劉博

（北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司地鐵運(yùn)營(yíng)技術(shù)研發(fā)中心，北京 100089）

噪聲是影響人類日常生活和工作的常見(jiàn)環(huán)境污染因素，它的產(chǎn)生往往伴隨著機(jī)械運(yùn)動(dòng)，所以，隨著人類社會(huì)機(jī)械化的普及，噪聲污染也會(huì)影響越來(lái)越多的人群。以北京地鐵為例，近年來(lái)，其在政府扶持下發(fā)展迅速，迄今為止，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)14 條運(yùn)營(yíng)線路、235 座車站、323 公里運(yùn)營(yíng)里程，2013年上半年日均客流已達(dá)810 萬(wàn)人次，最高日突破886 萬(wàn)；到2020 年時(shí)，運(yùn)營(yíng)總里程將超過(guò)1000 千米。伴隨高客運(yùn)量而來(lái)的列車噪聲污染很快成為公眾抱怨的焦點(diǎn)，地鐵列車運(yùn)行中的噪聲不僅危害著乘客和周邊居民，更對(duì)地鐵站臺(tái)的工作人員帶來(lái)了生理和心理的健康隱患。研究表明，50dB 左右的噪聲會(huì)影響休息和睡眠，進(jìn)而能引發(fā)多種疾病。由于列車運(yùn)行是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)涉及多個(gè)噪聲產(chǎn)生途徑，所以，列車車站的噪聲控制一直以來(lái)都是一個(gè)難以解決的難題。目前，針對(duì)城市軌道交通的噪聲測(cè)試的數(shù)據(jù)相對(duì)較少，相關(guān)研究還比較薄弱，本文以北京地鐵列車進(jìn)出站噪聲為主要研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)噪聲產(chǎn)生途徑的研究、站臺(tái)噪聲數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)（參照GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》中推薦的測(cè)試方法），對(duì)不同形式的站臺(tái)、不同的季節(jié)噪聲數(shù)據(jù)變化進(jìn)行分析，尋找其中的規(guī)律和影響因素，直觀了解北京地鐵站臺(tái)噪聲現(xiàn)狀，為地鐵站臺(tái)噪聲的治理提供科學(xué)依據(jù)，使相關(guān)人員對(duì)地鐵站臺(tái)噪聲有一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)。

1 列車進(jìn)出站噪聲的產(chǎn)生途徑

本研究中，所測(cè)得站臺(tái)噪聲包含列車進(jìn)站時(shí)所產(chǎn)生上述輪軌噪聲、車體噪聲、牽引噪聲、制動(dòng)噪聲以及站臺(tái)人類活動(dòng)所產(chǎn)生的一些列噪聲的綜合值。這種綜合指標(biāo)能夠更好地反映列車進(jìn)出站時(shí)噪聲影響對(duì)候車人群及工作人員的影響。按照GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》中的規(guī)定，列車進(jìn)站時(shí)的站臺(tái)噪聲為列車頭部進(jìn)入車站到停穩(wěn)的時(shí)間段內(nèi)用Ⅰ型聲級(jí)計(jì)所測(cè)得的等效A 聲級(jí)數(shù)值。列車出站時(shí)的噪聲為列車啟動(dòng)到車尾離開(kāi)站臺(tái)的時(shí)間段內(nèi)內(nèi)用Ⅰ型聲級(jí)計(jì)所測(cè)得的等效A 聲級(jí)數(shù)值。為了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，要求每個(gè)站臺(tái)測(cè)量的車輛不得少于10 次，且不得測(cè)兩車會(huì)車時(shí)的數(shù)值。

2 地鐵站臺(tái)實(shí)地測(cè)試

2.1 測(cè)點(diǎn)選擇

站臺(tái)形式的差別對(duì)噪聲的傳播和數(shù)值大小有影響，本研究選擇不同形式不同線路的站臺(tái)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以便進(jìn)行對(duì)比研究。本研究選擇1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站、復(fù)興門站、東單站，10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站、呼家樓站、三元橋站，八通線傳媒大學(xué)站、雙橋站，3 個(gè)線路8 個(gè)站臺(tái)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)其中1 號(hào)線、10 號(hào)線為地下線八通線為地面線1 號(hào)線為島式站臺(tái)，10 號(hào)線、八通線為側(cè)室站臺(tái)，10 號(hào)線加裝了全高屏蔽門，1 號(hào)線、八通線未加裝屏蔽門。每月選擇一天對(duì)這些站臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并記錄數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測(cè)一年時(shí)間。島式站臺(tái)選擇車站中部位置進(jìn)行測(cè)試（見(jiàn)圖1）。側(cè)式站臺(tái)選擇單側(cè)站臺(tái)中部位置進(jìn)行測(cè)量（見(jiàn)圖2）。并且保證測(cè)點(diǎn)周圍半徑2m 內(nèi)無(wú)反射物。

