金阳阳

（杭州谱育检测有限公司，浙江 杭州 310056）

我国社会经济水平不断提升，城市轨道交通不断发展，当前，城市轨道交通噪声问题已成为社会关注的一个重点问题，这种噪声污染严重影响人们的正常生产生活。在这种背景下，噪声污染监测技术逐渐进入大众视野，经过长时间发展，它已成为减少城市轨道交通噪声污染的有效措施，不过该技术在实际应用环节存在一定的复杂性，仍需相关人员加大研究力度，从而充分发挥监测技术的作用，最大程度防治城市轨道交通噪声污染问题。

1.1 噪声对轨道交通技术应用的制约

运行速度较低的轨道交通工具，如轻轨、地铁及普速火车等，在列车运行动态环境上，主要以电气与机械作用为主；
而高速运行的轨道交通工具，如高铁以及磁悬浮列车等，其运行主要受气动作用。由此可见，随着列车运行速度不断提升，列车噪声源会从电气/机械噪声，逐渐向气动噪声转变。高速度轨道交通技术使得噪声对列车速度的约束更加明显，如上海磁悬浮列车的设计速度达到了430 km/h，但为了避免噪声问题，其在核心市区的运行速度被限制在200 km/h以内。列车速度之所以会受到噪声影响，一是噪声污染会对车外市民及车内乘客舒适度产生影响，引起健康问题；
二是高速列车产生的气动噪声在本质上是空气的高频振动，长期处于这种高频循环动力荷载的影响下，会使列车设备与沿线建筑物面临疲劳破坏。

1.2 常见噪声

1.2.1 轮轨噪声

该噪声是车轮与钢轨相互作用形成的声响，当车轮与轨道相互接触产生力的作用时，会导致车轮与轨道振动[1]，从而向外辐射声波，轮轨噪声产生的原因为：（1）当车辆运行在一条较小半径曲线线路上时，在曲线钢轨上的车轮并不是纯滚动运行，还会出现局部横向滑动，形成“卡滞—滑动效应”，再加上轨道与车轮间产生的振动响应，最终会发出高音调尖啸声，即摩擦噪声。（2）因为钢轨或车轮表面局部不连续，形成的撞击噪声。（3）钢轨与车轮接触表面局部存在小面积粗糙情况，形成轰鸣噪声。

1.2.2 牵引动力系统噪声

这种噪声属于牵引系统设备运转出现的噪声，如空气压缩机噪声、齿轮箱噪声、冷却风扇噪声、牵引电机噪声，牵引动力系统噪声，属于城市轨道交通中的主要噪声[2]。这种噪声会随着列车运行速度不断提升而逐渐加大，尤其是电机冷却风扇噪声，通常会超过轮轨噪声。

1.2.3 车辆非动力噪声

车辆非动力噪声具体是指制动系统制动过程中，制动盘与闸瓦间产生的摩擦振动，这种摩擦振动可以使制动盘、闸瓦托架、制动闸瓦片等发生自激振动，从而出现噪声，还包括空压机、空调装置等车辆辅助系统产生的噪声。

1.2.4 地下铁道地面承载噪声

车辆在铁轨上行驶时，地下铁道轮轨间会产生相互作用，产生的振动会向隧道结构及周围土壤中传递，随后通过土壤的振动会继续向邻近建筑物进行传播，最终在建筑物中会发生噪声与振动的第二次辐射，这种噪声属于一种低频声响，是一种较为严重的干扰源。

1.2.5 高架轨道噪声

通常情况下，列车在高架铁路上行驶时，轮轨相互作用下形成的振动会经过轨道向支撑结构进行传递，噪声会通过支撑结构传播至周边地区，相比于一般路堤带坡度道床噪声，高架轨道噪声级更高，通常会超过20 dB（A）。

2.1 影响人们正常生活

若城市轨道交通噪声污染长时间存在，会对人们的身体及心理健康产生影响。人们长时间受到噪声污染侵扰，会出现听力下降、耳聋、耳鸣等问题，严重降低人们的生活质量。并且，在噪声污染环境下，人们会变得易怒且容易暴躁，不仅无法集中注意力，还会导致学习能力下降，出现较为严重的心理问题。

