蕪湖市區(qū)限制火車鳴笛可行性研究

劉永剛 沈曉萌 程曙

【摘要】城市發(fā)展日新月異，以前鐵路兩邊的荒蕪地帶，現(xiàn)在也聳立起高樓大廈，很多還是居民聚集區(qū)?；疖嚍榱诵熊嚰奥啡税踩?，不得已鳴笛;鐵路沿線居民卻不堪忍受頻繁鳴笛聲，造成抱怨和投訴頗多。本課題通過對(duì)蕪湖市區(qū)鐵路火車鳴笛情況進(jìn)行調(diào)查研究，并在此基礎(chǔ)上提出采用燈光、視頻、軌道電路等其他技術(shù)代替鳴笛信號(hào)的限制鳴笛措施。

【關(guān)鍵詞】限制鳴笛;燈光、視頻、軌道電路? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.114

伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，越來越多的鐵路線進(jìn)入到了日益擴(kuò)大化的城市中，在很多城市形成了城市包圍鐵路的現(xiàn)象，這就帶來了一個(gè)很大的問題——火車運(yùn)行噪聲對(duì)鐵路兩側(cè)聲環(huán)境的影響已成為城市環(huán)境問題之一 ，并日益引起社會(huì)重視，其中機(jī)車鳴笛是鐵路最主要的噪聲源[1]。

列車信號(hào)分為視覺信號(hào)、聽覺信號(hào)、列控系統(tǒng)信號(hào)等，它們是列車運(yùn)行和作業(yè)的命令，火車鳴笛就是聽覺信號(hào)，根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》[2]相關(guān)規(guī)定：機(jī)車在接近車站、鳴笛標(biāo)、曲線、道口、橋梁、隧道、行人、施工地點(diǎn)、黃色信號(hào)、引導(dǎo)信號(hào)或天氣不良時(shí)長(zhǎng)聲鳴笛。

目前我國機(jī)車上安裝的聽覺信號(hào)以風(fēng)笛為主，根據(jù)《TB∕T3051.2-2016 機(jī)車、動(dòng)車組用電笛、風(fēng)笛 第2部分：風(fēng)笛》[3]的相關(guān)規(guī)定，對(duì)于安裝于機(jī)車中間的風(fēng)笛，聲級(jí)計(jì)的傳聲器應(yīng)置于與風(fēng)笛同等高度處，應(yīng)在距離風(fēng)笛30米處進(jìn)行測(cè)量，機(jī)車高音風(fēng)笛應(yīng)能在規(guī)定的測(cè)點(diǎn)上產(chǎn)生不低于107dB（A）的聲音，機(jī)車低音風(fēng)笛應(yīng)能在規(guī)定的測(cè)點(diǎn)上產(chǎn)生94dB（A）～98dB（A）的聲音。根據(jù)該規(guī)范可知，鳴笛信號(hào)具有聲級(jí)大、聲源位置高、傳播距離遠(yuǎn)、影響范圍廣及高脈沖性等特點(diǎn)，目前已成為環(huán)境污染中最突出的噪聲污染源。

蕪湖市區(qū)寧蕪線直接穿越人口稠密區(qū)，鐵路沿線十幾個(gè)小區(qū)，并且經(jīng)過蕪湖西貨場(chǎng)和蕪湖東編組站，并且由于受地形限制，寧蕪線在蕪湖境內(nèi)存在多個(gè)大直徑轉(zhuǎn)彎，火車經(jīng)過以上區(qū)域鳴笛時(shí)間不分晝夜，而且鳴笛時(shí)機(jī)多、頻次高。此區(qū)間線路兩側(cè)為居民密集居住區(qū)，居民長(zhǎng)期受火車鳴笛噪聲困擾，相關(guān)部門每年接到大量投訴。2017年至今，中央和省環(huán)境保護(hù)督查涉及蕪湖市鐵路噪聲信訪件共18件，其中鏡湖區(qū)10件（蕪湖站及蕪湖西貨場(chǎng)位于鏡湖區(qū)），信訪數(shù)量逐年遞增。2020年蕪湖市區(qū)火車噪聲投訴事件27件，其中鏡湖區(qū)19件，火車鳴笛噪聲投訴主要集中在鏡湖區(qū)蕪湖西貨場(chǎng)附近金色水岸小區(qū)和信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)。本課題以金色水岸小區(qū)和信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)這兩個(gè)小區(qū)為重點(diǎn)研究對(duì)象，因?yàn)榛疖國Q笛原因具有共性，通過調(diào)查分析這兩個(gè)小區(qū)的鳴笛噪聲問題，研究蕪湖市限制火車鳴笛的可行性辦法。

金色水岸小區(qū)和信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)南側(cè)為蕪湖西貨場(chǎng)，其中信達(dá)藍(lán)湖郡緊鄰蕪湖西貨場(chǎng)，貨場(chǎng)南側(cè)緊鄰蕪湖東編組場(chǎng)。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得知，金色水岸小區(qū)噪聲來源主要是寧蕪線上火車在彎道以及進(jìn)入蕪湖西貨場(chǎng)前鳴笛噪聲，信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)來源主要是火車進(jìn)出蕪湖西貨場(chǎng)以及蕪湖東編組場(chǎng)鳴笛噪聲。

