辜小安，伍向阳，刘兰华

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

轨道交通动车组噪声源强取值研析

辜小安，伍向阳，刘兰华

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

根据目前我国轨道交通客运系统分类，分析了不同类型轨道交通主要设计标准差异，结合大量现场测试案例及相关标准规范，分类给出了高速铁路、城际铁路、市域铁路、城市轨道交通动车组运行噪声源强值，并分析得到：同等动车组运行速度及测点位置处，城际铁路动车组运行噪声源强高于高速铁路3.5 dB(A)；城市轨道交通地铁系统动车组运行噪声源强值高于城际铁路6～7 dB(A)，高于跨座式单轨系统5～7 dB(A)，高于低中速磁浮系统4～11 dB(A)。

轨道交通；噪声；源强

《环境影响评价技术导则 声环境》(HJ 2.4—2009)中，对声环境影响预测要求[1]：“根据已获得的声源源强的数据和各声源到预测点的声波传播条件资料，计算出声源传播到各预测点的声衰减量，由此计算出各声源单独作用在预测点时产生的A声级。”因此声源源强的准确确定，对预测结果的准确与否至关重要。

噪声源强，即噪声污染物的强度，反映噪声源声辐射强度和特征的指标，通常用辐射噪声的声功率级或确定环境条件下、确定距离的声压级(均含频谱)以及指向性等特征来表示[2]。本文所指的轨道交通包括铁路及城市轨道交通系统。对于轨道交通动车组运行噪声源强，以列车通过时段驶过参考点时的等效声级表示[3-5]。目前该类噪声源强的确定一般采用类比测量、资料调查或二者相结合的方法。由于噪声源强测试与车辆条件、线路条件密切相关，因此确定动车运行噪声源强时，应综合考虑拟建工程的线路条件及动车组类型。不同等级的轨道交通，因其工程设计标准不同，对应的噪声源强数据也存在较大区别。本文拟通过分类比较我国不同类型轨道交通工程主要异同点，结合典型轨道交通噪声源强测试案例，明确不同类型轨道交通噪声源强的差异，以期为轨道交通噪声源强的合理确定提供技术依据。

1 各类轨道交通系统主要技术标准

目前我国轨道交通客运系统包括高速铁路、城际铁路、市域铁路、城市轨道交通等类型。根据不同类型轨道交通相应的设计规范，其定义、适用范围及对应的技术标准不同。其中，高速铁路为：“新建铁路旅客列车设计最高行车速度达到250 km/h及其以上的铁路”[6-7]；城际铁路为：“新建设计速度为200 km/h及以下，运行动车组列车的标准轨距的城际客运专线铁路。设计速度应分为200 km/h、160 km/h、120 km/h三级”[8]；市域铁路为：“新建设计速度100～160 km/h，采用单向工频交流25 kV牵引供电制式，仅运行市域铁路车辆的标准轨距市域客运铁路。设计速度分为100 km/h、120 km/h、140 km/h、160 km/h四级”[9]；城市轨道交通为：“采用专用轨道导向运行的城市公共交通运输系统，包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统”[10]。其中，地铁系统设计速度最高为100 km/h[11]，轻轨系统和单轨系统设计速度最高为80 km/h[12-13]，有轨电车设计速度最高为60 km/h[13]，中低磁浮系统设计速度最高为100 km/h[14]，市域快速轨道系统设计速度最高为160 km/h[15]。由此可见，从速度等级划分：设计速度大于等于250 km/h的轨道交通为高速铁路，设计速度在100～160 km/h的轨道交通可分别对应于城际铁路、市域铁路、市域快速轨道系统，除市域快速轨道系统外，其他制式的城市轨道交通系统设计速度均不高于100 km/h。

各类型轨道交通主要技术标准如表1和表2所示。由表1和表2中可见，不同类型轨道交通系统，其设计速度目标值、车辆类型、线路条件、桥梁结构及轨道类型等影响噪声源强的主要技术标准不同，其中高速铁路设计标准最高，其次为城际铁路、市域铁路和市域快速轨道交通，城市轨道交通地铁及轻轨系统设计标准均低于上述轨道交通系统，因此在确定轨道交通动车组运行噪声源强值时，需针对不同的轨道交通系统及对应的工程条件区别确定。

