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城市軌道交通站臺噪聲測量研究*

2017-04-16 02:24:13史聰靈伍彬彬石杰紅
關(guān)鍵詞:安全門進(jìn)站站臺

劉 茜,史聰靈,伍彬彬,石杰紅,李 建

(中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院 地鐵火災(zāi)與客流疏運(yùn)安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100012)

0 引言

自從1971年我國的第一條地鐵線,北京地鐵一號線開始運(yùn)營以來,城市軌道交通一直在建設(shè)中。尤其是近10年來,我國城市軌道交通得到前所未有高速發(fā)展,截至到2016年12月,我國大陸地區(qū)共有30個城市開通了軌道交通,總里程達(dá)4 152.8 km。預(yù)計(jì)到“十三五”末,全國將有超過50個城市開通軌道交通,運(yùn)營里程將超過6 000 km。伴隨著大規(guī)模的城市軌道交通建設(shè)和運(yùn)營,人們對乘坐舒適性的要求越來越高,而車站噪聲作為舒適性指標(biāo)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,得到了越來越多的關(guān)注。

國內(nèi)外對城市軌道交通站臺噪聲的研究已有多年,文獻(xiàn)[1]指出,城市軌道交通站臺噪聲主要由5部分組成,分別是輪軌噪聲、列車運(yùn)行車體噪聲、牽引動力系統(tǒng)噪聲、制動噪聲和高架軌道噪聲。列車高速運(yùn)行是地鐵站臺主要聲源,此外,車站環(huán)境噪聲也不容忽視,它與廣播次數(shù)、廣播音量、客流量和列車頻次因素有關(guān)[2]。列車進(jìn)站時,隧道類站臺聲略高于高架類站臺[3]。Ryota Shimokura等[4]測試結(jié)果表明,地下站臺列車噪聲大于地上站臺列車噪聲6.4 dB(A)。Robyn R.M.等[5]對紐約地鐵站臺噪聲測試顯示,地鐵站臺噪聲平均值為(86±4) dB(A)、最大值為106 dB(A)。而我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB14227—2006《城市軌道交通車站站臺聲學(xué)要求和測量方法》規(guī)定,城市軌道交通車站列車進(jìn)、出站站臺的最大容許噪聲限值不超過80 dB(A)[6]。

城市軌道交通站臺復(fù)雜多樣,包括高架地面站、隧道地下站、島式站、側(cè)式站、有裝屏蔽安全門站、無裝屏蔽安全門站等。為了解目前國內(nèi)城市軌道交通站臺列車進(jìn)出站噪聲影響的現(xiàn)狀,選擇我國城市軌道交通正在運(yùn)營的4條線路,從4條線路中選取10座站臺,包括:地面高架站和地下站,島式車站和側(cè)式車站,有屏蔽安全門站和無屏蔽安全門站。應(yīng)用國家標(biāo)準(zhǔn)GB50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[7]及國家標(biāo)準(zhǔn)GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學(xué)要求和測量方法》[6]的有關(guān)要求,對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研和噪聲測量, 并對現(xiàn)場測量的站臺噪聲結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比較,進(jìn)而分析站臺中間測點(diǎn)進(jìn)站值和出站值的大小,找出站臺噪聲最大值測點(diǎn)位置,相關(guān)研究成果對于快速評價站臺噪聲有一定參考和借鑒意義。

1 測量方法

測量依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學(xué)要求和測量方法》[6]中規(guī)定的要求,使用I級聲分析儀及校準(zhǔn)器。測量前后用聲級校準(zhǔn)器對聲級計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn),偏差不大于0.5 dB。

選取3座高架站Z站臺(島式)、G站臺(側(cè)式)、HQ站臺(側(cè)式);7座地下站站臺包括:2座地下無屏蔽門W站臺(島式)、T站臺(島式),2座地下半屏蔽安全門H(島式)站、HX(側(cè)式)站,3座地下全屏蔽安全門OT站臺(島式)、O站臺(島式)和S站臺(島式)。車站站型示意圖如圖1所示。

圖1 測量車站站型示意Fig.1 Measuring type of platform sketch

選取的測點(diǎn)周圍2 m以內(nèi)不應(yīng)有反射物;測量時,站臺的背景噪聲低于被測噪聲10 dB,否則需修正;測量時,傳聲器前端應(yīng)朝向被測列車軌道一側(cè),其軸向與線路方向垂直,并距地面高度1.6 m。列車進(jìn)站的測量時間間隔為列車頭部進(jìn)站到停止的時間,列車出站的測量時間間隔為列車起動到列車尾部離站的時間。測量次數(shù)不少于10 次,測量數(shù)據(jù)經(jīng)算術(shù)平均后,取整作為評價值。站臺車頭一側(cè)為①號測點(diǎn),站臺中間為②號測點(diǎn),站臺車尾一側(cè)為③號測點(diǎn),測點(diǎn)距軌道一側(cè)站臺邊沿3 m左右,站臺噪聲測量位置如圖2和圖3所示。