2.2 影响动物健康

城市轨道交通噪声污染问题，不仅影响人们的身体与心理健康，还会在一定程度上威胁动物健康。从相关调研数据中可以发现，受噪声污染程度加剧的影响，动物也出现了相应的健康问题。与人类不同，噪声对动物生理影响较大，若动物长期处于噪声污染环境下，会导致其中枢神经及分泌系统受到损害，严重情况下还会导致动物死亡，不利于养殖业的发展。

2.3 对社会发展秩序造成干扰[3]

在噪声污染环境下，人们在工作时无法集中注意力，还会产生暴躁情绪，导致工作效率大幅降低，产生较大的经济损失，也会对社会正常秩序产生影响，不利于社会健康稳定发展。此外，一些长期处于噪声污染下的建筑物可能会出现墙体开裂问题，降低建筑物使用寿命，甚至造成坍塌等危害，这些都会对国家及企业经济效益产生严重影响，对社会正常发展造成阻碍。因此，我们应重点关注城市轨道交通噪声污染监测及防治工作，最大程度降低噪声污染的不良影响。

3.1 噪声污染监测

为降低城市轨道交通噪声对人们生产生活的不良影响，我们需要通过有效的方法监测噪音，再全面分析具体监测结果，选择适宜的方法，控制噪音危害，使城市轨道交通周围居民拥有更好的生活环境。

3.1.1 点位布设

噪声污染监测点位布设环节，监测人员应综合考虑城市轨道交通沿线不同结构、距离、属性敏感点等，在此基础上对噪声污染垂直以及水平方向衰减规律进行详细了解，并明确噪声一天内声屏障降音效果及分布规律等情况。比如，在敏感点方面，相关人员需要对环境影响报告书进行详细分析，严格监控监测部分噪音敏感点，并且还应监测容易被忽略的车站、车辆段以及停车场等敏感点，了解其受影响程度，并详细监控一些新建的敏感点，如新建停车场以及车站等均属于需要进行监控的对象。需要注意的是，相关工作人员应重点监测附近居民区、学校与医院等位置，了解噪声污染情况，及时制定出有效的解决方案。此外，还应强化受建筑物阻挡楼房的监测，多方面考虑噪声污染传播规律等，科学布设监测点位。在振动监测环节，应选择拥有1/3倍频程滤波器的振动测量仪器。在具体测量环节，要避免出现对测量结果产生不良影响的环境条件变化，如温、湿度剧烈变化和强电磁场干扰，以及不属于振动源产生的其他振动影响。在敏感点布设点位时，应布设于建筑物一楼室内，当不具备室内布设条件时，应在建筑物外墙0.5 m范围内振动敏感处布设。在室内测量环节，布置的测点不可少于3个，若需要在建筑物室外测量，应在建筑物靠轨道一侧布置至少1个测点。

3.1.2 具体监测要求

按照相关规定要求，在城市轨道交通噪声污染监测环节，监测人员应遵守相应规则，如在监测频次方面，相关人员应在两天内，对噪声污染进行连续监测[4]，每天监测4次（白天上、下午高峰期2次，夜间2次），每次监测20分钟，连续监测2天，监测时间应按交通特点确定；
在监测量及数据分析方面，每次分别监测Leq、L10、L50、L90、Lmax、Lmin，并同时记录车流量；
在背景噪声污染监测方面，当没有列车在高架线上通过及冷却塔或风亭不运行时，应对相关噪声级别进行测量，相关工作人员还应对列车车流量与监测累计时间进行记录；
对于地铁噪声污染监测，相关工作人员应进行列车通过密度以及时间的详细记录；
在源强测试上，工作人员应在没有设置声屏障的区域，监测距离平面垂直距离1.5 m、水平距离1 m的位置；
针对插入损失测试，相关工作人员需要开展分断面测试工作，结合具体情况保证断面合理分布，随后做好测试工作；
进行地铁车站噪声污染监测时，主要测试内 容为：（1）设备噪声，主要为各类通风空调设备噪声源；
（2）环境噪声，主要包括车站站厅、风亭、站台、机房等；
（3）混响噪声，包括站台、车站站厅；
（4）消声器消声性能。测试可利用AWA6270A噪声频谱分析仪、AWA5633A声级计、HS型声校准器等设备。

