軌道交通噪聲評價與控制標準探討

劉全民，徐培培，宋立忠，秦佳良，左志遠

(華東交通大學 鐵路環(huán)境振動與噪聲教育部工程研究中心, 南昌 330013)

截止2020年7月底，我國鐵路營業(yè)里程達到14.14 萬公里，其中高鐵營業(yè)里程突破3.6 萬公里。同時，我國內(nèi)地城市軌道交通運營線路已超過7 000 km。除此之外，我國市域鐵路也正處于迅速發(fā)展中。伴隨我國軌道交通里程的增長和線路密度的增大，對于穿越郊區(qū)、城鎮(zhèn)的線路，軌道交通產(chǎn)生的噪聲問題愈發(fā)突出。列車在路基和高架線路上運行，輻射到車外的環(huán)境噪聲以及地下線路誘發(fā)臨近建筑物輻射的二次噪聲所引起的沿線居民的投訴也越來越多。不僅如此，高速運行和曲線行駛的列車車內(nèi)噪聲過大，對車內(nèi)乘客的舒適性產(chǎn)生嚴重不利影響。在鐵路編組站、貨場等場站，列車產(chǎn)生的噪聲也較大。軌道交通在促進經(jīng)濟社會發(fā)展和節(jié)能減排方面發(fā)揮了重要作用，但軌道交通產(chǎn)生的噪聲問題已成為阻礙其發(fā)展的障礙。

國內(nèi)學者通過建立動力分析模型，對軌道交通輻射到外部環(huán)境的輪軌噪聲[1－2]、氣動噪聲[3－4]、集電系統(tǒng)噪聲[5]和結(jié)構(gòu)噪聲[6－7]等進行了預測分析及其傳播規(guī)律研究。然而，對于防治軌道交通的噪聲危害，相關(guān)的噪聲標準是建設前環(huán)境影響評價、運營后噪聲投訴治理的重要依據(jù)，在噪聲防治方面具有重要作用。

當前關(guān)于軌道交通噪聲的規(guī)范和標準缺乏系統(tǒng)性，相互之間不成體系，甚至存在互相矛盾的情況；另外，涉及軌道交通噪聲的標準的目的和適用范圍有所不同，對噪聲標準的理解及其應用仍然存在一些誤區(qū)。這些都給軌道交通噪聲評價和控制的實施帶來了一定的困難。因此，有必要對現(xiàn)行軌道交通噪聲評價與控制標準進行分析，對其在實踐中的應用和今后的修訂提出建議。

1 軌道交通環(huán)境噪聲限值

1.1 邊界噪聲

為了保障鐵路沿線工作和生活人群免受噪聲的危害，GB 12525－1990[8]規(guī)定了鐵路邊界處機車車輛運行中所產(chǎn)生的噪聲限值及其測量方法，其中鐵路邊界是指距鐵路外側(cè)軌道中心線30 m 處。評價指標為機車車輛運行平均密度某1 h 的等效連續(xù)A聲級。由于時間計權(quán)快檔相比慢檔與人耳的聽覺更相近，測量時間計權(quán)采用快檔。鐵路邊界噪聲起初規(guī)定晝間和夜間等效連續(xù)A 聲級限值均為70 dB(A)。2008年7月30日，國家環(huán)保部門將新建鐵路夜間噪聲限值修改為60 dB(A)。

背景噪聲應比鐵路噪聲低10 dB(A)以上，若兩者聲級差值小于10 dB(A)，按表1 修正。若背景噪聲與鐵路噪聲的差值不足3 dB(A)，則測試數(shù)據(jù)無效。

表1 背景噪聲修正值/dB(A)[8]

TB/T 3050－2002[9]增加了關(guān)于鐵路沿線站、場、段、所作業(yè)中產(chǎn)生噪聲和敏感建筑物噪聲的測量技術(shù)規(guī)定，將鐵路沿線站、場、段、所的邊界也作為鐵路噪聲測量邊界。測量的量為不短于1 h 的等效連續(xù)A聲級。

1.2 車站站臺噪聲

為提高城市軌道交通乘客候車的舒適性，GB/T 14227－2006[10]規(guī)定了城市軌道交通系統(tǒng)中地鐵和輕軌車站列車進、出站時站臺的噪聲限值和測量方法。噪聲評價指標仍為快檔等效連續(xù)A 聲級，計算公式為：

