何延軍，辜小安，伍向陽，劉嘉林

(1.北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心，北京 100048；2.中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

北京遠(yuǎn)郊區(qū)縣鐵路機車鳴笛噪聲影響狀況

何延軍1，辜小安2，伍向陽2，劉嘉林1

(1.北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心，北京 100048；2.中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

機車鳴笛是既有普速鐵路作業(yè)時聯(lián)絡(luò)及警示的一種信號，由于該信號具有聲級水平高、聲源位置高、傳播距離遠(yuǎn)、影響范圍廣及高脈沖性等特點，對周圍環(huán)境可能產(chǎn)生一定的噪聲影響。本研究通過對北京市遠(yuǎn)郊區(qū)縣5處典型路段選取24個測點進(jìn)行的機車鳴笛噪聲現(xiàn)場測試，得到北京遠(yuǎn)郊區(qū)縣機車鳴笛噪聲實際影響狀況：在現(xiàn)狀鐵路車流量及實際鳴笛狀況下，以客運為主的既有鐵路線路受鐵路列車運行噪聲和鳴笛噪聲影響，鐵路邊界處晝夜間均可滿足GB12525—90 《鐵路邊界限值及其測量方法》 中晝間、夜間限值70 dB(A)的要求，因鳴笛產(chǎn)生的噪聲增量為1.6～3.2 dB(A)；但以長大編組的貨運列車為主的既有鐵路線路受鐵路列車運行噪聲和鳴笛噪聲影響，鐵路邊界處晝間可滿足GB12525—90的限值要求，夜間超出限值要求0.9dB(A)，因鳴笛噪聲對晝夜間的等效聲級增量僅為0.4～0.5 dB(A)。 對于6層高建筑物機車鳴笛瞬時聲級可衰減23～24dB。

機車鳴笛； 噪聲；影響

1 概述

機車鳴笛一直是機車司機與現(xiàn)場工作人員進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的作業(yè)方式。其作用主要有兩個：一是聯(lián)絡(luò)信號，即列車運行時司機與車站值班員、扳道工、運轉(zhuǎn)車長等聯(lián)絡(luò)；二是警告信號，主要警告列車運行前方行人、車輛和線路作業(yè)人員等。

鑒于我國鐵路沿線分布有大量敏感建筑，當(dāng)產(chǎn)生機車鳴笛噪聲影響時，由于其具有聲級水平高、聲源位置高、傳播距離遠(yuǎn)、影響范圍廣及高脈沖性等特點，對周圍環(huán)境可能產(chǎn)生一定的噪聲影響。本研究通過對現(xiàn)場勘查北京11個遠(yuǎn)郊區(qū)縣和1個開發(fā)區(qū)所涉及的鐵路線路站段、平交道口等可能產(chǎn)生機車鳴笛噪聲影響的區(qū)域，選取了5處典型路段24個測點進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測，得到北京遠(yuǎn)郊區(qū)縣機車鳴笛噪聲實際影響狀況現(xiàn)場測量結(jié)果。

2 測試方法

依據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》[1]和《北京、天津、石家莊、唐山、保定市區(qū)限制機車(軌道車)鳴笛辦法》的通知》(京鐵機〔2015〕420號)[2]中規(guī)定需鳴笛的區(qū)段及位置，確定本次現(xiàn)場監(jiān)測選取原則：

(1) 選擇有代表性平交道口和隧道進(jìn)出口機車鳴笛區(qū)段，了解機車鳴笛噪聲影響狀況；

(2) 選擇有代表性的鳴笛區(qū)域，周邊為空曠地，了解鳴笛噪聲聲場分布；

(3) 選擇有代表性的鳴笛區(qū)域，周邊為建筑群，了解鳴笛噪聲在建筑群內(nèi)的衰減情況。

具體測試內(nèi)容及相應(yīng)的邊界條件見表1和圖1。

測試方法依據(jù)GB/T 5111—2011《聲學(xué)軌道機車車輛發(fā)射噪聲測量》、GB 12525—90《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》、TB/T 3050—2002《鐵路沿線環(huán)境噪聲測量規(guī)定》中的相關(guān)要求，分別測量機車鳴笛噪聲最大聲級、列車通過暴露聲級及晝夜間等效聲級。測試采用Bruel & Kjaer多通道噪聲分析儀。