圖2 島式站臺噪聲測點(diǎn)位置Fig.2 Measure location of island platform

圖3 側(cè)式站臺噪聲測點(diǎn)位置Fig.3 Measure location of side platform

2 測試結(jié)果及分析

2.1 站臺中間測點(diǎn)列車進(jìn)站和出站噪聲值LAeq測量結(jié)果及分析

表1給出4條線路中的9座站臺的中心點(diǎn)②測量結(jié)果,OT站進(jìn)行了2次重復(fù)性測量,分別是OT1和OT2,共計(jì)10個中間點(diǎn)②的噪聲測量結(jié)果(進(jìn)站和出站各10輛列車)。

表1 站臺中心點(diǎn)②列車進(jìn)站和出站噪聲平均值LAeq測量結(jié)果Table 1 Noise measuring results of the train pullingin and pulling out on middle platform

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學(xué)要求和測量方法》中站臺最大容許噪聲限值要求,列車進(jìn)站80 dB(A)、列車出站80 dB(A)。從表1看出,地下站站臺進(jìn)站和出站噪聲均在80 dB(A)以下,高架站略高出站臺限值要求1~2 dB(A)。

圖4 中心測點(diǎn)②列車進(jìn)站出站噪聲值LAeq的比較Fig.4 Comparison between the train pulling in LAeq and pulling out LAeq on middle platform( station②)

圖4給出4條線路中的10座站臺的中心點(diǎn)②測量結(jié)果,HX站和OT站分別進(jìn)行了2次重復(fù)性測量,分別是HX1和HX2,OT1和OT2,共計(jì)12個測點(diǎn)。測量結(jié)果顯示,同一座站列車進(jìn)站噪聲平均值LAeq和列車出站噪聲LAeq值基本相同。12個測點(diǎn)中,7個測點(diǎn)列車進(jìn)站出站噪聲LAeq值完全相等,這7個測點(diǎn)包括:地上線站和地下線站;島式站和側(cè)式站;無屏蔽安全門站、半屏蔽安全門站和全屏蔽安全門站。

T檢驗(yàn)的結(jié)果得出:表1中Z, G, HQ ,T, W, HX2, OT1, OT2,S和O這10個測點(diǎn)各自的進(jìn)站LAeq和出站LAeq的比較不存在顯著差異(P>0.05),說明各自站臺的噪聲進(jìn)站LAeq和出站LAeq基本相同。

2.2 站臺噪聲其他影響的討論

測量中發(fā)現(xiàn),站臺噪聲聲源除了列車進(jìn)站、出站噪聲外,還有乘客喧嘩聲,尤其對于地下站有全屏蔽門的站臺更為明顯。瞬時乘客的多少和喧嘩聲,是隨機(jī)變化的,影響著站臺列車進(jìn)出站噪聲值。用同一條地鐵線路裝有全屏蔽安全門的S站和OT1站舉例說明如下:

表2是S站和OT1站列車進(jìn)站和出站各10次的測量結(jié)果和平均值。圖5和圖6是S站和OT1站列車進(jìn)站和出站各10次的測量結(jié)果和平均值的直觀表示。

表2 S和OT1站列車進(jìn)站和出站的測量結(jié)果Table 2 Noise measuring results of the train comingand going on S and OT1 platforms

1)S站有全封閉屏蔽安全門,此站上下車的乘客很少,平時大多數(shù)情況站臺很安靜。從表2中可以看出:S站列車進(jìn)站噪聲平均值LAeq為68.4 dB(A),出站噪聲平均值LAeq為68.1 dB(A);S站進(jìn)站噪聲最大值LAeq是第5輛車72.8 dB(A),與進(jìn)站噪聲平均值LAeq68.4 dB(A)相差4.4 dB(A);出站噪聲最大值LAeq是第4輛車72.5 dB(A),與出站噪聲平均值LAeq68.1 dB(A)相差4.4 dB(A);S站進(jìn)站噪聲另一個較大值LAeq是第10輛車71.8 dB(A),與進(jìn)站噪聲平均值LAeq68.4 dB(A)相差3.4 dB(A);出站另一個較大值LAeq是第10輛車70.1 dB(A),與出站平均值LAeq68.1 dB(A)相差2 dB(A),這2次大的波動,源于此時站臺人流較多,尤其是人的喧嘩聲;S站在測量第5輛車、第10輛車進(jìn)站噪聲時,在測量第4輛車、第10輛車出站噪聲時,人流巨增,瞬間造成車站噪聲有2~5 dB(A)的變化量,因此,測量時一定要考慮瞬間人流的喧嘩聲。

2)另一種情況, OT1站是旅游線路重要的換乘站,從早到晚客流量大,站臺始終熙熙嚷嚷。OT1站和S站是同一條線,裝有全封閉屏蔽安全門,如果沒有其他因素,站臺噪聲應(yīng)很接近。但從圖5和圖6顯示來看,OT1站和S站進(jìn)出站平均值LAeq相差較大。OT1站進(jìn)站均值LAeq為73.7 dB(A),比S站進(jìn)站均值LAeq68.4 dB(A)大5.3 dB(A),OT1站出站均值LAeq74.4 dB(A),比S站出站均值LAeq68.1 dB(A)大6.3 dB(A)。以上數(shù)據(jù)說明,在全封閉安全門站臺,OT1站的人流量比S站要多,滯留在站臺的人流噪聲是站臺噪聲的重要影響因素之一。

