摘  要: 地铁对周围环境的噪声影响越来越引起人们的关注． 采用现场实测的方法，检测了沈阳一号线地铁列车运行时车厢内、站台上以及地铁站外环境噪声最大值． 结果表明，除站外环境对乘客影响较小外，各个时间段的噪音均明显超过国家城市四类环境噪声标准( 70 分贝) 的 10% ～15%． 并进一步分析了噪声的主要来源，提出合理有效的控制措施，为后续的沈阳地铁建设提供一定的参考．

关键词: 地铁列车; 噪声; 控制措施; 沈阳

 

      城市轨道交通是世界上许多现代化大城市的重要交通方式． 它具有方便、快捷、准时、载客量大、能耗低、污染轻、占地少和安全性好等诸多技术经济优势，是解决大城市交通问题的首要选择^［1］． 在已经通过十一届全国人大四次会议审查的“十二五”规划纲要中，城市轨道交通建设也已列入未来五年中国构建综合交通运输体系的重点建设内容中^［2］． 截止 2010 年底，我国已有北京、上海、广州、南京、天津、重庆等 13 个城市拥有轨道交通运营总里程达 1 469 公里． 据国家发展和改革委员会预计到“十二五”规划末( 2015 年底) ，中国内地轨道运营总里程将达 3 200 公里．

      由于列车的运行以及地铁设备运行而产生的噪声强度很高，这些噪声随着空气、固体物等传播，严重影响到乘客和轨道沿线人们的心理、生理和正常生活． 在欧美等西方发达国家，此问题早已引起人们的注意，并且把地铁噪音列为七大环境公害之一^［3］． 噪声不仅会影响人们的身心健康，更为重要的是当发生紧急情况时，如果应急广播不能清晰地被接收，则会危及到使用者生命财产的安全． 因此，地铁的噪声特性成了衡量地铁质量的一个重要指标^［4，5］． 在我国，随着城市轨道交通的发展，地铁运行的噪声问题也引起了相关部门的重视，并已积极采取措施以减少地铁噪声所造成的影响．

      沈阳地铁作为我国东北城市第一个地铁规划，总规划规模约 210 公里，旨在合理衔接城际铁路和市域快线，推动沈抚、沈本、沈鞍、沈铁一体化进程． 目前，沈阳地铁已开通运营一号线全长 27．9 公里，设站 22 座． 目前，沈阳地铁噪音污染方面的研究还未见报道，为探究在运营初期阶段的沈阳地铁对乘客和轨道沿线人们生活环境的影响，研究了沈阳地铁一号线运行时车厢内、站台上以及地铁站外环境噪声的变化趋势，旨在分析噪声的主要来源，并提出合理有效的控制措施，为后续的沈阳地铁设计提供一定的参考．

 

      沈阳市地铁一号线是沈阳乃至东北启动建设的第一条地下铁道工程． 这条地下铁道位于沈阳城区东西方向的主轴线上，横跨市内铁西、和平、沈河、大东、东陵五大区，主要连接沈阳经济开发区、铁西工业区和沈阳站、太原街商业区、中街商业区等客流集散地区． 沈阳地铁一号线全长约27． 9 公里，一期工程及西延线共设 22 站，正式站名分别为: 十三号街站、中央大街站、七号街站、四号街站、张士站、开发大道站、于洪广场站、迎宾路站、重工街站、启工街站、保工街站、铁西广场站、云峰北街站、沈阳站站、太原街站、南市场站、青年大街站、怀远门站、中街站、东中街站、滂江街站、黎明广场站．

      沈阳地铁一号线自通车以来，列车运营时间:

      ( 1) 日运行早6: 00 ～ 晚21: 30，根据客流量增减发车次，平均间隔 5 ～ 8 分钟发车，全程运行时间约 80 分钟，包括停车时间 20 ～30 秒．

      ( 2) 日高峰时间段在上午 6: 30 ～ 8: 00 和下午 17: 30 ～19: 00 期间．

      ( 1) 车厢内噪声测量方法: 按各类通行方式

      对地铁车辆行驶时车厢内进行噪声监测，测量时间段是各站之间地铁车辆启动至停止的一个过程． 测点位于车厢轴向中心线地板之上 1． 4 m，距车厢头尾壁面为 1 m． 在测量过程中，读取每次地铁列车通过过程中的最大噪音示数．

      ( 2) 站台噪声测量方法: 对每个站站台进行监测，监测点布设在站台上距地铁约1． 5 m 处，每个站站台测量地铁车辆进站的噪声． 在测量中，读取每次地铁列车通过过程中的最大示数．

      ( 3) 交汇处噪声: 在站台上每当遇见两车交汇时便测量交汇时间段内噪声的最大值，测量地点距两车的距离相等．

      ( 4) 地铁站外点处噪声: 随机选择两个站外点，分别测量每当有列车经过时的此处的噪音最大值．

 

      本研究车内噪声的测量在车辆组装完成、载客状态下进行． 测量时使所有辅助设备和空调机组都处于工作状态，运行时车厢内的噪音最大值见表 1．

      由表 1 可知，由于各站之间的地形、设计结构、客流量的不一样，导致了噪音的最大值也不尽相同，但从综合上来看，隧道内通行时车厢内噪声最大值在 76． 5 dB( A) ～ 87． 5 dB( A) 之间波动．地铁车辆行驶时，车厢内常有广播、交谈、轮轨摩擦声，并且由于摩擦声属于高频噪声，乘客最难忍受，对车内环境影响也最大． 同时，我们可以看出张士站 － 四号街路段的轮轨摩擦声最大值高达87． 5 dB( A) ，超出正常范围． 并且大部分的路段间噪声的最大值都超过了80 dB( A) ，大多数乘客都感觉不适.

