頻譜分析結果

對輕軌列車經(jīng)過時的噪聲信號進行頻譜分析，得到該列車噪聲頻譜特性。在運行速度為40 km/h時，距線路中心線7.5 m處的地面段與高架段兩種列車編組方式的頻譜分析結果如圖4所示。

2.4 輕軌列車與地鐵列車的噪聲性能對比

在相同運行速度（40 km/h）下，輕軌列車與地鐵列車所產(chǎn)生噪聲傳播規(guī)律對比如圖5所示。

在相同運行速度（40 km/h）下，在相應測點處（距線路中心線7.5 m處）輕軌列車與地鐵列車所產(chǎn)生噪聲的頻譜分析對比如圖6所示。

圖3 相同編組下地面段與高架段的輕軌列車噪聲對比

圖4 40 km/h時距線路中心線7.5 m處地面段、高架段的兩種列車編組方式下的輕軌列車頻譜特性分析

圖5 40 km/h時輕軌列車與地鐵列車噪聲傳播特征對比（地面段）

圖6 40 km/h時距線路中心線7.5 m處輕軌列車與地鐵列車噪聲頻譜分析對比（地面段）

3 結論

1）在地面段和高架段，輕軌列車按相同車速運行時，長編組列車產(chǎn)生的噪聲高于短編組列車產(chǎn)生的噪聲。

2）輕軌列車按相同車速運行時，相同編組的列車在高架段產(chǎn)生的噪聲高于其在地面段產(chǎn)生的噪聲。

3）頻譜分析結果表明，輕軌列車在正常運行車速（40 km/h）下，在地面段產(chǎn)生的噪聲能量主要集中于200～4 000 Hz頻段內(nèi)，在高架段產(chǎn)生的噪聲能量主要集中于200～1 000 Hz頻段內(nèi)。

4）與地鐵列車相比，在相同車速于地面段運行情況下的輕軌列車產(chǎn)生的噪聲在各頻段下均較低。就聲環(huán)境保護角度而言，輕軌列車系統(tǒng)優(yōu)于地鐵列車系統(tǒng)。

［1］ 王顯民，王誠仁，姚洪偉.長春輕軌環(huán)線規(guī)劃與建設中的一期工程［J］.地鐵與輕軌，2001（2）：5.

［2］ 王顯民，王誠仁，姚洪偉，等.長春輕軌的建設與思考［C］∥建設部地鐵與輕軌研究中心，中國城市規(guī)劃設計研究院.2003大連城市軌道交通發(fā)展研討會論文集.北京：中國鐵道出版社，2003：13.

［3］ 高淑英，王重實，王鳳勤.輕軌交通系統(tǒng)噪聲研究［J］.鐵路現(xiàn)代化，1998（3）：60.

［4］ 姬霖，王建.直線電機車輛與輕軌車輛的應用比較［J］.城市軌道交通研究，2005（3）：59.

On Noises of Light Rail Transit

Zhao Yang，Duan Chuanbo，Zhang Hui

By using noise analyzers like B&K2250、B&K2250L and B&K2270，the noise of C-type light rail train is collected when it is running，the data of its propagation law and frequency spectrum are obtained，which are compared with the noise of common railway trains.The research result shows that C-type light rail train has more advantages of lower noise in terms of environment protection.

C-type light rail train；noise analysis；noise propagation law；noise sectrum property

U 270.1+6：U 482.1

2013-02-19）