高速铁路车辆噪声标准的研究.pdf
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高速铁路车辆噪声标准的研究.pdf
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黄欣(1977-)女,北京人,助研员(收稿日期:
2008-01-14)文章编号:
1008-7842(2008)04-0038-02高速铁路车辆噪声标准的研究黄欣,董孝卿(中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081)摘要通过对国外高速铁路车辆噪声标准的介绍和分析,结合我国高速铁路车辆噪声标准的现状以及我国高速铁路车辆的噪声级,提出对于制定我国高速铁路车辆噪声标准的一点建议,并呼吁尽快完善我国铁路噪声标准体系。
关键词高速铁路车辆;噪声标准中图分类号:
U270.1+6文献标志码:
A当今世界高速铁路迅速发展,一些技术先进国家的列车最高运行速度已超过300km/h。
近年来,随着我国铁路快速发展计划的实施,经过6次大规模提速,部分繁忙干线旅客列车最高运行速度已达到甚至超过200km/h,速度300km/h的国产化动车组也已下线,并将于今年在京津城际铁路正式运营。
随着列车速度的提高,轮轨相互作用、弓网间以及空气动力学等作用的不断增强,振动和噪声日益严重,铁路列车的噪声所带来的影响越来越大,如何控制铁路噪声在乘客和环境的承受范围之内已作为一个重要问题而受到重视,如何测量和评估这些高速列车的噪声级,是噪声控制的基础和先决条件。
但是,我国目前还没有制定出一套完整的针对高速铁路的噪声标准体系,所以当务之急,需要进行高速铁路噪声标准的研究工作,尽快制定出满足我国实际情况、与国际接轨的噪声标准体系。
1国外高速铁路车辆噪声标准介绍全球的铁道客车噪声测量标准体系主要有3种:
欧洲体系、北美体系和日本体系。
欧洲体系的噪声测量标准主要有ENISO30952和ENISO33813。
北美体系主要包括3个国家:
美国、加拿大、墨西哥,其噪声测量标准基本以AAR的噪声标准为基础,但北美噪声试验标准的研究相对滞后,公开的测量标准也较少。
日本关于噪声标准的研究和制定受欧洲体系的影响比较大,但是日本的噪声测量标准在测量位置的布置、测量数值、数据处理方法等方面都体现了本国的噪声控制法规和铁路特点。
目前,国内关于日本的铁道车辆噪声评定标准的资料相对较少。
1.1ENISO3095与ENISO3381ENISO3095RailwayApplications-Acoustics-Mea-surementofNoiseEmittedbyRailboundVehicles(铁路应用声学轨道车辆辐射噪声的测量)和ENISO3381RailwayApplications-Acoustics-MeasurementofNoiseInsideRailboundvehicles(铁路应用声学轨道车辆内部噪声测量)的最新版本是2005年版,它是由欧洲标准化委员会(简称CEN)起草,并经过国际标准化委员会(简称ISO)各成员国投票通过的国际标准。
其间经历了草案版2001年版,正是在这一草案版的基SafetyMeasuresforHeavyHaulTrainsOperationonDownhillSlopeofDaqinLineJIBin1,MADa-wei2,WANGCheng-guo2(1CommitteeofSciencesandTechnology,TaiyuanRailwayBureau,Taiyuan030013Shanxi,China;2RailwayScienceandTechnologyResearchandDevelopmentCenter,ChinaAcademyofRailwaySciences,Beijing100081,China)Abstract:
ItisthekeyissuetoaffecttheoperationsafetythatairchargeoncemorewhentrainsapplycyclebreakingonDownhillSlopeinterval.Astherunningsafetymeasuresfor20000theavyhaultrainsonlongsteepgradeofDaqinLine,thearticleintroducedandanalyzedfromthetechniqueande-quipmentoflocomotiveandrollingstockadoptedbytheheavyhaultrainsofDaqinLineandthedriversreasonableoperation.Keywords:
heavyhaultrain;breaking;airchargeoncemore;operatesafety第28卷第4期2008年8月铁道机车车辆RAILWAYLOCOMOTIVE&CARVol.28No.4Aug.2008础上,经过ISO各成员国的充分讨论,才最终形成了2005年版。
