贺玉龙 黄宏宇 王绍笳 杜全军 张书豪

（西南交通大学地球科学与环境工程学院 成都 611756）

0 引言

随着我国城市化的不断完善，城市交通的压力也随之增强，我国城市轨道交通进入了快速发展阶段。现代有轨电车因其成本低、环保、客运量大、建设周期短等特点，近年得到迅猛发展。截至2020年底，我国大陆地区已有20座城市开通有轨电车，运营里程达485.7 km［1］。有轨电车多数建设于城市间作为干线或支线，这样的线路设计不可避免的要途经学校、居民住宅区等噪声敏感区，车辆运行时对这些敏感区的噪声影响是一个不可回避的问题［2-5］。

本文通过对成都有轨电车蓉2号线某直线段进行现场实测，分析有轨电车的噪声源强特性及噪声水平衰减规律，并将实测数据与我国《环境影响评价技术导则城市轨道交通》（HJ 453—2018）中现代有轨电车噪声预测方法预测的结果进行对比，分析预测方法的适用性，为成都市后续有轨电车建设噪声环境影响提供参考。

1 现场噪声测试

1.1 测试地点及测量条件

测试地点选在成都市有轨电车蓉2号线安埠站与天映路之间的地面线直线段，该直线段地势平坦，方便架设三脚架安装声传感器，视野较好，能清楚的观察并记录来车情况，且周围无其他明显噪声源。监测选在无雨雪、雷电的天气进行，风速低于5 m/s。测试期间背景噪声范围为49.2～52.7 dB，另含道路红绿灯及电车信号灯一处。

运行车辆为100%低地板车辆，五列编组，车长约32.6 m，宽2.65 m，最高运行速度70 km/h。

1.2 测试方法及仪器

噪声源强测试按照《环境影响评价技术导则城市轨道交通》（HJ 453—2018）［6］，噪声衰减测试参照《声环境质量标准》（GB 3096—2008）［7］中环境噪声监测有关要求。

测试采用INV3062-C1（L）型8通道采集仪，声压传感器采用INV9206型高精度ICP式声压传感器。

1.3 测点布置

源强测点距离近轨中心线7.5 m，距轨顶面高3.5 m处；根据现场场地条件，水平噪声衰减测点布置为：距离近轨中心线7.5、15、30、45、60 m处布置声压传感器，距地面高1.2 m。现场测点布置如图1所示。

图1 测点布置（单位：m）

测试连续监测了7趟有轨电车，计算列车通过时段内各测点处的等效连续A声级，相近速度取平均值。通过对各测点的数据分析，得到噪声源强的频谱特性、噪声源强A声级时变特性，以及水平方向噪声衰减规律。

2 噪声源强特性

2.1 源强实测结果

有轨电车运行所产生的噪声源强是环境噪声分析的重点，通过对有轨电车在三个不同速度下匀速通过时的噪声源强进行实测分析，得到噪声源强结果与列车运行速度关系，见表1。

表1 有轨电车不同速度下的噪声源强

从表1中可以看出，列车通过时间内的噪声源强随着速度的增加而逐渐增大，拟合公式为：

式中，Lp0为噪声源强，dB；v为列车通过测点的运行速度，km/h。

2.2 源强频谱特性

为了解不同速度下有轨电车噪声源强的频谱特性，将有轨电车以40 km/h、45 km/h和52.6 km/h速度运行时的数据进行分析对比，结果如图2所示。

由图2可以看出，有轨电车的噪声能量主要集中在250～2 000 Hz。列车以不同运行速度通过测点时的频带声压级随频率的变化情况从整体上看是一致的［5］，都在500 Hz附近出现峰值。