2.2 測(cè)試儀器及方法

噪聲測(cè)試選用使用愛(ài)華公司的AWA5636-1 Ⅰ型積分型聲級(jí)計(jì)，使用儀器的全模型功能進(jìn)行測(cè)量，時(shí)間特性設(shè)為“快”擋。每次測(cè)試之前，采用配套的聲校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)并佩戴風(fēng)帽，校準(zhǔn)值前后不超過(guò)0.5dB 否則測(cè)試結(jié)果無(wú)效。

測(cè)試時(shí)間選擇地鐵正常運(yùn)營(yíng)時(shí)段（8AM ～18PM）進(jìn)行。測(cè)量時(shí)，人員站在站臺(tái)中部，距地高度約為1.6m 的位置。傳聲器的前端位置朝向軌道方向，其軸向與線路方向垂直。測(cè)量列車進(jìn)出站時(shí)的等效A 聲級(jí)噪聲值LAeq。測(cè)量的同時(shí)要進(jìn)行背景噪聲測(cè)量，若背景值與測(cè)量值之差小于等于10dB則需進(jìn)行修正，當(dāng)背景值與測(cè)量值之差小于5dB 時(shí)測(cè)試結(jié)果無(wú)效要重新進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)有突發(fā)噪聲聲源影響時(shí)，要進(jìn)行記錄以便取舍數(shù)據(jù)。測(cè)量進(jìn)站車輛5 次，出站車輛5 次并分別去算術(shù)平均值作為最終數(shù)據(jù)留做評(píng)定值，其中1 號(hào)線每趟車進(jìn)站平均測(cè)試時(shí)間24s，出站平均測(cè)試時(shí)間19s；10 號(hào)線每趟車平均進(jìn)站測(cè)試時(shí)間20s，出站測(cè)試是時(shí)間18s；八通線每趟車平均進(jìn)站測(cè)試時(shí)間22s，出站平均測(cè)試時(shí)間18s。

圖1 島式站臺(tái)測(cè)點(diǎn)布置圖

圖2 側(cè)式站臺(tái)測(cè)點(diǎn)布置圖

表1 2010 年北京地鐵部分站臺(tái)進(jìn)站噪聲統(tǒng)計(jì)

表2 2010 年北京地鐵部分站臺(tái)出站噪聲統(tǒng)計(jì)

2.3 測(cè)試結(jié)果匯總與討論

北京地鐵1 號(hào)線、10 號(hào)線以及八通線共計(jì)8 個(gè)站臺(tái)，2010 年全分12 個(gè)月共測(cè)數(shù)據(jù)192 個(gè)，其中進(jìn)站、出站數(shù)據(jù)各占1/2，具體測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。按照GB14227-2006 中關(guān)于列車進(jìn)出站噪聲限值的規(guī)定當(dāng)LAeq≥80dB 時(shí)就認(rèn)為是噪聲超標(biāo)。只有八通線有超標(biāo)數(shù)據(jù)，共有20 個(gè)數(shù)據(jù)超標(biāo)，其中進(jìn)站噪聲超標(biāo)數(shù)據(jù)有5 個(gè)出站超標(biāo)數(shù)據(jù)有15 個(gè)，其中進(jìn)站最大超標(biāo)LAeq，max值80.7dB 最小超標(biāo)LAeq，min值80.1dB，出站最大超標(biāo)LAeq，max值82.1dB 最小超標(biāo)LAeq，min值80dB。1 號(hào)線全年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，進(jìn)站最大超標(biāo)LAeq，max值79.9dB 最小超標(biāo)LAeq，min值73.6dB，出站最大超標(biāo)LAeq，max值79.2dB 最小超標(biāo)LAeq，min值73.4dB。10 號(hào)線全年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，進(jìn)站最大超標(biāo)LAeq，max值78dB 最小超標(biāo)LAeq，min值72.2dB，出站最大超標(biāo)LAeq，max值78.5dB 最小超標(biāo)LAeq，min值72.6dB。從總體上來(lái)看，3 條被監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)線路10 號(hào)線的噪聲狀況最好，八通線噪聲狀況最差。

從站臺(tái)設(shè)備設(shè)施角度看，以1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站和10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站做對(duì)比如下圖（圖3、圖4），1 號(hào)線、10 號(hào)線均為地下站臺(tái)，客流狀況，車輛狀況均相似，其中1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站為島式站臺(tái)10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站為側(cè)式站臺(tái)，按照宋雷鳴在《海淀黃莊站噪聲分析與綜合控制方法的研究》中的觀點(diǎn)，側(cè)式站臺(tái)由于站臺(tái)中間有墻體遮蔽會(huì)造成噪聲反射疊加，從而使得噪聲數(shù)值增加，但是，10 號(hào)線國(guó)貿(mào)確優(yōu)于1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站，它們之間的差別在于10 號(hào)線安裝了全高屏蔽門而1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站沒(méi)有屏蔽門設(shè)施。兩站進(jìn)站最大差值出現(xiàn)在1 月10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站噪聲低于1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站噪聲5dB 左右出站，兩站出站最大差值也出現(xiàn)在1 月10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站噪聲低于1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站噪聲5dB 左右出。后期由于客流和季節(jié)型空調(diào)設(shè)備開(kāi)啟等因素的影響兩個(gè)線路的噪聲均有所升高，但10 號(hào)線國(guó)貿(mào)噪聲始終在總體上優(yōu)于1 號(hào)線噪聲。