表1 不同类型轨道交通主要技术标准[7-15]

注：*表示该噪声指标对应于高速铁路无砟轨道路基线路，测点位置为距列车运行线路中心25 m、轨面以上3.5 m处；**表示该噪声指标对应测点位置为距列车运行线路中心7.5 m、轨面以上1.2m处；***表示该噪声指标不含中低速磁浮系统及市域快轨系统，测点位置为距列车运行线路中心7.5 m、轨面以上1.2 m处。

表2 不同类型轨道交通桥梁线路主要技术标准[7-8,12]

注：L为桥梁跨度，m。

2 各类轨道交通动车组运行噪声源强测试案例

为了比较不同类型轨道交通噪声源强差异，以下结合既有标准规范及测试结果，给出各类轨道交通动车组代表性运行噪声源强测试案例。

依据《声学轨道机车车辆发射噪声测量》(GB/T 5111—2011)[3]，各类轨道交通动车组运行噪声源强位置可分别置于距离线路中心线水平距离7.5 m、高于轨顶面以上1.2 m±0.2 m处，及距离线路中心线水平距离25 m、高于轨顶面以上3.5 m处。其中，对于高速铁路动车组运行噪声源强，应设置在距离线路中心线水平距离25 m、高于轨顶面以上3.5 m处；对于其他类型轨道交通动车组运行噪声源强，宜设置在距离线路中心线水平距离7.5 m、高于轨顶面以上1.2 m±0.2 m处。

2.1高速铁路动车组运行噪声源强

截至2016年底，我国高速铁路通车运营里程已达2.2万km以上。高速铁路噪声源强影响因素主要包括线路条件、车辆条件及上述因素间的相互耦合关系。由表1可见，目前我国高速铁路运营动车组包括CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380A、CRH380B系列动车组及CR中国标准动车组，线路条件包括桥梁及路基线路，大多采用无砟轨道线路，桥梁线路以12 m桥面宽度、箱形梁、带0.7 m高防护墙为主。2010年原铁道部颁布了《铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见(2010年修订稿)》(铁计[2010]44号)，其中关于高速铁路动车组运行噪声源强的规定如表3所示[5]。该源强取值主要依据2009年前投入运营的京津城际、京广高铁联调联试现场测试结果给出，但上述2条高速铁路桥梁线路为13.4 m桥面宽度、箱形梁、带1 m高防护墙，与后续投入运营的高速铁路桥梁线路边界条件差别较大。因此在高速铁路动车组运行噪声源强取值时，应特别注意线路、车辆、运营及环境等边界条件的差异，合理确定源强取值，不可生搬硬套。

表3 高速铁路动车组噪声源强[5]

注：线路条件方面，高速铁路为无缝、60 kg/m钢轨，轨面状况良好，混凝土轨枕，平直、路堤线路；桥梁线路为13.4 m桥面宽度、箱形梁、带1 m高防护墙。参考点位置为距列车运行线路中心25 m、轨面以上3.5 m处。随着我国高速铁路系统工程技术条件的不断改进，今后应根据实际试验数据适时调整。

2.2城际铁路动车组运行噪声源强

城际铁路是专门服务于相邻城市间或城市群，设计速度在200 km/h及以下的客运专线铁路。其特点为连接两大城市，专门或主要服务于两大城市和沿途城市；是快速、便捷、高密度的客运专线；列车等级、种类、速度单一。目前，我国珠三角、长三角、长株潭已开通运营城际铁路。选择某运营线路的城际铁路桥梁、路基线路开展噪声源强现场测试，得到其噪声源强值，测试结果如表4所示。即在同样列车运行速度及测点位置处，路基线路噪声源强值高于桥梁线路约2 dB(A)。不同动车组在路基线路以160 km/h速度运行条件下，在距线路中心25 m、轨面以上3.5 m处的测点位置，城际铁路噪声源强高于高速铁路噪声源强3.5 dB(A)。