本課題使用AWA5688積分聲級(jí)計(jì)對(duì)兩個(gè)小區(qū)噪聲進(jìn)行測(cè)試，儀器使用前經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)校正[4]。在金色水岸和信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)內(nèi)，靠近鐵路一側(cè)共取3個(gè)點(diǎn)，金色小區(qū)內(nèi)分別選取：離鐵路距離最近的院墻邊上（約離火車道70m，1號(hào)點(diǎn)位）;離院墻水平距離 30m 的（約離火車道100m，2號(hào)點(diǎn)位）;離院墻水平距離60m的（ 約離火車道 130m，3號(hào)點(diǎn)位）。信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)內(nèi)取點(diǎn)距離與金色水岸相同。測(cè)量時(shí)距地面高度為1.2米。

測(cè)量頻次：無火車過境時(shí)一次，火車過境時(shí)一次，火車鳴笛時(shí)一次。

對(duì)于不穩(wěn)態(tài)噪聲的大規(guī)模調(diào)查中，已經(jīng)有多位學(xué)者證明了等效連續(xù) A 聲級(jí)與人的主觀反應(yīng)有很好的相關(guān)性。本次測(cè)量采用 A 聲級(jí)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[5]。

分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：

金色水岸小區(qū)：其無火車過境時(shí)，小區(qū)噪聲源處于正常狀態(tài)， 3號(hào)點(diǎn)位離火車道最遠(yuǎn)但噪聲大于1、2號(hào)點(diǎn)位的原因是：3號(hào)點(diǎn)位位于小區(qū)大門口附近距離城市主干道最近，路過汽車較多;當(dāng)火車過境時(shí)，其對(duì)小區(qū)居民的影響均超過規(guī)定值 70 dB;當(dāng)火車鳴笛時(shí)，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值。

信達(dá)藍(lán)湖郡小區(qū)：其無火車過境時(shí)，1號(hào)點(diǎn)位噪聲也有超標(biāo)的原因：1號(hào)點(diǎn)位緊鄰蕪湖西貨場(chǎng)，貨場(chǎng)內(nèi)行車裝卸貨、卡車轉(zhuǎn)運(yùn)等機(jī)械噪聲以及臨近的蕪湖東編制站車輛編組產(chǎn)生的噪聲;當(dāng)火車過境時(shí)，寧蕪線火車運(yùn)行噪聲對(duì)小區(qū)影響有限，貨場(chǎng)駛?cè)胧徍髫泩?chǎng)的噪聲對(duì)小區(qū)居民的影響均超過規(guī)定值70dB;當(dāng)火車在貨場(chǎng)內(nèi)鳴笛時(shí)，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值，當(dāng)火車在蕪湖東編組場(chǎng)鳴笛時(shí)，噪聲仍超出規(guī)定值，因?yàn)槭徍|編組場(chǎng)與小區(qū)自己有蕪湖西貨場(chǎng)相隔，但蕪湖西貨場(chǎng)內(nèi)無高大建筑，對(duì)噪聲的阻擋作用有限。

通過以上數(shù)據(jù)得知，火車鳴笛給小區(qū)居民帶來很大程度上的噪音污染，嚴(yán)重影響人們正常的工作和休息。針對(duì)火車噪聲問題，目前常見的解決辦法主要是以下兩種：

（1）設(shè)立聲屏障。設(shè)立聲屏障是目前最常見的辦法，該方法對(duì)鐵路運(yùn)行是產(chǎn)生的噪聲有一定左右，但是對(duì)鳴笛噪聲作用不大。鳴笛設(shè)備通常設(shè)置在火車頭部，火車車廂高度約2.5m，道砟層高度約0.5m，即鳴笛設(shè)備距鐵路路基高度為3m左右。而普通鐵路聲屏障的高度在3m～3.5m，鳴笛設(shè)備高度與聲屏障高度相差不大，聲屏障作用形同虛設(shè)。

（2）將風(fēng)笛改為電笛。該辦法將目前火車使用的風(fēng)笛改為采用強(qiáng)指向性電笛，減少鳴笛噪聲向四周擴(kuò)散的范圍，但對(duì)于大曲線彎道線路，控制噪聲的作用不大，因?yàn)榛疖嚱?jīng)過彎道時(shí)，車頭指向的小區(qū)仍會(huì)受到鳴笛噪聲影響。

以上控制噪聲的辦法均具有很大局限性，治標(biāo)不治本。對(duì)普通鐵路來說，取消鳴笛是最有效的降噪方法。但從安全角度考慮，機(jī)車鳴笛是既有普速鐵路作業(yè)時(shí)聯(lián)絡(luò)及警示的一種信號(hào)，直接取消鳴笛存在安全隱患。