图2 不同速度下的噪声源强频谱

2.3 源强处列车通过时段A声级时变特性

根据现场实测所得数据，不同运行速度下有轨电车通过时段内A声级随时间变化趋势总体上呈现出一致性，本次测试所得结果如图3所示。

从图3可以看出，当有轨电车通过速度分别为40 km/h、45 km/h、52.6 km/h时，噪声源强对应的A声级最大值依次为81.4 dB、81.6 dB、83.8 dB。从A声级曲线图中也能看出，列车车头刚刚抵达以及车尾离开这两小段时间内A声级增（降）幅发生了急剧变化，车头驶近测点时A声级的平均变化速率为9.42 dB（A）/s，车尾驶离测点时A声级的平均变化速率为-5.78 dB（A）/s。列车在通过过程中变化幅度较小，通过时段A声级的平均变化速率为0.17 dB（A）/s，整个列车通过过程有明显的波峰出现。

图3 不同速度通过时段A声级随时间变化

3 噪声等效连续A声级水平衰减规律

3.1 水平衰减实测分析

本次测试中有4趟有轨电车运行速度处于38.7 km/h～42.4 km/h范围内，基于测试样本的数量以及测量路段有轨电车运行普遍速度，取平均值40 km/h进行水平衰减特性分析。测试所得数据结果如图4所示。

由图4可以看出，当有轨电车以40 km/h的速度通过时，其等效连续A声级随水平距离的增大呈衰减趋势。近场的衰减速度明显大于远场的衰减速度，15 m以前的衰减速度最快（7.5 m～15 m距离范围内，等效A声级衰减率达0.92 dB/m）；45 m以后的衰减速度则相对放缓（等效A声级衰减率为0.12 dB/m）；15～45 m距离范围内等效A声级衰减率则为0.337 dB/m。

图4 有轨电车以40 km/h运行时的噪声水平衰减

根据实测数据，有轨电车通过时间内等效连续A声级随水平距离的变化可近似用公式描述：

式中，LAeq为测点处通过等效连续A声级，dB（A）；d为测点距离轨道中心线的水平距离，m。

3.2 导则预测值与实测值的对比

根据《环境影响评价技术导则城市轨道交通》（HJ 453—2018）列车运行噪声预测方法，列车运行噪声等效连续A声级基本预测计算式如下所示［3］：

式中，Lp0为列车最大垂向指向性方向上的噪声辐射源强，dB（A）；Cn为列车运行噪声修正，dB（A）。

式中，Cv为运行噪声速度修正，dB（A）；Cd为运行辐射噪声几何发散衰减，dB（A）；C为运行噪声垂向指向性修正，dB（A）。

式中，v为通过预测点的运行速度，km/h；v0为噪声源强的参考速度。

式中，d为预测点至声源的直线距离，m；d0为源强点至声源的直线距离，m。

式中，为声源和预测点之间的连线与水平面的夹角，（°）。

利用式（3）—式（7）对有轨电车通过时各个测点的噪声进行预测。

以典型通过速度40 km/h进行分析，由表1可知，当有轨电车以40 km/h速度运行，噪声源强为78.9 dB。根据式（6）、式（7）计算得出通过时段内各预测点处的噪声修正项，见表2。

表2 有轨电车运行噪声修正值计算

将各个修正项计算值代入式（3）、式（4）计算得出通过时段内各预测点处等效连续A声级，然后将对应的预测值与实测值进行对比，见表3。

表3 有轨电车以40 km/h通过时的等效A声级

由表3可知，有轨电车以40 km/h通过时的等效A声级预测值与实测值之差均在1 dB以内，这说明导则中列车运行噪声预测模式的精度较高。

4 结论

1）成都有轨电车蓉2号线运行噪声频谱以250～2 000 Hz为主，在不同运行速度下，其频谱基本一致，在500 Hz频率附近列车频带声压级出现峰值。

2）有轨电车噪声在水平距离7.5～15 m范围内衰减较快，衰减率为0.92 dB/m，而在45 m后的衰减较慢，衰减率为0.12 dB/m，15～45 m距离范围内等效A声级衰减率为0.337 dB/m。

3）《环境影响评价技术导则城市轨道交通》（HJ 453—2018）中的有轨电车运行噪声预测模式的精度较高。