趙 陽 段傳波 張 輝

（北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)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(dòng)保護(hù)科學(xué)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(duì)C型輕軌列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行了信號(hào)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(yùn)行噪聲進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果表明，C型輕軌列車運(yùn)行時(shí)相對(duì)于地鐵列車噪聲較低，就聲環(huán)境保護(hù)角度而言具有較大的優(yōu)勢(shì)。

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(shì)特點(diǎn)，相對(duì)于由A型、B型車組成的地鐵列車更適用于我國(guó)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(shù)日趨成熟，發(fā)展較為迅速。但是，對(duì)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(yīng)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(dòng)控制系統(tǒng)噪聲、機(jī)械/結(jié)構(gòu)輻射噪聲、氣流噪聲等。

本項(xiàng)研究以長(zhǎng)春輕軌3號(hào)線列車（C型車）運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生噪聲為研究對(duì)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(jìn)行研究；并與普通地鐵列車的噪聲進(jìn)行對(duì)比，為輕軌列車運(yùn)行中的噪聲控制研究提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 列車噪聲測(cè)試方法

在長(zhǎng)春輕軌3號(hào)線線路的地面段與高架段分別設(shè)置試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集斷面。斷面設(shè)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(shè)置采集點(diǎn)。噪聲分析儀分別置于各采集點(diǎn)，且均位于地面上方1.5 m高度處。采集的聲信號(hào)傳入噪聲分析儀，由BZ5503-Utility Software for Hand-held Analyzers軟件進(jìn)行信號(hào)分析處理。具體的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)布設(shè)如圖1所示。

圖1 噪聲數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位布設(shè)示意圖

以北京地鐵車輛廠試驗(yàn)段地鐵列車作為輕軌列車的對(duì)比對(duì)象，在軌道邊開闊地的區(qū)段采用與輕軌列車噪聲試驗(yàn)研究中相同的試驗(yàn)方案，以獲得試驗(yàn)段地鐵列車運(yùn)行時(shí)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(jìn)行對(duì)比分析。

2 列車噪聲測(cè)試結(jié)果分析

2.1 噪聲傳播特征

經(jīng)實(shí)測(cè)得出，長(zhǎng)春輕軌3號(hào)線列車正常運(yùn)行狀態(tài)下的速度約為40 km/h。在相同速度下，取得各測(cè)點(diǎn)處的輕軌列車通過時(shí)間內(nèi)的等效連續(xù)A計(jì)權(quán)聲級(jí)（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(cè)試結(jié)果

2.2 地面段與高架段噪聲對(duì)比測(cè)試結(jié)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(duì)比結(jié)果如圖3所示。

2.3 噪聲頻譜分析結(jié)果

對(duì)輕軌列車經(jīng)過時(shí)的噪聲信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，得到該列車噪聲頻譜特性。在運(yùn)行速度為40 km/h時(shí)，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(jié)果如圖4所示。

2.4 輕軌列車與地鐵列車的噪聲性能對(duì)比

在相同運(yùn)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(duì)比如圖5所示。

在相同運(yùn)行速度（40 km/h）下，在相應(yīng)測(cè)點(diǎn)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(duì)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(duì)比

圖4 40 km/h時(shí)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(shí)輕軌列車與地鐵列車噪聲傳播特征對(duì)比（地面段）

圖6 40 km/h時(shí)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(duì)比（地面段）

3 結(jié)論

1）在地面段和高架段，輕軌列車按相同車速運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)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(yùn)行時(shí)，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(jié)果表明，輕軌列車在正常運(yùn)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(yùn)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(hù)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(chéng)仁，姚洪偉.長(zhǎng)春輕軌環(huán)線規(guī)劃與建設(shè)中的一期工程［J］.地鐵與輕軌，2001（2）：5.

［2］ 王顯民，王誠(chéng)仁，姚洪偉，等.長(zhǎng)春輕軌的建設(shè)與思考［C］∥建設(shè)部地鐵與輕軌研究中心，中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.2003大連城市軌道交通發(fā)展研討會(huì)論文集.北京：中國(guó)鐵道出版社，2003：13.

［3］ 高淑英，王重實(shí)，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(jī)車輛與輕軌車輛的應(yīng)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）