表1 測試斷面概況

測試項目鐵路概況周圍概況道口鳴笛噪聲在空曠地及敏感建筑群內(nèi)的聲場分布特性線路1：I級鐵路，雙線，電力牽引旅客列車，列車最高運行速度為100km/h，有砟軌道路基線路；車流量26對/d距離線路200m范圍內(nèi)為空曠地；周邊有中層及高層居民住宅，間歇受飛機噪聲影響橋涵鳴笛噪聲在敏感建筑群內(nèi)的衰減特性6層高建筑區(qū)垂直于線路分布隧道進(jìn)出口鳴笛噪聲影響特性線路2：有砟軌道、高路基線路、電力牽引長大編組貨物列車；車流量80～90對/d距離線路200m范圍內(nèi)為樹林，200m外有平房建筑

圖1 鳴笛測噪聲測點位置布置圖

3 測試結(jié)果

3.1 鐵路邊界噪聲影響狀況

對于線路1，以旅客列車運行為主的鐵路線路，車流量為26對/d，距離鐵路外側(cè)軌道中心線30m處，不同高度測點受鐵路噪聲影響，等效連續(xù)A聲級LAeq,1h為58.6～69.8dB(A)，較不鳴笛時噪聲水平高出2～5dB(A)，鐵路邊界噪聲水平隨高度增加而增加；但沿鐵路線路方向距離測點位置100m處鳴笛時，LAeq,1h較不鳴笛時僅高出0.2～0.5dB(A)，說明機車鳴笛噪聲沿線路方向衰減較快。

對于線路2，以長大貨物列車運行為主的鐵路線路，車流量為80～100對/日，鐵路邊界處不同高度測點受鐵路噪聲影響，等效連續(xù)A聲級LAeq,1h為69.8～72.0dB(A)，較不鳴笛時噪聲水平高出0～1dB(A)，說明對于以長大編組為主的貨物鐵路，且車流量較大時，鳴笛噪聲對于總鐵路噪聲影響貢獻(xiàn)值影響較小。詳見表2。

表2 鐵路邊界不同高度處機車鳴笛噪聲影響

測試斷面時間段通過列車數(shù)(列/h)實際鳴笛次數(shù)測點位置LAeq，1h包含鳴笛LAeq，1h不考慮鳴笛測點正前方位置鳴笛1次；沿線路方向距離測點位置100m處鳴笛1次30m＿13 3m(5層)68 363 6晝間230m＿10 2m(4層)66 563 330m＿7 2m(3層)67 363 1線路130m@4 5m(2層)65 760 230m＿13 3m(5層)66 266 2晝間3無鳴笛30m＿10 2m(4層)65 665 630m＿7 2m(3層)65 165 130m@4 5m(2層)62 662 6線路2晝間6～95～830m@1 5m69 8～72 068 7～71 3

3.2 機車鳴笛噪聲時頻域特性

現(xiàn)場測量得到的空曠區(qū)域及隧道口區(qū)域量機車鳴笛噪聲時頻域特性見圖2～圖3所示。測量結(jié)果表明：機車鳴笛瞬間噪聲超過列車運行通過聲級水平15dB(A)以上，屬于寬頻帶短時噪聲，已具備脈沖信號特征。此外空曠區(qū)域受機車鳴笛噪聲影響，距線路外軌中心線30m處的鳴笛噪聲頻率集中在高頻區(qū)域5 000～12 000Hz，而隧道口處的機車鳴笛噪聲頻率集中在8 000～20 000Hz。

圖2 空曠區(qū)域機車鳴笛噪聲三維譜圖(距外軌中心線30m處，高于軌面4.5m)

圖3 隧道口區(qū)域機車鳴笛噪聲三維譜圖(距外軌中心線15m處，高于軌面4.5m)

3.3 機車鳴笛噪聲聲場分布特性

受機車鳴笛噪聲影響，距離線路不同距離及不同高度處，受機車鳴笛影響不同。從軌面高度至軌面以上13.3m高度范圍內(nèi)受機車鳴笛噪聲影響，瞬間最大聲級LA,max為102～105dB(A)，且最大聲級集中在軌面以上7.2m附近；垂直線路不同距離處機車鳴笛瞬間噪聲隨距離衰減緩慢，距外軌中心線7.5～72m范圍內(nèi)，不同高度最大衰減為3dB(A)，見圖4。但沿線路方向聲級水平衰減較大，對于空曠區(qū)域最大聲級衰減20dB(A)/100m；隧道口區(qū)域，最大聲級衰減10dB(A)/100m。