(1)ENISO3095ENISO3095制定了轨道车辆车外辐射噪声的测量方法。
分以下几个方面进行了详细的规定:
标准的适用范围、参考标准、术语和定义、测量数值、试验仪器、试验条件、试验流程和试验报告。
标准的适用范围:
ENISO3095适用于型式试验和定期监测试验。
参考标准:
ENISO3095中列出了对该标准的制定不可缺少的5个参考标准。
术语和定义:
ENISO3095把进行辐射噪声测试中遇到的相关术语和测量量的定义一一进行了详细说明,对可能引起混淆的测量时间间隔T和列车通过时间Tp的定义还给出了示意图。
测量数值:
ENISO3095规定了列车恒速运行车外辐射噪声测量值是瞬时通过暴露声压级TEL,或A计权等效连续声压级Leq,两者的区别在于积分时间不同,TEL用测量时间间隔T积分,而Leq用列车通过时间Tp积分。
由于积分时间不同而引起的最终结果差值很小,但是列车通过时间Tp可直接测量,我国采用小时等效声压级Leq作为评价值,而欧洲国家一般采用TEL作为评价值。
列车静置试验测量值是A计权等效连续声压级Leq。
加速或制动过程试验时测量量是快档最大A计权声压级Lmax。
试验仪器:
ENISO3095规定了试验所使用的仪器,包括传声器、电缆和记录设备,仪器应满足EN61672-1中说明的1型仪器要求。
并规定了试验仪器的校准年限等。
试验条件:
ENISO3095规定了试验的声学环境、气象条件、背景噪声、车辆条件、轨道条件以及各项试验中传声器的放置位置等。
试验流程:
ENISO3095规定了每个测量位置都要进行3次测量;并分别规定了列车恒速运行、加速运行、减速运行及静止时车外辐射噪声的试验速度及相关试验的流程。
试验报告:
ENISO3095规定了试验报告中应涉及的内容和所有的相关细节。
(2)ENISO3381ENISO3381制定了轨道车辆内部噪声的测量方法。
同ISO3095的编排体系一样,该标准也分以下几个方面进行了详细的规定:
标准的适用范围、参考标准、术语和定义、测量数值、试验仪器、试验条件、试验流程和试验报告。
由于篇幅所限,在这里不再叙述。
1.2国外高速铁路车辆噪声限值ENISO3095和ENISO3381中只规定了进行噪声测试的测试方法,对噪声的限值没有规定。
这是由于各个国家具体情况不同,车辆噪声级也不尽相同,很难统一为一个标准。
下面介绍一些国家的噪声限值。
(1)欧盟高速铁路车辆噪声辐射限值为了在欧盟范围内统一跨成员国间运营的机车车辆噪声辐射标准,2002年欧洲铁路互通性协会(简称AEIF)在互通性技术规范(简称TSI)中规定了铁路噪声辐射标准,见表1。
表1欧盟高速铁路噪声辐射限值LTE/dB适用范围运行速度v/kmh-1250300320新设计889293既有设计909394建议值868990注:
距离线路轨道中心25m处。
(2)日本新干线车辆噪声辐射限值日本新干线车辆辐射噪声标准是依据1972年由环境厅、东北大学对东海道和山阳新干线铁路噪声对沿线居民产生的心理影响调查结果确定的。
当时对应于30%的人群感到烦恼的声级为LAMAX=7075dB。
由此日本在1975年制定新干线环境噪声标准限值时,确定居民住宅外LAMAX70dB,工业、商业区或有少量居民居住的混合区室外LAMAX75dB。
当时日本新干线的噪声级距铁路中心线25m处约为8590dB(A)间,因此日本对达到标准限值的期限给予了规定,对既有新干线超过80dB(A)的区域,要求3年内达标,对拟建新干线,要求投入运营后即达标。
此后几年,日本投入大量人力物力财力,降低新干线铁路噪声。
目前日本新干线距铁路中心线25m处列车通过最大声级为:
高架桥、高路堤区段6575dB(A),路堑区段6075dB(A)。
基本可达到新干线环境噪声标准限值的要求,同时也好于其他国家的高速铁路噪声状况。
(3)国外一些国家高速铁路车内噪声级通常在75dB以下的声音才会对人的听力不造成有害的影响。
所以高速列车车内噪声通常控制在6575dB(A)。
德国ICE城际高速列车的车内噪声在列车速度为200km/h时,旅客车厢中部的噪声级为63dB(A),车厢转向架上方的噪声级则为67dB(A)。
(4)UIC标准中关于高速铁路车辆的噪声限值UIC660高速列车技术兼容性保证办法(2002年8月第2版)规定了车内噪声容许值,见表2。
第4期高速铁路车辆噪声标准的研究39表2UIC规定的高速铁道车辆车内噪声限值最高运行速度/kmh-1明线区间运行/dB(A)隧道内运行/dB(A)客室中央通过台风挡客室中央通过台风挡300688082758587250657580738285静置556060-注:
“-”代表该项不可用。
对于车外辐射噪声,UIC660高速列车技术兼容性保证办法规定:
当列车以300km/h通过时,距线路中心25m,轨面以上3.5m的等效噪声级(LAeq,tp)允许最大值91dB(A)。