式中：t2-t1為規(guī)定的時間間隔。進站、出站時站臺上噪聲限值均為80 dB(A)。

每種列車運行狀態(tài)的測量次數(shù)不應少于10次，每種列車運行狀態(tài)的測量數(shù)據(jù)經(jīng)算術(shù)平均后修約到整數(shù)位的數(shù)值作為評定值。進站的測量時間為列車頭部進站到停止的時間，出站的測量時間為列車啟動到列車尾部離站的時間。

測量傳聲器應置于車站站臺中部、距地面高度1.6 m的位置，傳聲器朝向被測軌道一側(cè)。測量前后應使用聲級校準器校準聲級計，偏差不應大于0.5 dB(A)，否則測量無效。測量時避免受到廣播等非列車運行噪聲的干擾，站臺的背景噪聲應低于被測噪聲10 dB(A)以上，否則應按表2 進行修正。差值小于5 dB(A)應重新測量。

表2 背景噪聲修正值/dB(A)[10]

目前缺少高鐵車站站臺噪聲和高架車站站房噪聲限值的規(guī)范，特別是有列車不停站高速通過的車站站臺和高架車站站房的噪聲已十分突出，亟需制定相應的噪聲限值和測量方法規(guī)范，改善乘客候車的舒適性，避免站內(nèi)工作人員健康受到噪聲危害。

1.3 室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲

城市軌道交通列車運行引起的建筑物振動輻射二次噪聲近年來得到越來越多的關(guān)注。二次輻射噪聲的頻率范圍為16 Hz～200 Hz，評價指標為晝間和夜間的快檔等效連續(xù)A聲級[11]。將城市軌道交通沿線建筑物分為5類，二次噪聲限值如表3所示。如果二次噪聲超標必須采取相應的減振降噪措施，確保建筑物內(nèi)的二次噪聲滿足限值要求。

表3 建筑物室內(nèi)二次噪聲限值/dB(A)[11－12]

噪聲測點布置在室內(nèi)，傳聲器朝向房間中央，測量時需關(guān)閉門窗。傳聲器距地面1.2 m高，距墻壁水平距離應在1.0 m 以上，測點周圍1.0 m 范圍內(nèi)不應有反射物。晝間測量應選擇行車高峰時段，夜間測量時間內(nèi)通過列車不少于5列，測量時段不小于1 h。行車密度較低的線路，可分段測量列車通過時的聲級。測量前后聲級計應校準，前后相差不得大于0.5 dB(A)，否則測量結(jié)果無效。背景噪聲修正方法與表1相同。

此處等效連續(xù)A聲級采用的計算公式為[11]：

式中：n是晝間或夜間通過的列車數(shù)量，LAE,i是晝間或夜間第i列列車通過時測點的二次輻射噪聲A 聲級。由式（3）可知，這里采用的等效連續(xù)A聲級為測量時段內(nèi)n列列車引起的二次噪聲A聲級的能量平均，需要記錄通過的列車數(shù)量和每一列列車經(jīng)過時的A聲級，不包括無車經(jīng)過的時段，這與鐵路邊界噪聲等效聲級的定義不同。

1.4 聲環(huán)境功能區(qū)噪聲

GB 3096－2008[13]規(guī)定了5 類聲功能區(qū)的環(huán)境噪聲測量方法及限值（如表4所示）。其中4a類為城市軌道交通（地面段）兩側(cè)區(qū)域，4b類環(huán)境噪聲限值適用于2011年1月1日起通過環(huán)評審批的新建鐵路干線兩側(cè)區(qū)域，與GB 12525－1990[8]修改后的鐵路邊界噪聲限值相同。城市軌道交通地面段和鐵路干線兩側(cè)區(qū)域是指城市軌道交通或鐵路用地邊界線一定距離內(nèi)的區(qū)域，具體規(guī)定如下[14]：(a)相鄰區(qū)域為1類聲環(huán)境功能區(qū)，距離為50±5 m；(b)相鄰區(qū)域為2類聲環(huán)境功能區(qū)，距離為35±5 m；(c)相鄰區(qū)域為3類聲環(huán)境功能區(qū)，距離20±5 m。鐵路和城市軌道交通場站等具有一定規(guī)模的交通服務區(qū)域應被劃分為4a類或4b類聲環(huán)境功能區(qū)。

