张 铁 王 蕊
(成都地铁有限责任公司，四川 成都 610031)
时速120 km快线地铁车辆车内噪声测试与分析
张 铁 王 蕊
(成都地铁有限责任公司，四川 成都 610031)
通过测试东莞轨道交通R2线全线车内噪声，获取了全线的车内噪声水平，由此提出了噪声水平较大区段的治理措施，并基于隧道内铺设有减振轨道、隧道内未铺设减振轨道、高架段铺设有减振轨道三种典型工况下车内噪声数据，对比总结了不同工况下车内噪声频谱特性异同点。
车内噪声，噪声水平，减振轨道，频谱特性
0 引言
轨道交通目前已成为大中城市中越来越重要的交通方式之一[1]。随着列车向着高速和轻量方向发展，旅客对列车乘车环境的要求越来越高，当噪声过大时，不仅影响周边居民的生产生活，还会影响乘客的舒适性，给乘客造成一定的烦扰，降低乘车品质[2]，因此降低列车车内噪声成为急切需要解决的问题。
车内噪声主要由空气声、固体声和混响声3部分组成。车辆上几乎所有的噪声源都对车内辐射噪声，并且车体对外部噪声具有放大作用。噪声传入车内的途径大致可分为空气传播和固体传播。空气传播声是指车外噪声通过车体各部分的缝隙传入车内的噪声。固体传播声分为一次固体声和二次固体声。一次固体声是指钢轨和车轮间的振动通过弹簧系统传给转向架和车体，使地板等振动产生的噪声。二次固体声是指车外噪声通过车体结构传播的透射噪声。地铁列车大量采用固定式车窗和密封性能好的车门，空气传播声较小，滚动噪声以及车外噪声的二次固体声占车内噪声的大部分[3]。
对东莞R2线全线进行车内噪声测试，获取车内噪声水平，评价全线车内噪声水平，最后分析了三种典型工况下的车内噪声频谱特性。
1 试验概况
东莞城市快速交通R2线是一条市域快速干线，北起东莞火车站，终点为虎门火车站，线路全长37 km。本次车内噪声试验试验段选择为R2线全线，每两个车站之间为一个分区段，共计14个区段。
1.1 车内噪声测点布置
车辆向前运行方向第二个M车厢内，在车厢中央、两端两排座椅中央与车体纵向中心线相交处各设2个测点，两测点分别距地板面高1.2 m和1.6 m，共布置6个声传感器，依次编号为1，2，3，4，5，6，其中奇数号为1.5 m处的测点，主要反映乘客站立在车厢中的车内噪声水平；偶数号为1.2 m处的测点，主要反映乘客坐靠在椅上时的车内噪声水平，如图1所示。
1.2 测试车辆
测试车辆介绍：R2线采用B型车，2.8 m车宽，3.8 m车高，20 m长，车辆均采用6节编组。本次车内噪声试验采用的是布满沙袋的模拟载重列车，为了更加真实的反映实际载客情况，又消除了运营列车中乘客交谈、语音报站等背景噪声，提高了测试的准确性与可靠度。列车运行速度为120 km/h。
2 评价指标与相关规定
2.1 分析方法
噪声评价指标：等效A声级是目前我国声环境评价规范中比较统一采用的量化评价指标。因此，本研究报告选用等效A声级作为噪声的量化评价值，用LAeq表示，dB(A)。
等效A声级的具体计算公式如下：
其中，LPA(t)为某时刻瞬时A声级，dB；T为规定的测量时间，s。
当在规定的时间T内，需要分时间段采集时，如T=T1+T2+T3+…，则T时间内的等效A声级计算式为：
2.2 相关规定
根据GB/T 12816—2006铁道客车内部噪声限值及测量方法对声压试验数据进行了处理。每测点每次测量时间不少于10 s，读取A声级的最接近的整数值，与一般噪声特征有明显差异的值应剔除。如有难以除去的明显的纯音或脉冲噪声应在测量结果中加以说明。每个测点测量3次，以3次测量值的算术平均值表示测量结果[4]。
处理数据与GB 14892—2006城市轨道交通列车噪声限值和测量方法中所要求的最大容许限值进行对比，分析各试验分区段综合噪声水平是否符合规范要求[5]。城市轨道交通系统中地铁和轻轨列车噪声等效声级最大容许限值见表1。
表1 列车噪声等效声级最大容许限值 dB(A)
3 测试数据分析
3.1 综合噪声水平分析
通过绘制各分区段综合噪声柱状图2可以清楚的看到，当列车以100 km/h的速度运行通过整个试验段时，各测点综合噪声A计权声压级最大值均出现在珊展区间，综合噪声A计权声压级最小值均出现在展虎区间。现这种情况的原因是相比于其他区段，珊展区间铺设了全区段除蛤西区间外最长的减振轨道形式，长度约1.9 km，由以往研究可知，采取减振措施后轨道下部结构振动噪声会减小，而上部轮轨噪声会增大，从而引起通过反射、衍射进入车室内的噪声水平明显增大，蛤西区间由于为大断面隧道，故反射衍射至车厢内的噪声有更大的衰减距离，故虽然该区段减振轨道铺设距离最长，但并不是噪声水平最大的区间；展虎区间的一部分位于高架区段，噪声能更好的向外部衰减，故车内综合噪声水平最低。
