北京远郊区县铁路机车鸣笛噪声影响状况

何延军，辜小安，伍向阳，刘嘉林

(1.北京市环境保护监测中心，北京 100048；2.中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

北京远郊区县铁路机车鸣笛噪声影响状况

何延军1，辜小安2，伍向阳2，刘嘉林1

(1.北京市环境保护监测中心，北京 100048；2.中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

机车鸣笛是既有普速铁路作业时联络及警示的一种信号，由于该信号具有声级水平高、声源位置高、传播距离远、影响范围广及高脉冲性等特点，对周围环境可能产生一定的噪声影响。本研究通过对北京市远郊区县5处典型路段选取24个测点进行的机车鸣笛噪声现场测试，得到北京远郊区县机车鸣笛噪声实际影响状况：在现状铁路车流量及实际鸣笛状况下，以客运为主的既有铁路线路受铁路列车运行噪声和鸣笛噪声影响，铁路边界处昼夜间均可满足GB12525—90 《铁路边界限值及其测量方法》 中昼间、夜间限值70 dB(A)的要求，因鸣笛产生的噪声增量为1.6～3.2 dB(A)；但以长大编组的货运列车为主的既有铁路线路受铁路列车运行噪声和鸣笛噪声影响，铁路边界处昼间可满足GB12525—90的限值要求，夜间超出限值要求0.9dB(A)，因鸣笛噪声对昼夜间的等效声级增量仅为0.4～0.5 dB(A)。 对于6层高建筑物机车鸣笛瞬时声级可衰减23～24dB。

机车鸣笛； 噪声；影响

1 概述

机车鸣笛一直是机车司机与现场工作人员进行联络的作业方式。其作用主要有两个：一是联络信号，即列车运行时司机与车站值班员、扳道工、运转车长等联络；二是警告信号，主要警告列车运行前方行人、车辆和线路作业人员等。

鉴于我国铁路沿线分布有大量敏感建筑，当产生机车鸣笛噪声影响时，由于其具有声级水平高、声源位置高、传播距离远、影响范围广及高脉冲性等特点，对周围环境可能产生一定的噪声影响。本研究通过对现场勘查北京11个远郊区县和1个开发区所涉及的铁路线路站段、平交道口等可能产生机车鸣笛噪声影响的区域，选取了5处典型路段24个测点进行了现场监测，得到北京远郊区县机车鸣笛噪声实际影响状况现场测量结果。

2 测试方法

依据《铁路技术管理规程》[1]和《北京、天津、石家庄、唐山、保定市区限制机车(轨道车)鸣笛办法》的通知》(京铁机〔2015〕420号)[2]中规定需鸣笛的区段及位置，确定本次现场监测选取原则：

(1) 选择有代表性平交道口和隧道进出口机车鸣笛区段，了解机车鸣笛噪声影响状况；

(2) 选择有代表性的鸣笛区域，周边为空旷地，了解鸣笛噪声声场分布；

(3) 选择有代表性的鸣笛区域，周边为建筑群，了解鸣笛噪声在建筑群内的衰减情况。

具体测试内容及相应的边界条件见表1和图1。

测试方法依据GB/T 5111—2011《声学轨道机车车辆发射噪声测量》、GB 12525—90《铁路边界噪声限值及其测量方法》、TB/T 3050—2002《铁路沿线环境噪声测量规定》中的相关要求，分别测量机车鸣笛噪声最大声级、列车通过暴露声级及昼夜间等效声级。测试采用Bruel & Kjaer多通道噪声分析仪。

表1 测试断面概况

测试项目铁路概况周围概况道口鸣笛噪声在空旷地及敏感建筑群内的声场分布特性线路1：I级铁路，双线，电力牵引旅客列车，列车最高运行速度为100km/h，有砟轨道路基线路；车流量26对/d距离线路200m范围内为空旷地；周边有中层及高层居民住宅，间歇受飞机噪声影响桥涵鸣笛噪声在敏感建筑群内的衰减特性6层高建筑区垂直于线路分布隧道进出口鸣笛噪声影响特性线路2：有砟轨道、高路基线路、电力牵引长大编组货物列车；车流量80～90对/d距离线路200m范围内为树林，200m外有平房建筑

图1 鸣笛测噪声测点位置布置图

3 测试结果

3.1 铁路边界噪声影响状况

对于线路1，以旅客列车运行为主的铁路线路，车流量为26对/d，距离铁路外侧轨道中心线30m处，不同高度测点受铁路噪声影响，等效连续A声级LAeq,1h为58.6～69.8dB(A)，较不鸣笛时噪声水平高出2～5dB(A)，铁路边界噪声水平随高度增加而增加；但沿铁路线路方向距离测点位置100m处鸣笛时，LAeq,1h较不鸣笛时仅高出0.2～0.5dB(A)，说明机车鸣笛噪声沿线路方向衰减较快。

对于线路2，以长大货物列车运行为主的铁路线路，车流量为80～100对/日，铁路边界处不同高度测点受铁路噪声影响，等效连续A声级LAeq,1h为69.8～72.0dB(A)，较不鸣笛时噪声水平高出0～1dB(A)，说明对于以长大编组为主的货物铁路，且车流量较大时，鸣笛噪声对于总铁路噪声影响贡献值影响较小。详见表2。