表4 城际铁路动车组噪声源强测试案例

注：线路条件方面，城际铁路为无缝线路、60 kg/m钢轨，轨面状况良好，混凝土轨枕，平直；桥梁线路为11.6 m桥面宽度、箱形梁。测点位置为距列车运行线路中心25 m、轨面以上3.5 m处。

2.3市域铁路动车组运行噪声源强

市域铁路定位为服务于城市内主城区及其卫星城，设计速度100～160 km/h，连接主城区及其卫星城，采用市域D型、A型及CRH6F动车组。因目前尚无已投入运营的市域铁路可供动车组运行噪声源强现场测试，因此噪声源强取值仅能依据《市域铁路设计规范》中的相关规定确定，即在ISO 3095标准规定的环境条件下，路基线路、有砟轨道[16],距列车运行线路中心7.5 m，轨面以上1.2 m处，当列车运行速度为100 km/h时，噪声限值为83 dB(A)，当列车运行速度为120 km/h时，噪声限值为85 dB(A)，当列车运行速度为140 km/h时，噪声限值为87 dB(A)，当列车运行速度为160 km/h时，噪声限值为89 dB(A)。值得注意的是，对于市域铁路在桥梁线路、无砟轨道运行的动车组噪声源强取值时，应考虑相应的修正。

2.4城市轨道交通动车组运行噪声源强

根据《城市轨道交通技术规范》[10]中的定义，城市轨道交通包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统，对应车型包括A型车、B型车、C型车、直线电机、跨座式单轨、有轨电车、中低速磁浮、市域快轨车辆等。表5给出了城市轨道交通不同系统制式动车组运行噪声源强测试案例。其中，市域快轨动车组运行噪声源强可依据《市域快速轨道交通(120～160 km/h)技术规范》[15]中的相关规定，确定即在ISO 3095标准规定的环境条件下，路基线路，有砟轨道,距列车运行线路中心7.5 m，轨面以上1.2 m处，当列车运行速度为120 km/h时，噪声限值为82 dB(A)，当列车运行速度为140 km/h时，噪声限值为85 dB(A)，当列车运行速度为160 km/h时，噪声限值为87 dB(A)。值得注意的是，对于市域快轨在桥梁线路、无砟轨道运行的动车组噪声源强取值时，应考虑相应的修正。

表5 城市轨道交通不同系统制式动车组运行噪声源强测试案例

注：测点位置为距列车运行线路中心7.5 m、轨面以上1.2～5 m处。

由表5噪声源强测试结果可知，在已投入运营的城市轨道交通各种系统制式中，在同等运行速度及测点位置条件下，地铁系统动车组运行辐射噪声最大，其次为轻轨及跨座式单轨系统，中低速磁浮运行辐射噪声影响最低。其中，地铁列车运行噪声源强值高于跨座式单轨列车5～7 dB(A)，高于低中速磁浮列车4～11 dB(A)。

同时，比较城际铁路和城市轨道交通动车组在路基线路无砟轨道以70 km/h速度运行条件下的噪声源强，城市轨道交通地铁系统动车组在该条件下的运行噪声源强值高于城际铁路6～7 dB(A)。《市域铁路设计规范》中规定的动车组运行噪声源强值较《市域快速轨道交通(120～160 km/h)技术规范》中的相应规定宽松2～3 dB(A)。

3 结论

目前，我国轨道交通客运系统包括高速铁路、城际铁路、市域铁路、城市轨道交通等多种类型。由于不同类型轨道交通的设计速度目标值、车辆类型、线路条件等主要技术标准不同，因此在确定轨道交通动车运行噪声源强值时，需针对不同轨道交通系统和对应的工程条件区别确定，不可生搬硬套。

(1)对不同类型轨道交通开展的大量现场测试结果表明：同等动车组运行速度及测点位置处，高速铁路动车组运行噪声源强最低，城际铁路居中，城市轨道交通最高。其中，高速铁路和城际铁路动车组在路基线路无砟轨道以160 km/h速度运行条件下，城际铁路噪声源强高于高速铁路噪声源强3.5 dB(A)；城际铁路和城市轨道交通动车组在路基线路无砟轨道以70 km/h速度运行条件下，城市轨道交通地铁系统噪声源强值高于城际铁路噪声源强6～7 dB(A)。因此，提高轨道交通线路条件及动车组设计标准，是降低动车组运行噪声源强的最有效措施。