其實(shí)早在2002年，上海鐵路局出臺(tái)了《上海鐵路局限制機(jī)車（動(dòng)車、軌道車）鳴笛后行車辦法》，確定了限制鳴笛的區(qū)域，蕪湖站普速場(chǎng)限制鳴笛區(qū)域在，但僅旅客列車在車站停車后啟動(dòng)以及列車自動(dòng)制動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)過程中的情況下取消鳴笛，其他情況仍按原規(guī)定執(zhí)行。蕪湖西貨場(chǎng)附近不在限制鳴笛區(qū)域內(nèi)，不能一概而論，強(qiáng)制將該區(qū)域劃入鳴笛區(qū)域，安全無小事，應(yīng)該仔細(xì)分析鳴笛原因，通過一定技術(shù)手段來替代鳴笛信號(hào)，以達(dá)到限制鳴笛的目的。

原因分析1：火車進(jìn)出蕪湖西貨場(chǎng)及蕪湖東編組場(chǎng)鳴笛原因：該地段火車鳴笛信號(hào)為聯(lián)絡(luò)信號(hào)，與車站之間進(jìn)行溝通。

解決辦法：改用列車無線調(diào)度電臺(tái)進(jìn)行呼喚應(yīng)答，來替代鳴笛信號(hào)。目前該辦法在沈陽、長(zhǎng)春、大連、丹東四個(gè)城市推廣使用。

原因分析2：火車經(jīng)過曲線線路時(shí)鳴笛原因：火車司機(jī)在經(jīng)過曲線時(shí)視野范圍有限，無法看到曲線前方線路情況，需鳴笛示警。

解決辦法：目前國內(nèi)暫無解決方案來代替鳴笛信號(hào)。針對(duì)此問題，本課題提出一個(gè)將列車接近告警、自動(dòng)聲光報(bào)警、視頻監(jiān)控等技術(shù)相結(jié)合的解決方案，通過技術(shù)手段延長(zhǎng)貨車司機(jī)的“眼睛”，能夠“看到”曲線前方線路，并能通過聲光報(bào)警等對(duì)前方影響行車安全的人員發(fā)出告警，用以取代鳴笛信號(hào)，以達(dá)到限制鳴笛的目的。本課題將該系統(tǒng)暫命名為“列車曲線行駛安全告警系統(tǒng)”。

列車曲線行駛安全告警系統(tǒng)主要分為以下部分：

（1）在曲線線路兩側(cè)每隔一定距離設(shè)置一臺(tái)全景攝像機(jī)，相鄰全景攝像機(jī)采集畫面實(shí)現(xiàn)無縫銜接，采集整個(gè)曲線區(qū)域的情況并通過5G將視頻信息傳送到接近的列車，并將畫面?zhèn)魉偷娇刂浦行倪M(jìn)行存儲(chǔ)。

（2） 在曲線線路兩側(cè)每隔一定距離設(shè)置一部聲光報(bào)警器，燈光報(bào)警采用頻閃紅光。聲音報(bào)警采用低分貝喇叭播放語音。

（3）在距離曲線段前一公里處設(shè)置傳感器檢測(cè)火車接近信號(hào)。列車上安裝機(jī)車監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)配備智能識(shí)別系統(tǒng)，當(dāng)火車到達(dá)曲線段前一公里處時(shí)，監(jiān)控主機(jī)根據(jù)視頻畫面，自動(dòng)對(duì)前方曲線線路情況進(jìn)行鑒別，若前方曲線路段無異常，則線路兩側(cè)的聲光報(bào)警器不工作。若前方曲線路段異常，如發(fā)現(xiàn)線路有人員闖入、施工人員未按時(shí)撤離、有影響通過的障礙物等，監(jiān)控主機(jī)立即語音告知火車司機(jī)，做好減速準(zhǔn)備;同時(shí)自動(dòng)發(fā)出指令，控制線路兩側(cè)的聲光報(bào)警器工作，發(fā)出聲光報(bào)警，警示線路上人員立即撤離。

結(jié)語：

本課題通過對(duì)蕪湖市區(qū)鐵路火車鳴笛情況進(jìn)行調(diào)查研究，在城區(qū)要求限制鳴笛的條件下，提出一個(gè)將列車接近告警、自動(dòng)聲光報(bào)警、視頻監(jiān)控等技術(shù)相結(jié)合的解決方案，用以取代鳴笛信號(hào)，還能夠滿足環(huán)保和安全的雙重要求，確保提供給廣大居民一個(gè)良好的聲環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉冀劍.鐵路穿越城市的噪聲污染與控制.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1997（1），48-50

[2]TG/01-2014 鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].

[3]TB∕T3051.2-2016 機(jī)車、動(dòng)車組用電笛、風(fēng)笛 第2部分：風(fēng)笛[S].

[4]GB3096-2008 聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]陳曦.鐵路噪聲對(duì)市區(qū)沿線小區(qū)影響的研究.北方環(huán)境，2012.4，164-166