評價指標為等效連續(xù)A聲級，計算公式為[13]：

其中：T是規(guī)定的測量時間段，LA是t時刻的瞬時A聲級。

對于穿越城區(qū)的既有鐵路干線以及對其進行改擴建的鐵路建設項目，鐵路干線兩側(cè)不通過列車時的環(huán)境背景噪聲限值取為晝間70 dB(A)、夜間55 dB(A)。另外還規(guī)定各類聲環(huán)境功能區(qū)夜間突發(fā)噪聲最大聲級不得超過表4 中的環(huán)境噪聲限值15 dB(A)。如果鐵路干線或城市軌道交通地面段附近有居民區(qū)等聲敏感建筑區(qū)，應該按照對應聲功能區(qū)的限值來評價。

表4 各類聲功能區(qū)環(huán)境噪聲限值/dB(A)[13]

過于受軌道交通噪聲影響的敏感建筑物，取列車正常運行條件下晝、夜不低于平均運行密度1 h等效聲級作為評價指標，如果城市軌道交通運行車次密集，測量時間可縮短至20 min。測點一般設于敏感建筑物戶外。當不得不在室內(nèi)監(jiān)測時，應將門窗全部打開，并采用表4 中對應聲功能區(qū)限值降低10 dB(A)的值作為評價依據(jù)。測量前后所使用聲校準儀器的示值偏差不得大于0.5 dB。

2 軌道交通環(huán)境噪聲測量

GB/T 3222.1－2006[15]等同采用ISO 1996－1:2003《聲學環(huán)境噪聲的描述、測量與評價 第1部分：基本參量與評價方法》，將修正的等效連續(xù)A 聲級（又稱評價聲級）作為評價長期噪聲的指標，但沒有規(guī)定噪聲限值，而是由相關(guān)部門來規(guī)定噪聲限值。其中暴露聲級被定義為：

式中：噪聲暴露量E=∫T p2(t)dt，T為持續(xù)時間，E0=400(μPa)2s。

等效連續(xù)A聲級的定義為：

式中：pA(t)為t時刻的A計權(quán)瞬時聲壓。

對重復性單一聲事件（如鐵路噪聲）應利用單一聲事件的暴露聲級及相應事件次數(shù)來決定等效連續(xù)聲壓級。對于連續(xù)聲更適合采用某個特定時間間隔內(nèi)的等效連續(xù)A聲級來描述。強低頻聲產(chǎn)生的煩惱度比用A 計權(quán)聲級評價預期的要大，因此評價強低頻聲時應修改評價方法，改變頻率計權(quán)方式。

GB/T 3222.2－2009[16]等同ISO 1996－2:2007《聲學環(huán)境噪聲的描述、測量與評價第2部分：環(huán)境噪聲級測定》，提供了明確的軌道交通噪聲測量方法。軌道交通的等效連續(xù)聲級建議通過測量大量單次事件的暴露聲級來計算。單次事件的暴露聲級測量時間要長到足以包括所有重要的噪聲貢獻時間，對于一次列車駛過事件，測量時長要包含不低于最大聲級10 dB的所有時段。軌道交通等效連續(xù)A 聲級的測量至少要包含20次列車的通過噪聲，對等效聲級有明顯影響的每種列車至少要測量5次。

測量的頻率范圍通常采用中心頻率63 Hz～8 000 Hz 的倍頻帶，也可選擇中心頻率從50 Hz～10 000 Hz 的1/3 倍頻帶。低頻聲的頻率范圍為12 Hz～200 Hz 的倍頻帶或16 Hz～160 Hz 的1/3 倍頻帶。

殘余聲指在抑制特定聲的情況下，某特定位置剩余的總聲音，在這里可理解為軌道交通噪聲的背景噪聲。殘余聲壓級如果比所測聲壓級低10 dB或更大，則不需對測量結(jié)果進行修正。如果殘余聲壓級比所測聲壓級小3 dB 或更小，則測量結(jié)果無效。對于殘余聲壓級比所測聲壓級低3 dB～10 dB 的情況，按下式修正[16]。