      从表 1 中还可以看出，地铁发出的噪音与客流量也有关，在中街站 ～ 怀远门站、怀远门站 ～ 青年大街站、青年大街站 ～ 南市场站、南市场站 ～ 太原街站、云峰北街站 ～ 铁西广场站等这些客流量较多的集娱乐文化于一体的商业区站点我们可以看出它们的噪声值相对于其他比较而言也较大．根据实验数据，我们发现于洪广场 ～ 开发大道、四号街 ～ 七号街、中央大街 ～ 十三号街数据值都较大，其原因主要取决于当时正是下班高峰时期17: 00 ～ 18: 00 这个时间段，乘客人数、列车班次和广播次数的增多都是造成噪音值增大的原因．除与此相关外，那段路程的轨道设计，路面结构也是导致噪音值较大的原因． 车厢内的最大噪声都出现在车内广播时，最大达 90 dB 以上，这是令人感到轻微不适的噪声值． 而且，广播的时间和次数都显得比较多而频密，在每两个站之间 l ～ 2 min的运行时间内，广播的声音几乎占去一半．

      为调查站台上列车运行噪声及公共广播噪声对地铁噪声的影响，对站台列车进站有广播、列车进站无广播这 2 种情况进行比较，各车站站台处的噪声水平，结果见表 2．

      根据表 2 的实验数据，我们可以看出地铁车辆进站时，噪声最大值在 73． 5 dB( A) ～83． 8 dB( A) 之间波动． 地铁进站时噪声主要来自减速制动时轮轨的摩擦，噪声与进站时车速控制有关． 在无广播与有广播的情况下，公共广播声音是主要噪声源． 但有广播比无广播的测量值高约 5 dB，说明公共广播的次数、音量是车站噪声的重要来源．

      进站乘客数量也对站台噪声值有影响． 由于地铁 l 号线途径沈阳主要城区，在一些站点如中街站、南市场站、太原街站、沈阳站等客流量较大的站，地处沈阳市文化、金融和商贸中心地段，该站处于繁华的商业区，附近有比较大型的居住区，每个出站点都直接与大型的商业设施相连，这些因素都成为该站噪声升高的原因． 乘客人数较多，因此人们的交谈声、谈笑声等人为噪音也是导致其噪音值高于其他站台噪音的原因，而且由于客流量较大，同样也促使广播声的音量较其他站台声更大，同时站内的公共广播服务次数也比其他车站更多． 张士站、开发大道站、于洪广场站、迎宾路站这些站点噪音值也较高，这主要取决于其附近都是一些大型工厂，而且当时正是下班时期，所以站台上的客流量较大，因此其人为噪音值也略有升高．

      在本次试验检测中我们一共经历了四次两车交汇，其噪声最大值均在 80 dB 上下左右波动，对站台上的乘客影响较大，测量结果如表 3 所示．

      根据我们所选择的两个站外点，我们从表 4可以看出，每当列车经过时地铁站外的噪音最大值明显小于地铁车厢内以及站台上的噪音最大值，站外环境对乘客影响较小．

      ( 1) 轮轨引起的噪声

      轮轨噪声可分为包括车轮和轨道振动辐射噪声，车轮与钢轨的摩擦声、撞击声和制动时的尖叫声等^［6］，究其产生的原因，是由车辆和轨道的相互作用引起的，产生振动，并向外传送声波，可归结为机车本身的动力作用．

      ( 2) 车辆设备引起的噪声

      包括牵引电动机、压缩机、发电机和齿轮箱等装置的运行噪声． 当列车装有空调装置时，还存在空调噪声．

      ( 3) 列车运行时产生的气流噪声

      地铁列车在封闭狭长的隧道内高速行驶，会产生强大的气流噪声． 车体振动辐射噪声是由车体与空气摩擦而产生的． 列车的运行速度愈高，空气动力噪声所占比例愈大，并将以速度的 6 次方比率增大^［7］． 另外，列车种类、线路结构等均会对车体的振动辐射噪声产生影响． 当列车速度达到200 km / h 时，才需考虑此气流噪声^［8］． 而地铁、轻轨等城市轨道交通车辆运行速度一般小于 80km / h． 可不考虑此噪声的影响．

      ( 4) 地铁车站环境噪声还与车站的广播次数、广播音量、客流量、列车车流量等因素有关．