3.2 噪声污染监测现状

现阶段，在城市轨道交通噪声污染监测方面仍存在一些不足，主要体现在以下几方面。

3.2.1 监测位置不合理

按照噪声发散原理，噪声传播环节会受到反射、阻挡以及折射等影响，所以，噪声发出的中心位置往往分贝较大，远处则分贝较小。噪声传播环节很容易产生声音叠加，所以，某一位置监测结果无法代表整个环境监测结果[5]。在城市轨道交通噪声污染监测环节，相关人员应选择多个监测点开展监测工作，结合不同监测点获得的监测结果，对整个区域监测结果进行评估，从而获得更加稳定、准确的监测结果。但是，在当前的实际监测中，由于监测位置布置不够合理，未能将实际噪声污染情况真实反映出来。

3.2.2 噪声监测仪器选择不当

相关人员在监测仪器选择上不够合理，使得监测过程未能达到既定标准，获得的监测结果也不够准确，未能代表监测区域真实的噪声情况；
此外，噪声评价依据不足，一些监测人员为降低工作量，通常会选择便于携带的监测设备，使得监测结果不够真实、有效，阻碍了后续噪声污染治理工作的开展。

3.2.3 误差修正不够准确

噪声污染监测不可避免地会受到各种因素影响，如自然环境因素、人员操作因素等，从而使监测结果出现误差。为保证监测结果的准确性，监测人员往往会通过综合分析的方式，清除一些误差，不过一些人为因素导致的误差在控制上难度较大，影响了监测结果的准确性。

3.3 噪声污染监测改进策略

3.3.1 合理选择监测位置，保证监测质量

监测位置布置的合理性会直接影响噪声污染监测效果，因此，相关人员应严格控制监测技术标准及规范，获得更加准确、有效的噪声污染监测结果[6]。如在城市轨道交通路段开展噪声监测工作时，监测人员应分别在监测交叉口分开的两端，在距路口约50 m的位置处设置监测点，高度通常在1.2～6 m的范围内，对路段噪声污染情况进行监测。针对某区域噪声污染监测环节，监测人员应结合相关标准要求，划分多个小区域，保证有效网格数量，并在各区域中心设置监测点，通常设置于户外，与地面相距1.2～4 m。监测点设置应遵循相应原则，监测时应确保监测仪器符合监测条件，能够正常使用。监测点应保持长时间稳定，尽量避免附近固定反射面及噪声源等情况，保证监测结果的准确性。在测量的时候，无论是昼间还是夜间，监测人员都应该选择接近列车平均运行密度的时间段，连续测量一小时的等效声级，如果实在没办法确认，在必要时可测量整个昼间和夜间。在监测过程中，监测人员还应测量无列车通过时的环境背景噪声值，与测量值核对后进行修约，得出最终的噪声结果并进行评价。

3.3.2 加大资金投入，保证监测设备的精准度

城市轨道交通噪声污染监测需充分应用监测仪器，监测人员应结合监测情况合理选择监测仪器，使设备能够正常使用，满足检测需要，保证噪声污染监测的真实性与科学性。相关人员应使监测仪器精度在Ⅱ级或以上，在性能上应满足规定要求，还应做好监测仪器定期校验、维修工作，确保仪器的精确度。为获得更好的监测效果，相关部门需要加大资金投入，及时更新各种噪声监测设备，扩大监测范围，满足噪声监测需求。保证监测仪器在运行过程中不会受到时间限制，相关工作人员应加强巡视，若发现设备发生故障应及时处理，保证仪器正常运行。

3.3.3 及时修正监测值

开展城市轨道交通噪声污染监测工作时，通常监测结果中不仅包含噪声源噪声，还包括其他背景噪声，所以监测人员应及时处理，去除背景噪声，获得真实的噪声情况。修正噪声监测值时，相关人员应结合相关标准要求开展具体工作，按照背景噪声监测方法，找出监测噪声值与背景噪声值之间的差异，并结合相关标准加以修正，提升噪声污染监测结果的准确性。