式中：Lcorr是修正后的聲壓級，Lmeas是測量的聲壓級，Lresid是殘余聲聲壓級。

GB/T 3222.1 和GB/T 3222.2 等均采用ISO 規(guī)范，與國內(nèi)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范缺少關(guān)聯(lián)。列車運行引起的車外噪聲屬于重復性單一聲事件。GB/T 3222.1－2006和GB/T 3222.2－2009規(guī)定，重復性單一聲事件應通過采用單一聲事件的暴露聲級及相應事件次數(shù)來計算等效連續(xù)A 聲壓級進行評價。然而，我國鐵路邊界噪聲規(guī)范GB 12525－1990和聲環(huán)境質(zhì)量標準GB 3096－2008采用的評價指標為某個特定時間間隔內(nèi)的等效連續(xù)A聲級。以某鐵路邊界噪聲實測數(shù)據(jù)為例，采用晝間1 h內(nèi)9次列車的暴露聲級和列車次數(shù)計算得到的評價指標為76.5 dB(A)，而1 h 內(nèi)的等效連續(xù)A 聲級為61.3 dB(A)，后者同時考慮了每列車經(jīng)過時的噪聲水平和車流密度因素。因此，本文認為車外噪聲統(tǒng)一采用某個特定時間間隔內(nèi)的等效連續(xù)A 聲級進行評價更合理。此外，ISO 1996－1:2003 和ISO 1996－2:2007 已分別被ISO 1996－1:2016[17]和ISO 1996－2:2017[18]替代，基于此，GB/T 3222.1和GB/T 3222.2也應修訂更新，特別是ISO 1996－2:2017在上一版的基礎上作了較大范圍的修改。

3 軌道交通噪聲環(huán)境影響評價

軌道交通建設項目報批前需進行聲環(huán)境影響評價。軌道交通噪聲環(huán)境影響評價一般包含環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和評價，施工期環(huán)境影響分析與評價，運營期環(huán)境影響預測與評價。本文關(guān)心的主要是運營期列車運行引起的噪聲，當進行軌道交通噪聲環(huán)境影響評價時，首先要預測運營期晝間、夜間運營時段等效連續(xù)A聲級。

以場界、邊界和評價范圍內(nèi)的敏感目標為預測點。城市軌道交通噪聲預測點等效連續(xù)A聲級預測模式[19]：

式中：T是規(guī)定的評價時間，m是T時段內(nèi)通過的列車數(shù)，tj是第j列列車通過的等效時間，Lp0,j是第j列列車最大垂向指向性方向上的噪聲輻射源強，C1j是第j列列車車輛、線路條件、軌道結(jié)構(gòu)等修正量，A是聲波傳播途徑引起的衰減。戶外聲壓級預測主要考慮戶外聲傳播衰減，主要包括幾何發(fā)散、大氣吸收、地面效應、屏障屏蔽和其他效應引起的衰減，可通過簡化公式計算。

鐵路交通噪聲預測點等效連續(xù)A 聲級預測模式[19]：

式中：ni是T時間內(nèi)通過的第i類列車列數(shù)，ti是第i類列車通過的等效時間，Lp0,i是第i類列車最大垂向指向性方向上的噪聲輻射源強，C1i是第i種車輛、線路條件、軌道結(jié)構(gòu)等修正量。

聲源源強以A 聲功率級或中心頻率為63 Hz～8 000 Hz的倍頻帶聲功率級表示，亦可由距離聲源r處的A 聲級或中心頻率為63 Hz～8 000 Hz 的倍頻帶聲壓級表示。鐵路建設項目環(huán)境影響評價噪聲源強取值見鐵計[2010]44號[20]。

根據(jù)聲源的類別和建設項目所處的聲環(huán)境功能區(qū)等確定聲環(huán)境影響評價標準。評價邊界噪聲時，對于新建項目以工程噪聲貢獻值作為評價量，對于改擴建項目以工程噪聲貢獻值與現(xiàn)有邊界噪聲值疊加后的預測值作為評價量。評價敏感目標噪聲時以所處的聲環(huán)境功能區(qū)噪聲貢獻值與背景噪聲值疊加后的預測值作為評價量。根據(jù)噪聲預測結(jié)果和所處的聲環(huán)境功能區(qū)，按GB 3096[13]進行聲環(huán)境影響評價。

HJ 453－2018[21]中專門規(guī)定了城市軌道交通（含地鐵、輕軌、跨座式單軌交通、現(xiàn)代有軌電車交通、中低速磁浮交通）建設項目環(huán)境影響評價的方法。市域快速軌道交通、懸掛式單軌交通等建設項目的環(huán)境影響評價也可參照執(zhí)行。

地鐵、輕軌的地面線和高架線的聲環(huán)境評價范圍一般為距線路中心線兩側(cè)150 m?？缱絾诬壗煌āF(xiàn)代有軌電車以及中低速磁浮的噪聲一般比地鐵和輕軌要小，一般為距線路中心線兩側(cè)50 m。車輛段、停車場、車輛基地一般為場界外50 m。冷卻塔、風亭和主變電站的評價范圍分別為50 m、30 m和30 m。評價范圍可根據(jù)實際情況適當調(diào)整。