(2)城市轨道交通不同系统制式中，同等动车组运行速度及测点位置处，地铁系统噪声源强值最大，其次为轻轨及跨座式单轨，中低速磁浮噪声源强值最低。在桥梁线路以70 km/h速度运行条件下，地铁列车运行噪声源强值高于跨座式单轨列车5～7 dB(A)，高于低中速磁浮列车4～11 dB(A)。

致谢：感谢铁路总公司，环境保护部环境工程评估中心，北京、上海、广州、长沙等地铁公司对本研究所涉及的相关内容提供的各种帮助，感谢中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所同仁们在大量现场测试及数据处理过程中的辛苦付出。

[1] 环境保护部. 环境影响评价技术导则声环境：HJ 2.4—2009[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2009.

[2] 环境保护部. 环境噪声与振动控制工程技术导则：HJ 2034—2013[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2013.

[3] 国家质量监督检验检疫总局, 国家标准化管理委员会. 声学 轨道机车车辆发射噪声测量：GB/T 5111—2011[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011.

[4] 环境保护部. 环境影响评价技术导则 城市轨道交通：HJ 453—2008[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2008.

[5] 铁道部. 关于印发《铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见(2010年修订稿)》的通知[A]. 2010.

[6] 铁道部. 铁路主要技术政策[A]. 2013.

[7] 国家铁路局. 高速铁路设计规范：TB 10621—2014[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2014.

[8] 国家铁路局. 城际铁路设计规范：TB 10623—2014[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2014.

[9] 中国铁道学会. 市域铁路设计规范：T/CRSC 0101—2017[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2017.

[10] 住房和城乡建设部, 国家质量监督检验检疫总局. 城市轨道交通技术规范：GB 50490—2009[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009.

[11] 住房和城乡建设部. 地铁设计规范：GB 50157—2013[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.

[12] 住房和城乡建设部. 轻轨设计规范(送审稿)[A]. 2016.

[13] 住房和城乡建设部, 国家质量监督检验检疫总局. 跨座式单轨交通设计规范：GB 50458—2008[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[14] 住房和城乡建设部. 中低速磁浮交通车辆通用技术条件：CJ/T 375—2011[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011.

[15] 住房和城乡建设部. 市域快速轨道交通(120～160 km/h)技术规范：T/CCES 2—2017[S]. 2017.

[16] International Organization for Standardization. ISO 3095: 2013 Acoustics—Railway applications—Measurement of noise emitted by railbound vehicles[S]. 2013

Research on Source Intensity of Rail Transit Electrical Multiple Units

GU Xiao-an, WU Xiang-yang, LIU Lan-hua

(China Academy of Railway Sciences, Energy Saving & Environmental Protection & Occupational Safety and Health Research, Beijing 100081, China)

Based on the current classification of passenger transport system of rail transit in China, this paper analyzes the differences between major design standards of rail transit of different types, and combined with a large number of field test cases and relevant standards, identifies the source intensity of the electrical multiple units (EMUs) of high-speed railways, interurban railways, city region railways and urban rail transits as follows: at the same operation speed and measuring position, the source intensity of interurban railway EMUs is 3.5 dB(A) higher than high-speed railways, and the source intensity of metro system EMUs is 6-7 dB(A) higher than interurban railways. Moreover, the source intensity of metro system EMUs is 5-7 dB(A) higher than cross-saddle single-tracks, and 4-11 dB(A) higher than medium and low speed maglev systems.

rail transit; noise; source intensity

10.14068/j.ceia.2017.05.009

X827

： A

： 2095-6444(2017)05-0039-04

2017-04-19

国家自然科学基金项目(51375252)

辜小安(1963—)，女，江苏江阴人，研究员，工学博士，主要研究方向为环境噪声与振动控制，E-mail：13910859951@qq.com