圖5 S和OT1站列車進(jìn)站的測量結(jié)果Fig.5 Noise measuring results of the train coming on S and OT1 platforms

圖6 S和OT1站列車出站的測量結(jié)果Fig.6  Noise measuring results of the train going on S and OT1 platforms

2.3 站臺噪聲最大值在列車出站時車頭停站位置

為了比較站臺噪聲的最大值所在位置,選取G站,W站,HX1站和S站站臺,并在①號測點(diǎn)、②號測點(diǎn)、③號測點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)出站測量,測點(diǎn)位置如圖2和圖3所示,測量數(shù)據(jù)取其平均值,結(jié)果如表3所示。

圖7是高架G站(無屏蔽安全門站臺)列車進(jìn)出站噪聲測量結(jié)果,噪聲最大值LAeq為83.3 dB(A),在列車出站時車頭停站位置;圖8是地下W站(無屏蔽安全門站臺)列車進(jìn)出站噪聲測量結(jié)果,噪聲最大值LAeq為80.1 dB(A),在列車出站時車頭停站位置;圖9是地下HX1站(半屏蔽安全門站臺)列車進(jìn)出站測量結(jié)果,噪聲最大值LAeq為78.9 dB(A),在列車出站時車頭停站位置;圖10是地下S站(全屏蔽安全門站臺)列車進(jìn)出站測量結(jié)果,噪聲最大值LAeq為68.9 dB(A),在列車出站時車頭停站位置。如圖7~10所示,不論是高架站還是地下站,無屏蔽安全門還是裝有屏蔽安全門的站,站臺噪聲最大值都在列車出站時車頭停站位置,對于快速測量站臺最大噪聲有幫助。

圖7 高架G站①②③測點(diǎn)進(jìn)站出站LAeq測量結(jié)果Fig.7 Noise measuring results of the train coming and going on G platform

圖8 地下無屏蔽安全門W站①②③測點(diǎn)進(jìn)站出站 LAeq測量結(jié)果Fig.8 Noise measuring results of the train coming and going on W platform

站臺進(jìn)站平均值LAeq±標(biāo)準(zhǔn)差/dB出站平均值LAeq±標(biāo)準(zhǔn)差/dB線型線路站名站型軌行型式駛向頭①中②尾③頭①中②尾③高架1線Z島式兩側(cè)下行76.4±1.977.7±1.379.3±0.679.3±0.678.9±1.676.9±1.9G側(cè)式中間下行77.9±0.881.8±0.683.3±1.183.3±1.182.3±0.879.9±1.1地下2線3線3線T島式兩側(cè)上行74.3±2.478.7±1.780.8±2.081.3±1.678.76±1.370.8±2.1W島式兩側(cè)上行74.0±2.777.3±1.379.4±0.880.1±1.376.4±1.173.8±1.7HX1側(cè)式中間下行74.7±0.675.7±1.376.4±1.378.9±0.977.4±1.673.1±2.0HX2側(cè)式中間上行70.1±2.473.6±2.072.8±1.774.2±1.074.3±1.967.9±2.2O島式兩側(cè)下行69.8±2.469.1±0.972.±1.672.5±2.370.0±2.771.9±3.5S島式兩側(cè)下行65.7±0.668.4±2.268.4±2.068.9±1.068.1±2.067.9±2.9OT1島式兩側(cè)上行72.4±2.673.7±1.872.9±0.874.3±1.774.4±2.272.0±1.9

圖9 地下半屏蔽安全門HX1站①②③測點(diǎn)進(jìn)站出站 LAeq測量結(jié)果Fig.9 Noise measuring results of the train coming and going on HX1 platform

圖10 地下全封閉屏蔽安全門S站①②③測點(diǎn)進(jìn)站出站 LAeq測量結(jié)果Fig.10 Noise measuring results of the train coming and going on S platform

3 結(jié)論

通過對城市軌道交通3座典型高架站臺、7座典型地下站臺,包括地下無屏蔽安全門、半屏蔽安全門和全屏蔽安全門的測量與分析,結(jié)果表明:

1)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學(xué)要求和測量方法》中站臺最大容許噪聲限值要求,地下站站臺進(jìn)站和出站噪聲均在80 dB(A)以下。

2)站臺中間位置測點(diǎn)②進(jìn)站和出站平均值LAeq基本相同,因此在實(shí)際工作中,為了節(jié)省測量時間,可以只測站臺中心測點(diǎn)進(jìn)站或出站其中之一,即可以得到站臺噪聲平均值LAeq。

3)站臺噪聲源,除列車進(jìn)出站噪聲外,客流喧嘩、電視和廣播的聲音也是站臺噪聲的重要來源,測量時需給予充分考慮。

4)站臺最大值在列車出站時車頭停站位置。

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