城市軌道交通聲環(huán)境預測可采用半經(jīng)驗模型法，噪聲源強一般采用類比測量、資料調(diào)查或二者相結(jié)合的方法確定。現(xiàn)場實測類比法推薦的地面線和無擋板高架線源強位置為距臨近行車線路中心線水平距離7.5 m、距軌頂面以上3.5 m 處。對于兩側(cè)有擋板結(jié)構(gòu)的橋梁或有腹板結(jié)構(gòu)的U 形梁，源強傳聲器高度應為軌頂面以上5 m。跨座式單軌交通應在距臨近行車線路中心線水平距離7.5 m、軌頂面以上1.5 m 及軌頂面以下1.5 m 布設兩個噪聲源強測點。測量風亭和冷卻塔噪聲源強的傳聲器應置于當量距離處。測試源強時車輛處于正常運行狀態(tài)，車速應在設計速度的75%～125%，測量列車通過時段的等效連續(xù)A 聲級，取運營高峰期不少于5 次測量值的算術(shù)平均值。

預測點處列車運行噪聲等效連續(xù)A聲級預測公式為[21]：

式中：n是T時間內(nèi)通過的列車數(shù)，teq是單列列車通過的等效時間，Lp0是列車最大垂向指向性方向上的噪聲輻射源強，Cn是列車運行噪聲修正。

預測點處風亭、冷卻塔等效連續(xù)A聲級[21]：

其中：LAeq,Tp是預測點處風亭或冷卻塔在運行時間段t內(nèi)的A聲級。

室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲可由類比測量得到，也可根據(jù)樓板振動速度預測，通過后者預測列車通過時段建筑物室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)噪聲16 Hz～200 Hz 的第i個1/3倍頻程聲壓級的公式為[21]：

式中：LVmid,i是列車通過時段建筑物室內(nèi)樓板中央垂向1/3倍頻程振動速度級。式(9)適用于高度為2.8 m左右、混響時間為0.8 s左右的一般裝修的面積10 m2～12 m2的房間。如不滿足該條件，需按式（12）計算[21]：

其中：σ是建筑物樓板聲輻射效率，H是房間平均高度，T60是混響時間。

邊界、場界評價量為晝間、夜間運行時段內(nèi)列車運行引起的等效連續(xù)A 聲級預測值，聲環(huán)境保護目標處的評價量為評價時段內(nèi)列車運行引起的等效連續(xù)A 聲級預測值加上背景噪聲。列車運行、風亭冷卻塔運行對聲環(huán)境保護目標的噪聲預測結(jié)果按照GB 3096[13]的要求，根據(jù)環(huán)境保護目標所處聲環(huán)境功能區(qū)類別進行達標評價。車輛基地、車輛段、停車場、主變電站廠界噪聲預測結(jié)果按GB 12348[22]進行達標評價，對聲環(huán)境保護目標噪聲按GB 3096[13]的要求進行達標評價。設計速度不超過100 km/h的城市軌道交通系統(tǒng)，聲環(huán)境保護目標處單列車通過時段內(nèi)等效連續(xù)A聲級不宜高于80 dB(A)。

4 車內(nèi)噪聲評價標準

由于軌道交通沿線居民的投訴，目前對車外噪聲的關(guān)注較多。而高速列車運行速度提高、城市軌道交通減振扣件和浮置板軌道等的使用加劇了輪軌相互作用，車內(nèi)的噪聲也逐漸受到人們的關(guān)注。

4.1 城軌車輛

對于城市軌道交通系統(tǒng)中地鐵和輕軌列車，GB 14892－2006[23]同時代替了GB 14892－1994 和GB/T 14893－1994，規(guī)定了車內(nèi)等效連續(xù)A聲級的最大容許限值，如表5 所示，其中，每次等效連續(xù)A 聲級的測量時間不短于30 s。由于隧道的混響作用，地下線路司機室內(nèi)噪聲限值高于地上線路5 dB(A)，客室內(nèi)噪聲限值高于地上線路8 dB(A)。因為車內(nèi)噪聲是連續(xù)噪聲，因此限值高于車外噪聲。

表5 城市軌道交通車內(nèi)噪聲等效聲級最大容許值/dB(A)[23]

列車編組符合正常運營要求。車輪踏面應平整，不應有擦傷。測試時列車速度應為最高運行速度的75%或?qū)嶋H運營線路的最高運行速度，車速波動范圍小于±5%。

被測司機室應在列車前端。車室內(nèi)所有門窗關(guān)閉，測試車室內(nèi)人員不超過4人。測量時，傳聲器應置于車室中部距車廂地板高度1.2 m 的位置，方向朝上。

