北京地鐵站臺列車進(jìn)出站噪聲的調(diào)查與研究

劉博

（北京市地鐵運營有限公司地鐵運營技術(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環(huán)境污染因素，它的產(chǎn)生往往伴隨著機械運動，所以，隨著人類社會機械化的普及，噪聲污染也會影響越來越多的人群。以北京地鐵為例，近年來，其在政府扶持下發(fā)展迅速，迄今為止，開通運營14 條運營線路、235 座車站、323 公里運營里程，2013年上半年日均客流已達(dá)810 萬人次，最高日突破886 萬；到2020 年時，運營總里程將超過1000 千米。伴隨高客運量而來的列車噪聲污染很快成為公眾抱怨的焦點，地鐵列車運行中的噪聲不僅危害著乘客和周邊居民，更對地鐵站臺的工作人員帶來了生理和心理的健康隱患。研究表明，50dB 左右的噪聲會影響休息和睡眠，進(jìn)而能引發(fā)多種疾病。由于列車運行是一個復(fù)雜的機械運動涉及多個噪聲產(chǎn)生途徑，所以，列車車站的噪聲控制一直以來都是一個難以解決的難題。目前，針對城市軌道交通的噪聲測試的數(shù)據(jù)相對較少，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象，通過對噪聲產(chǎn)生途徑的研究、站臺噪聲數(shù)據(jù)的監(jiān)測（參照GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學(xué)要求和測量方法》中推薦的測試方法），對不同形式的站臺、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噪聲現(xiàn)狀，為地鐵站臺噪聲的治理提供科學(xué)依據(jù)，使相關(guān)人員對地鐵站臺噪聲有一個更全面的認(rèn)識。

1 列車進(jìn)出站噪聲的產(chǎn)生途徑

本研究中，所測得站臺噪聲包含列車進(jìn)站時所產(chǎn)生上述輪軌噪聲、車體噪聲、牽引噪聲、制動噪聲以及站臺人類活動所產(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)出站時噪聲影響對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聲學(xué)要求和測量方法》中的規(guī)定，列車進(jìn)站時的站臺噪聲為列車頭部進(jìn)入車站到停穩(wěn)的時間段內(nèi)用Ⅰ型聲級計所測得的等效A 聲級數(shù)值。列車出站時的噪聲為列車啟動到車尾離開站臺的時間段內(nèi)內(nèi)用Ⅰ型聲級計所測得的等效A 聲級數(shù)值。為了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，要求每個站臺測量的車輛不得少于10 次，且不得測兩車會車時的數(shù)值。

2 地鐵站臺實地測試

2.1 測點選擇

站臺形式的差別對噪聲的傳播和數(shù)值大小有影響，本研究選擇不同形式不同線路的站臺作為監(jiān)測點，以便進(jìn)行對比研究。本研究選擇1 號線國貿(mào)站、復(fù)興門站、東單站，10 號線國貿(mào)站、呼家樓站、三元橋站，八通線傳媒大學(xué)站、雙橋站，3 個線路8 個站臺作為監(jiān)測點其中1 號線、10 號線為地下線八通線為地面線1 號線為島式站臺，10 號線、八通線為側(cè)室站臺，10 號線加裝了全高屏蔽門，1 號線、八通線未加裝屏蔽門。每月選擇一天對這些站臺進(jìn)行監(jiān)測并記錄數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測一年時間。島式站臺選擇車站中部位置進(jìn)行測試（見圖1）。側(cè)式站臺選擇單側(cè)站臺中部位置進(jìn)行測量（見圖2）。并且保證測點周圍半徑2m 內(nèi)無反射物。

2.2 測試儀器及方法

噪聲測試選用使用愛華公司的AWA5636-1 Ⅰ型積分型聲級計，使用儀器的全模型功能進(jìn)行測量，時間特性設(shè)為“快”擋。每次測試之前，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0.5dB 否則測試結(jié)果無效。

測試時間選擇地鐵正常運營時段（8AM ～18PM）進(jìn)行。測量時，人員站在站臺中部，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。測量列車進(jìn)出站時的等效A 聲級噪聲值LAeq。測量的同時要進(jìn)行背景噪聲測量，若背景值與測量值之差小于等于10dB則需進(jìn)行修正，當(dāng)背景值與測量值之差小于5dB 時測試結(jié)果無效要重新進(jìn)行測量。當(dāng)有突發(fā)噪聲聲源影響時，要進(jìn)行記錄以便取舍數(shù)據(jù)。測量進(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)留做評定值，其中1 號線每趟車進(jìn)站平均測試時間24s，出站平均測試時間19s；10 號線每趟車平均進(jìn)站測試時間20s，出站測試是時間18s；八通線每趟車平均進(jìn)站測試時間22s，出站平均測試時間18s。