圖4 空曠區(qū)域機車鳴笛噪聲聲場分布圖

3. 4 機車鳴笛噪聲建筑群衰減特性

選擇某6層高建筑群內(nèi)測試機車鳴笛噪聲影響，對于距離線路100m的第一排建筑，受機車鳴笛噪聲影響最大聲級為，建筑物1層窗外噪聲為98.1dB(A)，建筑物5層窗外噪聲為101.1dB(A)，而距離線路約200m第二排建筑受機車鳴笛噪聲，最大聲級為：建筑物1層窗外噪聲為74.1dB(A)，建筑物5層窗外噪聲為78.5dB(A)，6層高度建筑群對鳴笛噪聲最大聲級衰減可達(dá)23～24dB(A)。見表3。

表3 建筑群內(nèi)機車鳴笛噪聲測試結(jié)果

測試項目鳴笛位置測點位置LA，max中高層建筑群內(nèi)鳴笛噪聲衰減特性100m@1 2m/1層98 1第一排建筑100m@13 3m/5層101 1200m@1 5m84 8第二排建筑200m@1 2m/1層74 1200m@13 3m/5層78 5

4 結(jié)論與建議

通過本次開展的機車鳴笛噪聲現(xiàn)場測試，了解了典型平交道口、隧道口、彎道區(qū)域鳴笛噪聲特性，獲得了空曠區(qū)域鳴笛噪聲源不同距離、高度處的聲級水平衰減規(guī)律，并對鐵路沿線6層高建筑群內(nèi)受機車鳴笛噪聲影響特性進(jìn)行了試驗分析，獲得了居民住宅不同高度處的聲級水平。

(1)在現(xiàn)狀鐵路列車車流及實際鳴笛條件下，以客運為主的既有鐵路線路受鐵路列車運行噪聲和鳴笛噪聲影響，鐵路邊界處晝夜間均可滿足《鐵路邊界限值及其測量方法》(GB 12525—90)中晝間、夜間限值70 dB(A)的要求；但以長大編組的貨運列車為主的既有鐵路線路受鐵路列車運行噪聲和鳴笛噪聲影響，鐵路邊界處晝間可滿足GB 12525—90的限值要求，夜間超出限值要求0.9dB(A)。

根據(jù)現(xiàn)場測量統(tǒng)計分析結(jié)果，對于車流量較小，且編組較短的旅客列車，鐵路邊界處受機車鳴笛噪聲影響較大，因鳴笛產(chǎn)生的噪聲增量為1.6～3.2 dB(A)。對于車流量較大，且為長大編組的貨物列車，鐵路邊界處受機車鳴笛噪聲影響較小，因鳴笛噪聲對晝夜間的等效聲級增量不明顯，僅為0.4～0.5 dB(A)。

(2)現(xiàn)場測試結(jié)果表明：機車鳴笛瞬間噪聲超過列車運行通過聲級至少15dB(A)以上，屬于寬頻帶短時噪聲，已經(jīng)具備脈沖信號特征，頻率范圍集中在高頻區(qū)域(5 000Hz以上)。

(3)空曠區(qū)域機車鳴笛瞬間噪聲隨距離線路增大衰減緩慢，距外軌中心線7.5～72m范圍內(nèi)，不同高度最大衰減為3dB(A)；但沿線路方向聲級水平衰減較大，對于空曠區(qū)域最大聲級衰減20dB(A)/100m；隧道口區(qū)域最大聲級衰減10dB(A)/100m。當(dāng)測點至線路間存在6層高建筑物時，機車鳴笛噪聲衰減23～24dB。

[1] 中國鐵路總公司.鐵路技術(shù)管理規(guī)程[M].北京：中國鐵道出版社，2014：171-173.

[2] 北京鐵路局.京鐵機〔2015〕420號.北京、天津、石家莊、唐山、保定市區(qū)限制機車(軌道車)鳴笛辦法》的通知[S].

2016-09-20；

2016-09-26

北京市環(huán)保局科研課題《北京市遠(yuǎn)郊區(qū)縣火車鳴笛噪聲影響范圍調(diào)查研究》(項目編號：2014K07)。

何延軍(1971—)，男， 河南寶豐人，工程師，長期從事環(huán)境監(jiān)測和管理工作。

2095-1671(2016)05-0216-03

TB53

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