每個司機室和客室至少應測量3 次，經(jīng)算術(shù)平均后取整分貝數(shù)。當數(shù)據(jù)之間的差值大于3 dB時，此組數(shù)據(jù)無效。測量時應避開制動機排氣、鳴笛、通訊、說話等的干擾。

4.2 鐵道機車車輛

GB/T 3450－2006[24]中規(guī)定了鐵道機車、動車組司機室噪聲測量方法和限值。評價量仍為等效連續(xù)A 聲級，測量時間應不小于1 min，試驗速度為最高運行速度，至少測量3次，平均后取整。如果所測數(shù)據(jù)之差大于3 dB(A)，則該組數(shù)據(jù)無效。機車和動車組司機室內(nèi)部噪聲等效連續(xù)A聲級的最大容許限值為78 dB(A)。傳聲器應置于司機室地板中部、高于地板表面1.2 m 的位置。測量時司機室門、窗應關(guān)閉，司機室內(nèi)不超過4人。

GB/T 12816－2006[25]中參考UIC OR 567－1 1978.1.1 第4 版《國際聯(lián)運用X 型、Y 型標準客車及其特性》、UIC OR 553 2004.2.1第6版《客車通風、采暖和空調(diào)》規(guī)定了我國鐵道客車內(nèi)部噪聲限值（如表6所示），分為運行試驗和靜止試驗兩類。測量值為等效連續(xù)A聲級，每測點每次測量時間不少于10 s，對每個測點測量3 次取算術(shù)平均值。如果3 次測量結(jié)果的差值大于3 dB(A)，應重新測量。車輛所有輔助設備停機時所測量的車內(nèi)背景噪聲應比試驗條件下車內(nèi)噪聲級低10 dB(A)。若背景噪聲低于5 dB(A)以下，測量結(jié)果僅作估算值。背景噪聲與列車運行噪聲之差在5 dB(A)～10 dB(A)，測量結(jié)果應按表7進行修正。車內(nèi)噪聲測量應不受車外反射物、吸聲物的影響。測量時避免車輛通過隧道、橋梁、道岔、車站及會車時讀數(shù)。

表6 鐵道車輛內(nèi)部噪聲限值/dB(A)[25]

表7 背景噪聲修正值/dB(A)[25]

客室不同區(qū)域的噪聲不同，對于臥車應在車輛中央、兩端的3個包間中央高于地板表面1.2 m處各設1個測點。同時，在車輛中央、兩端的下層臥鋪上方各設1個測點，距側(cè)墻0.25 m，距鋪面0.2 m。對于座車需在客室中央、兩端兩排座椅中央與車體縱向中心線相交處各設2個測點，高度分別為1.2 m和1.6 m。測量時，傳聲器面朝上，其軸線與地板面垂直。

由此可見，目前針對城市軌道交通和鐵道機車車輛的車內(nèi)噪聲標準和測量方法由不同的規(guī)范規(guī)定，在測量條件和測量方法上存在不同，城市軌道交通車內(nèi)噪聲限值分地下線和地上線，鐵道車輛分運行狀態(tài)和靜止狀態(tài)，這些都給實際應用和橫向比較帶來一定的困難。建議統(tǒng)一城市軌道交通和鐵道機車車輛的車內(nèi)噪聲測量條件和方法，如測量時間間隔、背景噪聲的處理等。

5 車輛檢驗

軌道車輛在交付時要進行型式試驗（Type Test），運營中還要進行周期性的監(jiān)督檢驗（Monitoring Test）。型式試驗是檢驗廠家交付的車輛是否符合噪聲技術(shù)指標，監(jiān)督檢驗是指從交貨的一批車輛中抽取一輛或幾輛來檢驗噪聲是否達到規(guī)定的限值，或者檢查車輛由于初期運營或改裝之后噪聲是否發(fā)生變化。