此处规定的等效声级与我国GB12525-90铁路边界噪声限值及其测量方法中规定的昼间、夜间等效声级Leq=70dB(A)有本质的区别,中国的等效声级是指“用积分声级计读取1h的等效声级。
”2我国高速铁路车辆噪声标准的现状我国还没有关于高速铁路(200km/h以上)旅客列车车内、车外噪声的测量标准。
并且我国也没有完整的城市轨道(地铁和轻轨)车辆内部、外部噪声测量标准。
我国既有的铁道噪声试验标准主要有TB/T18091986动车组噪声的评定、TB/T30502002铁路沿线环境噪声测量技术规定、GB/T34502006铁道机车和动车组司机室噪声限值及测量方法等,以上国内既有标准的噪声试验方法有以下几个缺陷:
没有规定速度大于200km/h列车的车内、车外辐射噪声测量方法;没有列车起动加速和减速时的车内、车外辐射噪声测量方法。
没有完整的城市轨道交通车辆(地铁和轻轨)内部、外部辐射噪声测量方法。
所以对这些机车车辆内部、外部辐射噪声进行测量时,基本都是参考国外标准进行。
现在迫切需要对这些国外的已有标准进行消化吸收,并再创新,制定出适合我国铁道机车车辆技术现状的噪声标准体系。
3我国高速铁路车辆的噪声级随着我国铁路快速发展政策的大力实施,各主机厂通过引进、消化、吸收的过程生产出一批速度达到甚至超过200km/h的动车组,目前已经先后有3种型号的200km/h动车组投入了载客运营。
除此之外,今年还将推出300km/h动车组。
近年来这批新造动车组的整车型式试验任务全部由我所主持并作为主要承担者,这其中也包括了车辆噪声测试项目,测试组从中得到了我国高速铁路动车组的噪声测试数据。
目前,我国200km/h动车组车内客室噪声值为6070dB(A)、司机室为7277dB(A),车外200km/h恒速通过时辐射噪声值为(距轨道中心线25m处)8388dB(A),基本达到了技术先进国家同型车的噪声级。
4结束语ISO的工作就是制定具有基础性和指导性的标准,世界上许多国家都根据这个准则来制定本国的具体标准。
我国实行的一些基础性的噪声标准,主要是由全国声学标准化技术委员会的噪声分会制定的,基本上也都是建立在ISO的基础上的。
有了一个统一的规范以后,所制定的标准才具有可比性,所以具体到铁路行业的噪声标准,也应该尽量参考ISO标准。
我所噪声测试项目组从ENISO3095和ENISO3381的2001年版再到2005年版均进行了跟踪、翻译与消化吸收工作,并在实际工作中以此为基础、结合国际已有的限值与测试经验,制定出符合我国实际需求的试验大纲,圆满地完成了多次试验任务。
笔者认为,对于高速铁路车辆噪声标准的制定应在ISO标准的基础上结合我国车辆现状合理完成。
另外,轨道交通作为一个整体考虑,除应尽快制定出关于高速铁道车辆的噪声标准外,还应以此为基础补充对准高速、城市轻轨以及地铁等不同有轨交通的噪声标准评价体系,尽快填补国内这一空白。
完善我国铁路噪声标准体系。
参考文献1焦大化,吕冬梅.英国铁路论坛的铁路噪声与欧盟政策评述J.铁道劳动安全卫生与环保,2007,34(3):
141-145.2ENISO3095.RailwayapplicationsAcousticsMeasurementofnoiseemittedbyrailboundvehiclesS.3ENISO3381.RailwayapplicationsAcousticsMeasurementofnoiseinsiderailboundvehiclesS.4马筠,辜小安,焦大化,等.制定铁路环境噪声标准的基本方法.铁道劳动安全卫生与环保,2005,32(3):
108-111.NoiseCriterionofHigh-speedRailwayCarHUANGXin,DONGXiao-qing(Locomotive&CarResearchInstitute,ChinaAcademyofRailwayScience,Beijing100081,China)Abstract:
Byintroducingandanalyzingnoisecriterionofoverseashigh-speedrailwaycar,combiningwiththepresentstateofnoisecriterionofourcountryhigh-speedrailwaycarandthenoiselevelofourcountryhigh-speedrailwaycar,someadvicesaboutdrawingupnoisecriterionofourcoun-tryhigh-speedrailwaycarwereputforward,anditwasappealedthatourcountryrailwaynoisecriterionsystemshouldbeconsummatedassoonaspossible.Keywords:
high-speedrailwaycar;noisecriterion.40铁道机车车辆第28卷
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