圖3 1 號(hào)線、10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站進(jìn)站噪聲比較

圖4 1 號(hào)線、10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站出站噪聲比較

從站臺(tái)建筑結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，以1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站和八通線雙橋站為例，這兩個(gè)線路車輛型制基本相似，均未安裝任何形式的屏蔽門，國(guó)貿(mào)站客流高于雙橋站，從客流因素來(lái)說(shuō)，國(guó)貿(mào)站的噪聲貢獻(xiàn)度更高。國(guó)貿(mào)站屬于地下站不利于噪聲向外傳播，雙井站屬于地面站利于噪聲對(duì)外傳播，從噪聲傳播因素來(lái)看國(guó)貿(mào)站噪聲貢獻(xiàn)度更高。從建筑結(jié)構(gòu)上看，國(guó)貿(mào)站屬于島式站臺(tái)，雙井站屬于側(cè)式站臺(tái)，由于墻體遮蔽會(huì)造成噪聲反射疊加增大噪聲，從結(jié)構(gòu)因素上看，雙橋站噪聲貢獻(xiàn)度更高。兩站進(jìn)站最大差值出現(xiàn)在4 月1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站噪聲低于八通線雙橋站噪聲4dB 左右出站，兩站出站最大差值也出現(xiàn)在4 月份1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站噪聲低于八通線雙橋站噪聲6dB 左右出。從下面（圖5、圖6）的結(jié)果圖明顯看出雙橋站的噪聲要高于國(guó)貿(mào)站的噪聲水平，這說(shuō)明側(cè)式站臺(tái)這種建筑結(jié)構(gòu)因素對(duì)噪聲的升高的貢獻(xiàn)能力要強(qiáng)于噪聲向外傳播因素的影響能力以及客流對(duì)噪聲影響的能力。

圖5 1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站、八通號(hào)線雙橋站進(jìn)站噪聲比較

圖6 1 號(hào)線國(guó)貿(mào)站、八通號(hào)線雙橋站出站噪聲比較

從全年時(shí)間角度來(lái)看，以1 號(hào)線為例噪聲全年波動(dòng)與客流有關(guān)。夏季由于外部氣溫較高選擇地鐵出行的人更多所以從下面（圖7、圖8）統(tǒng)計(jì)圖上看6、7、8 月份噪聲水平較高，1、2、10、11、12 月隨著各種假期的增多，大量人口離京客流明顯下降，噪聲水平也開(kāi)始明顯地下降。

圖7 1 號(hào)線全年進(jìn)站噪聲變化

圖8 1 號(hào)線全年出站噪聲變化

3 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目以北京地鐵站臺(tái)噪聲調(diào)查研究為主要內(nèi)容，從北京地鐵噪聲產(chǎn)生途徑入手，對(duì)北京地鐵噪聲的產(chǎn)生與治理進(jìn)行分類，得出地鐵站臺(tái)綜合噪聲的定義。采用GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺(tái)聲學(xué)要求和測(cè)量方法》中的規(guī)定方法進(jìn)行了北京地鐵1 號(hào)線、10 號(hào)線以及八通線共計(jì)8 個(gè)站臺(tái)2010 年全年的進(jìn)出站噪聲監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，得到了以下結(jié)論。

（1）北京地鐵1 號(hào)線、10 號(hào)線以及八通線監(jiān)測(cè)點(diǎn)中八通線的噪聲狀況最差，已經(jīng)出現(xiàn)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，為了避免乘客投訴，減少對(duì)周邊環(huán)境影響，應(yīng)該及時(shí)采取有效措施對(duì)該線噪聲進(jìn)行進(jìn)一步全面監(jiān)測(cè)，并采取有效的治理措施。

（2）對(duì)于各種噪聲影響因素相當(dāng)?shù)恼九_(tái)，采用全高屏蔽門對(duì)站臺(tái)噪聲有明顯的削減作用，下一步地鐵站臺(tái)改造工程中，若有條件安裝屏蔽門時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮全高屏蔽門。

（3）側(cè)式站臺(tái)這種建筑結(jié)構(gòu)對(duì)噪聲貢獻(xiàn)度大于客流和傳播因素對(duì)噪聲的貢獻(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致站臺(tái)噪聲的升高，在今后的地鐵設(shè)計(jì)中，若要減少噪聲影響，應(yīng)盡量避免采用側(cè)式站臺(tái)這種結(jié)構(gòu)。若實(shí)在無(wú)法避免時(shí)，可以考慮加裝全高屏蔽門來(lái)改善站臺(tái)噪聲。

（4）同一條線路全年噪聲隨客流變化而波動(dòng)，若要減少噪聲影響，應(yīng)考慮在客流高峰時(shí)段采取有效疏導(dǎo)措施或加開(kāi)列車等方法來(lái)減少站臺(tái)客流淤積。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，應(yīng)設(shè)計(jì)新的地鐵線路加快地鐵建設(shè)來(lái)解決現(xiàn)有地鐵運(yùn)量不足的問(wèn)題。