GB/T 3449－2011[26]修改時采用ISO 3381:2005《軌道應用聲學軌道車輛內(nèi)部噪聲測量》，規(guī)定了我國軌道車輛內(nèi)部噪聲的測量方法，同時結(jié)合我國國情擴大了應用范圍，適用于軌道車輛型式試驗、周期性監(jiān)督檢驗、常規(guī)噪聲測試。GB/T 5111－2011[27]修改時采用ISO 3095:2005《軌道應用聲學軌道機車車輛發(fā)射噪聲測量》，規(guī)定了列車外部噪聲的測量方法，并結(jié)合我國國情，也擴大了應用范圍，除可用于機車車輛型式試驗、周期性監(jiān)督檢驗外，增加了常規(guī)噪聲測試及環(huán)境評價測量。車輛運行條件包括勻速、啟動、制動和定置等。啟動測量時間規(guī)定為從靜止狀態(tài)達到30 km/h時所需的時間，制動測量時間段為列車從30 km/h 按常規(guī)停車制動到停止所需的時間。定置車輛測量時間段一般要求至少20 s。型式試驗應做頻譜分析，1/3 倍頻帶的頻率范圍為31.5 Hz～8 000 Hz。進行型式試驗時至少應進行3 次測量，對于監(jiān)督試驗測量1次即可。

測量勻速行駛列車車內(nèi)噪聲時采用等效連續(xù)A聲級，測量時間一般不短于20 s。啟動和制動測量指標為快檔A 計權(quán)最大聲壓級和等效連續(xù)A 聲級，在列車中部和兩端設置5～7個測點，坐姿測點高于車廂地板1.2 m，站姿測點高于地板1.5 m，臥鋪車廂應有一個傳聲器置于枕頭之上0.2 m。

對于勻速行駛列車車外噪聲一般采用列車通過時段內(nèi)的等效連續(xù)A聲級。對于列車從停止狀態(tài)加速或制動，測量量為快檔A 計權(quán)最大聲壓級。定置車輛車外噪聲測量指標為等效連續(xù)A聲級。傳聲器軸線應始終處于水平位置且垂直指向軌道。傳聲器應置于軌道軸線兩側(cè)7.5 m、軌頂面以上1.2±0.2 m和距軌道軸線兩側(cè)25 m、軌頂面以上3.5±0.2 m。

為了檢驗新設計、新制造或經(jīng)大修后出廠的鐵道機車，按照GB/T 5111 中規(guī)定的測量方法進行測量，GB/T 13669－1992[28]規(guī)定電力機車輻射到車外的噪聲限值為90 dB(A)。

軌道車輛車內(nèi)和車外輻射的噪聲受到軌頭表面粗糙度的影響。必要時需測量路段的軌道粗糙度，如果1/3 倍頻帶波段的粗糙度級在整個測試路段滿足圖1的要求，則可認為鋼軌適合型式試驗的條件。

圖1 軌道粗糙度限值[26,27]

ISO 3095:2013[29]已替代ISO 3095:2005，基于此，GB/T 5111 也應被修訂更新。ISO 3095:2013 主要是通過列車輻射到車外的噪聲來檢驗車輛的，而不是評價列車輻射噪聲對環(huán)境的影響，不能用于環(huán)境噪聲評價。另外目前已有專門針對車外環(huán)境噪聲評價的規(guī)范，為避免在應用過程中出現(xiàn)混亂，建議在修訂GB/T 5111 時，不再將其作為環(huán)境評價測量的依據(jù)。

6 聲屏障評價標準

隨著我國軌道和道路交通的發(fā)展，聲屏障在控制交通噪聲中應用越來越廣泛。為確保聲屏障的降噪效果，檢驗聲學構(gòu)件的聲學性能（包括吸聲性能、隔聲性能）和聲屏障的降噪效果就顯得格外重要。

6.1 聲學構(gòu)件的聲學性能

聲波會在車體和聲屏障之間多次反射，越過聲屏障頂端繞射到受聲點，降低聲屏障的插入損失。為減小反射聲帶來的不利影響，通常在聲屏障靠線路一側(cè)附加具有一定吸聲能力的結(jié)構(gòu)。評價聲屏障吸聲結(jié)構(gòu)的整體吸聲效果，通常采用降噪系數(shù)[30]：

其中：α250、α500、α1000、α2000分別為在250 Hz、500 Hz、1 000 Hz、2 000 Hz 測得的吸聲系數(shù)。NRC 保留小數(shù)點后兩位，末位取0或5。

在聲屏障的設計中，為避免由聲屏障透射聲能量影響聲屏障的實際降噪效果，通常采用具有一定傳聲損失的結(jié)構(gòu)。聲屏障的空氣聲隔聲量可采用100 Hz～3 150 Hz 范圍的1/3 倍頻帶的平均隔聲量或通過計權(quán)隔聲量來評價[31]。

鐵路聲屏障聲學構(gòu)件的計權(quán)隔聲量不應小于30 dB，具有吸聲性能的聲屏障聲學構(gòu)件的降噪系數(shù)不應小于0.70，同時應滿足表8的要求。