从图2中还可以看出，当运行速度为100 km/h时，全试验段车内噪声水平在72.36 dB(A)～83.77 dB(A)的范围内。
3.2 车内噪声频谱特性分析
为了了解列车运行时车内噪声频谱特性，特选择两个典型区间绘制其频谱特性曲线进行对比研究。两个典型区间分别为东旗区间与鸿西区间，这两个区间分别对应于隧道内铺设有减振轨道、隧道内未铺设减振轨道两种工况，分析两种工况下车内噪声的频谱特性。
两个区间频谱特性曲线如图3所示。
从图3可以发现，在100 km/h的速度下，两种工况下各测点车内噪声的主频都主要集中在400 Hz～800 Hz之间。且对比隧道内铺设有减振轨道、隧道内未铺设减振轨道的频谱图可知，减振轨道对全频段内除400 Hz～800 Hz外的所有频段都有一定的降噪效果，而在400 Hz～800 Hz段，减振轨道反而会使车内噪声增高。
4 结语
由以上分析，测试初步结论如下：
1)以120 km/h的速度运行通过整个试验段时，各测点综合噪声A计权声压级最大值均出现在珊展区间，综合噪声A计权声压级最小值均出现在展虎区间。
2)当运行速度为120 km/h时，全试验段车内噪声水平在72.36 dB(A)～83.77 dB(A)的范围内。
3)两种工况下各测点车内噪声的主频都主要集中在400 Hz～800 Hz之间。减振轨道对全频段内除400 Hz～800 Hz外的所有频段都有一定的降噪效果，而在400 Hz～800 Hz段，减振轨道反而会使车内噪声增高。
[1] 龚 军,汪 骏,薛智瑶,等.地铁线路对车内噪声的影响分析[J].上海工程技术大学学报,2012,26(2):137-140.
[2] 张克姝.地铁A型车内装结构对车内噪声的影响分析[J].城市轨道交通研究,2012(15):50-54.
[3] 肖安鑫,田 野.钢弹簧浮置板轨道对车内噪声影响的实测与分析[J].噪声与振动控制,2012,32(1):51-54，66.
[4] GB/T 12816—2006，铁道客车内部噪声限值及测量方法[S].
[5] GB 14892—2006，城市轨道交通列车噪声限值和测量方法[S].
Test and analysis of noise in metro vehicles at speed of 120 km/h
Zhang Tie Wang Rui
(ChengduMetroCo.,Ltd，Chengdu610031,China)
For the purpose of obtaining interior vehicle noise level of Dongguan metro line R2,interior noise test was conducted on the whole metro line,then we can propose control measures on the sections in which interior vehicle noise level is higher.Additionally,based on the interior vehicle noise data of three typical working conditions,tunnel with vibration damping track,tunnel without vibration damping track,viaduct with vibration damping track,the differences and similarities on spectrum characteristics of interior vehicle noise of these three working conditions have been analyzed respectively.
interior vehicle noise， noise level， vibration damping track， spectrum characteristics
1009-6825(2016)29-0146-03
2016-08-02
张 铁(1974- )，男，工程师； 王 蕊(1982- )，女，工程师
U491.91
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