表2 铁路边界不同高度处机车鸣笛噪声影响

测试断面时间段通过列车数(列/h)实际鸣笛次数测点位置LAeq，1h包含鸣笛LAeq，1h不考虑鸣笛测点正前方位置鸣笛1次；沿线路方向距离测点位置100m处鸣笛1次30m＿13 3m(5层)68 363 6昼间230m＿10 2m(4层)66 563 330m＿7 2m(3层)67 363 1线路130m@4 5m(2层)65 760 230m＿13 3m(5层)66 266 2昼间3无鸣笛30m＿10 2m(4层)65 665 630m＿7 2m(3层)65 165 130m@4 5m(2层)62 662 6线路2昼间6～95～830m@1 5m69 8～72 068 7～71 3

3.2 机车鸣笛噪声时频域特性

现场测量得到的空旷区域及隧道口区域量机车鸣笛噪声时频域特性见图2～图3所示。测量结果表明：机车鸣笛瞬间噪声超过列车运行通过声级水平15dB(A)以上，属于宽频带短时噪声，已具备脉冲信号特征。此外空旷区域受机车鸣笛噪声影响，距线路外轨中心线30m处的鸣笛噪声频率集中在高频区域5 000～12 000Hz，而隧道口处的机车鸣笛噪声频率集中在8 000～20 000Hz。

图2 空旷区域机车鸣笛噪声三维谱图(距外轨中心线30m处，高于轨面4.5m)

图3 隧道口区域机车鸣笛噪声三维谱图(距外轨中心线15m处，高于轨面4.5m)

3.3 机车鸣笛噪声声场分布特性

受机车鸣笛噪声影响，距离线路不同距离及不同高度处，受机车鸣笛影响不同。从轨面高度至轨面以上13.3m高度范围内受机车鸣笛噪声影响，瞬间最大声级LA,max为102～105dB(A)，且最大声级集中在轨面以上7.2m附近；垂直线路不同距离处机车鸣笛瞬间噪声随距离衰减缓慢，距外轨中心线7.5～72m范围内，不同高度最大衰减为3dB(A)，见图4。但沿线路方向声级水平衰减较大，对于空旷区域最大声级衰减20dB(A)/100m；隧道口区域，最大声级衰减10dB(A)/100m。

图4 空旷区域机车鸣笛噪声声场分布图

3. 4 机车鸣笛噪声建筑群衰减特性

选择某6层高建筑群内测试机车鸣笛噪声影响，对于距离线路100m的第一排建筑，受机车鸣笛噪声影响最大声级为，建筑物1层窗外噪声为98.1dB(A)，建筑物5层窗外噪声为101.1dB(A)，而距离线路约200m第二排建筑受机车鸣笛噪声，最大声级为：建筑物1层窗外噪声为74.1dB(A)，建筑物5层窗外噪声为78.5dB(A)，6层高度建筑群对鸣笛噪声最大声级衰减可达23～24dB(A)。见表3。

表3 建筑群内机车鸣笛噪声测试结果

测试项目鸣笛位置测点位置LA，max中高层建筑群内鸣笛噪声衰减特性100m@1 2m/1层98 1第一排建筑100m@13 3m/5层101 1200m@1 5m84 8第二排建筑200m@1 2m/1层74 1200m@13 3m/5层78 5

4 结论与建议

通过本次开展的机车鸣笛噪声现场测试，了解了典型平交道口、隧道口、弯道区域鸣笛噪声特性，获得了空旷区域鸣笛噪声源不同距离、高度处的声级水平衰减规律，并对铁路沿线6层高建筑群内受机车鸣笛噪声影响特性进行了试验分析，获得了居民住宅不同高度处的声级水平。

(1)在现状铁路列车车流及实际鸣笛条件下，以客运为主的既有铁路线路受铁路列车运行噪声和鸣笛噪声影响，铁路边界处昼夜间均可满足《铁路边界限值及其测量方法》(GB 12525—90)中昼间、夜间限值70 dB(A)的要求；但以长大编组的货运列车为主的既有铁路线路受铁路列车运行噪声和鸣笛噪声影响，铁路边界处昼间可满足GB 12525—90的限值要求，夜间超出限值要求0.9dB(A)。

根据现场测量统计分析结果，对于车流量较小，且编组较短的旅客列车，铁路边界处受机车鸣笛噪声影响较大，因鸣笛产生的噪声增量为1.6～3.2 dB(A)。对于车流量较大，且为长大编组的货物列车，铁路边界处受机车鸣笛噪声影响较小，因鸣笛噪声对昼夜间的等效声级增量不明显，仅为0.4～0.5 dB(A)。

(2)现场测试结果表明：机车鸣笛瞬间噪声超过列车运行通过声级至少15dB(A)以上，属于宽频带短时噪声，已经具备脉冲信号特征，频率范围集中在高频区域(5 000Hz以上)。

(3)空旷区域机车鸣笛瞬间噪声随距离线路增大衰减缓慢，距外轨中心线7.5～72m范围内，不同高度最大衰减为3dB(A)；但沿线路方向声级水平衰减较大，对于空旷区域最大声级衰减20dB(A)/100m；隧道口区域最大声级衰减10dB(A)/100m。当测点至线路间存在6层高建筑物时，机车鸣笛噪声衰减23～24dB。

[1] 中国铁路总公司.铁路技术管理规程[M].北京：中国铁道出版社，2014：171-173.

[2] 北京铁路局.京铁机〔2015〕420号.北京、天津、石家庄、唐山、保定市区限制机车(轨道车)鸣笛办法》的通知[S].

2016-09-20；

2016-09-26

北京市环保局科研课题《北京市远郊区县火车鸣笛噪声影响范围调查研究》(项目编号：2014K07)。

何延军(1971—)，男， 河南宝丰人，工程师，长期从事环境监测和管理工作。

2095-1671(2016)05-0216-03

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