圖1 島式站臺測點布置圖

圖2 側(cè)式站臺測點布置圖

表1 2010 年北京地鐵部分站臺進(jìn)站噪聲統(tǒng)計

表2 2010 年北京地鐵部分站臺出站噪聲統(tǒng)計

2.3 測試結(jié)果匯總與討論

北京地鐵1 號線、10 號線以及八通線共計8 個站臺，2010 年全分12 個月共測數(shù)據(jù)192 個，其中進(jìn)站、出站數(shù)據(jù)各占1/2，具體測試數(shù)據(jù)見下表。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 個數(shù)據(jù)超標(biāo)，其中進(jìn)站噪聲超標(biāo)數(shù)據(jù)有5 個出站超標(biāo)數(shù)據(jù)有15 個，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 號線全年監(jiān)測數(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 號線全年監(jiān)測數(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。從總體上來看，3 條被監(jiān)測運營線路10 號線的噪聲狀況最好，八通線噪聲狀況最差。

從站臺設(shè)備設(shè)施角度看，以1 號線國貿(mào)站和10 號線國貿(mào)站做對比如下圖（圖3、圖4），1 號線、10 號線均為地下站臺，客流狀況，車輛狀況均相似，其中1 號線國貿(mào)站為島式站臺10 號線國貿(mào)站為側(cè)式站臺，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，側(cè)式站臺由于站臺中間有墻體遮蔽會造成噪聲反射疊加，從而使得噪聲數(shù)值增加，但是，10 號線國貿(mào)確優(yōu)于1 號線國貿(mào)站，它們之間的差別在于10 號線安裝了全高屏蔽門而1 號線國貿(mào)站沒有屏蔽門設(shè)施。兩站進(jìn)站最大差值出現(xiàn)在1 月10 號線國貿(mào)站噪聲低于1 號線國貿(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 號線國貿(mào)站噪聲低于1 號線國貿(mào)站噪聲5dB 左右出。后期由于客流和季節(jié)型空調(diào)設(shè)備開啟等因素的影響兩個線路的噪聲均有所升高，但10 號線國貿(mào)噪聲始終在總體上優(yōu)于1 號線噪聲。

圖3 1 號線、10 號線國貿(mào)站進(jìn)站噪聲比較

圖4 1 號線、10 號線國貿(mào)站出站噪聲比較

從站臺建筑結(jié)構(gòu)的角度來看，以1 號線國貿(mào)站和八通線雙橋站為例，這兩個線路車輛型制基本相似，均未安裝任何形式的屏蔽門，國貿(mào)站客流高于雙橋站，從客流因素來說，國貿(mào)站的噪聲貢獻(xiàn)度更高。國貿(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外傳播，從噪聲傳播因素來看國貿(mào)站噪聲貢獻(xiàn)度更高。從建筑結(jié)構(gòu)上看，國貿(mào)站屬于島式站臺，雙井站屬于側(cè)式站臺，由于墻體遮蔽會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 號線國貿(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 號線國貿(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貿(mào)站的噪聲水平，這說明側(cè)式站臺這種建筑結(jié)構(gòu)因素對噪聲的升高的貢獻(xiàn)能力要強于噪聲向外傳播因素的影響能力以及客流對噪聲影響的能力。

圖5 1 號線國貿(mào)站、八通號線雙橋站進(jìn)站噪聲比較

圖6 1 號線國貿(mào)站、八通號線雙橋站出站噪聲比較

從全年時間角度來看，以1 號線為例噪聲全年波動與客流有關(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，噪聲水平也開始明顯地下降。

圖7 1 號線全年進(jìn)站噪聲變化

圖8 1 號線全年出站噪聲變化

3 結(jié)語

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

（1）北京地鐵1 號線、10 號線以及八通線監(jiān)測點中八通線的噪聲狀況最差，已經(jīng)出現(xiàn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，為了避免乘客投訴，減少對周邊環(huán)境影響，應(yīng)該及時采取有效措施對該線噪聲進(jìn)行進(jìn)一步全面監(jiān)測，并采取有效的治理措施。

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

（3）側(cè)式站臺這種建筑結(jié)構(gòu)對噪聲貢獻(xiàn)度大于客流和傳播因素對噪聲的貢獻(xiàn)，會導(dǎo)致站臺噪聲的升高，在今后的地鐵設(shè)計中，若要減少噪聲影響，應(yīng)盡量避免采用側(cè)式站臺這種結(jié)構(gòu)。若實在無法避免時，可以考慮加裝全高屏蔽門來改善站臺噪聲。

（4）同一條線路全年噪聲隨客流變化而波動，若要減少噪聲影響，應(yīng)考慮在客流高峰時段采取有效疏導(dǎo)措施或加開列車等方法來減少站臺客流淤積。從長遠(yuǎn)角度考慮，應(yīng)設(shè)計新的地鐵線路加快地鐵建設(shè)來解決現(xiàn)有地鐵運量不足的問題。