表8 聲屏障聲學構(gòu)件聲學性能要求[30]

6.2 降噪效果

聲屏障的降噪效果一般用A計權(quán)等效聲級或最大A聲級的插入損失來評價[31]。如果要了解降噪的頻率特性，則應測量63 Hz～5 000 Hz 的1/3 倍頻帶或80 Hz～4 000 Hz 倍頻帶的插入損失。測定戶外聲屏障插入損失的方法有直接法和間接法。直接法是在聲屏障安裝前后對參考點和接收點的聲壓級都要進行測量。若不能進行聲屏障安裝前的測量，可選擇在與其相等效的場所進行測量，這種方法稱為間接法。選用間接法時，要保證兩個測點的等效性。

通過參考點的噪聲檢測保證聲源的等效性。軌道交通聲屏障與軌道中心線的距離一般小于15 m，參考點的位置應在聲屏障的正上方，并保證軌道中心線與參考點連線和聲屏障頂端連線夾角為10°。受聲點為聲屏障保護的敏感點位置，應同步測量參考點和受聲點的噪聲，各點至少應測量3 次。城市軌道交通和鐵路噪聲測量時間取為30 min。

聲屏障插入損失直接法計算公式為[31－32]：

其中：Lref,a、Lref,b分別為聲屏障安裝后、安裝前參考點的聲壓級，Lr,a、Lr,b分別為聲屏障安裝后、安裝前受聲點的聲壓級。采用間接法測量聲屏障插入損失計算公式與式(12)相同[30]，Lref,b、Lr,b分別為聲屏障安裝前等效場所參考點和受聲點測量的聲壓級。背景噪聲對測量結(jié)果的影響按表1進行修正。

7 結(jié)語

軌道交通噪聲問題日益突出，相關(guān)的規(guī)范和標準是評價和控制軌道交通噪聲的關(guān)鍵。當前關(guān)于軌道交通噪聲的規(guī)范和標準缺乏系統(tǒng)性，相互之間不成體系，甚至存在互相矛盾的情況。另外，涉及軌道交通噪聲的標準目的和適用范圍有所不同，在理解和應用中仍然存在一些誤區(qū)。這些都給軌道交通噪聲評價和控制的實施帶來了一定的困難。本文通過對現(xiàn)行軌道交通噪聲標準的分析得出以下結(jié)論和建議：

（1）部分標準需要修訂。部分國內(nèi)標準等同采用或修改采用了ISO 標準，相關(guān)的ISO 標準已經(jīng)修訂的，建議對相應的國內(nèi)標準也進行修訂。另外還需注意基于ISO標準的國內(nèi)標準與國內(nèi)其他現(xiàn)行標準的連貫性。

（2）軌道交通環(huán)境噪聲評價指標問題。GB/T 3222.1－2006 和GB/T3222.2－2009 采用單一聲事件的暴露聲級及相應事件次數(shù)來計算評價指標，而我國鐵路邊界噪聲規(guī)范GB 12525－1990 和聲環(huán)境質(zhì)量標準GB 3096－2008采用的評價指標為某個特定時間間隔內(nèi)的等效連續(xù)A聲級。后者同時考慮了每列列車經(jīng)過時的噪聲水平和車流密度因素。因此，本文認為環(huán)境噪聲統(tǒng)一采用某個特定時間間隔內(nèi)的等效連續(xù)A聲級進行評價更合理。

（3）沒有明確規(guī)定測試的噪聲頻率范圍。測試和評價的噪聲級包含的頻率范圍不同，包含的能量就不同，使得總聲級會有較大差異，建議根據(jù)各聲源的特點明確噪聲評價的頻率范圍。

（4）背景噪聲處理方式不同。關(guān)于背景噪聲，有的要求要低于測試噪聲3 dB(A)，有的規(guī)定要低于5 dB(A)。如果上述差值小于5 dB(A)，則測量結(jié)果不可能達到工程級（2級，準確度±2 dB(A)）。建議規(guī)定背景噪聲要低于測試噪聲5 dB(A)以上，并按GB/T 3222.2規(guī)定的方法進行修正。

（5）缺少高鐵車站站臺噪聲和高架車站站房噪聲限值的標準。列車不停站高速通過的車站站臺和高架車站站房的噪聲問題已十分突出，亟需制定相應的噪聲限值和測量方法標準，改善乘客候車的舒適性，避免站內(nèi)工作人員健康受到噪聲危害。