3.3.4 实现噪声监测自动化

以往开展城市轨道交通噪声污染监测工作时，主要应用人工操作方式，需要较多人力，同时监测数据较少，未能实现全天24 h不间断监测[7]。现阶段，我国重点进行了自动化监测仪器的研发，有效解决了以上问题。通过环境自动化监测网建设及环境信息卫生通信网络建设，使得噪声监测拥有了较高的自动化程度，能够通过自动化仪器开展监测工作，代替了人工监测。目前，相关部门还应进一步提升噪声污染监测自动化水平，积极引入噪声自动监测系统，利用微型自动化监测仪及计算机网络处理收集到的信息，将其传入计算机中进行数据处理，并强化系统数据分析、校对等功能。在自动化监测系统技术应用方面，具体可应用精密仪器仪表技术、遥测遥感技术、计算机网络技术以及频谱分析技术等，通过噪声监测自动化，提升城市轨道交通噪声污染监测水平。

4.1 轨道结构降噪

在防治城市轨道交通噪声污染时，应注重敏感地带问题，做好轨道结构降噪工作。选择轨枕材料时，应首选弹性材料，并且还应进行定期的维护与监测；
在道床方面，可选择弹性减振系统，并将谐振器应用其中；
车轮选用阻尼车轮，同时还应加装阻尼降噪板；
在扣件应用方面，首选硫化粘结性扣件，并使用多用重型钢轨。当前，市场上存在不同种类的部件，能够有效解决不同频率的噪声问题，各类部件安装前，工作人员需要反复实验，选择安装最合适的部件，最大程度降低城市轨道交通噪声。

4.2 轮轨润滑与钢轨打磨

当轨道存在不平顺问题时，会使列车与轨道产生较大摩擦，从而造成轮轨噪声，可通过轮轨润滑与钢轨打磨的方式解决此类问题。利用打磨的手段，可有效预防钢轨波磨，尽量保证轨道的平顺性，改善轮轨表面几何伤损与缺陷，从而有效降低噪声。当前，有较多国家应用了打磨技术，该技术在不断发展中已趋于成熟，可有效降低噪声污染。此外，通过应用润滑剂能够降低摩擦系数，有效控制轮轨噪声，因此可通过这一方式减少城市轨道交通噪声污染。

4.3 设置声屏障

通过设置声屏障能够控制声音传播途径，进而有效隔断噪声传播。当噪声源发出的声波与声屏障接触时，会沿着三条路径进行传播，其中，一部分噪声会越过声屏障顶端，最终绕射到达受声点；
一部分噪声与声屏障壁面接触时会产生反射；
还有一部分噪声会穿过声屏障，最终到达受声点[8]。当声源位置及特性一定时，声源绕射、反射及透射声能会直接影响降噪效果，绕射声能与声屏障高度存在较为密切的联系，而反射与透射声能会受到声屏障厚度及材料等因素影响，因此在设置声屏障环节，相关人员需要合理选择声屏障的几何尺寸与材料结构，从而获得良好的降噪效果。

4.4 利用主动控制技术

以往在防治城市轨道交通噪声污染问题时，通常会选择以下几种降噪方式：一是声源识别与控制；
二是受声点设防；
三是控制传播途径，它们在高频噪声防治上效果较为明显，而隔声、吸声等方式属于噪声被动控制技术。噪声主动控制技术拥有轻量化等特点，可获得更好的低频降噪效果，所以可利用主动控制技术降低噪声源噪音，提升城市轨道交通噪声污染防治成效。

综上所述，现阶段，我国城市建设不断推进，城市轨道交通规模不断扩大，为人们的工作与生活带来了较大便利，但轨道交通噪声污染也随之而来，对城市生活产生了较大影响，噪声污染治理工作已成为国家关注的重点问题。城市轨道交通噪声污染治理工作涉及较多方面，噪声监测在其中处于重要位置。通过合理应用噪声监测技术，能够有效监测城市轨道交通噪声污染情况，找出噪声源及噪声传播规律，从而在此基础上，制定有针对性的治理方案，将噪声污染问题的不良影响控制在最低水平，创设出更加环保的城市轨道交通环境。

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