城市轨道交通站台噪声测量研究*

刘　茜，史聪灵，伍彬彬，石杰红，李　建

(中国安全生产科学研究院 地铁火灾与客流疏运安全北京市重点实验室，北京 100012)

0　引言

自从1971年我国的第一条地铁线，北京地铁一号线开始运营以来，城市轨道交通一直在建设中。尤其是近10年来，我国城市轨道交通得到前所未有高速发展，截至到2016年12月，我国大陆地区共有30个城市开通了轨道交通，总里程达4 152.8 km。预计到“十三五”末，全国将有超过50个城市开通轨道交通，运营里程将超过6 000 km。伴随着大规模的城市轨道交通建设和运营，人们对乘坐舒适性的要求越来越高，而车站噪声作为舒适性指标的一项重要内容，得到了越来越多的关注。

国内外对城市轨道交通站台噪声的研究已有多年，文献[1]指出，城市轨道交通站台噪声主要由5部分组成，分别是轮轨噪声、列车运行车体噪声、牵引动力系统噪声、制动噪声和高架轨道噪声。列车高速运行是地铁站台主要声源，此外，车站环境噪声也不容忽视，它与广播次数、广播音量、客流量和列车频次因素有关[2]。列车进站时，隧道类站台声略高于高架类站台[3]。Ryota Shimokura等[4]测试结果表明，地下站台列车噪声大于地上站台列车噪声6.4 dB(A)。Robyn R．M．等[5]对纽约地铁站台噪声测试显示，地铁站台噪声平均值为(86±4) dB(A)、最大值为106 dB(A)。而我国国家标准GB14227—2006《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》规定，城市轨道交通车站列车进、出站站台的最大容许噪声限值不超过80 dB(A)[6]。

城市轨道交通站台复杂多样，包括高架地面站、隧道地下站、岛式站、侧式站、有装屏蔽安全门站、无装屏蔽安全门站等。为了解目前国内城市轨道交通站台列车进出站噪声影响的现状，选择我国城市轨道交通正在运营的4条线路，从4条线路中选取10座站台，包括：地面高架站和地下站，岛式车站和侧式车站，有屏蔽安全门站和无屏蔽安全门站。应用国家标准GB50157—2013《地铁设计规范》[7]及国家标准GB14227-2006《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》[6]的有关要求，对现场进行调研和噪声测量， 并对现场测量的站台噪声结果与标准限值进行比较，进而分析站台中间测点进站值和出站值的大小，找出站台噪声最大值测点位置，相关研究成果对于快速评价站台噪声有一定参考和借鉴意义。

1　测量方法

测量依据现行国家标准GB14227-2006《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》[6]中规定的要求，使用I级声分析仪及校准器。测量前后用声级校准器对声级计进行校准，偏差不大于0.5 dB。

选取3座高架站Z站台(岛式)、G站台(侧式)、HQ站台(侧式)；7座地下站站台包括：2座地下无屏蔽门W站台(岛式)、T站台(岛式)，2座地下半屏蔽安全门H(岛式)站、HX(侧式)站，3座地下全屏蔽安全门OT站台(岛式)、O站台(岛式)和S站台(岛式)。车站站型示意图如图1所示。

图1　测量车站站型示意Fig.1　Measuring type of platform sketch

选取的测点周围2 m以内不应有反射物；测量时，站台的背景噪声低于被测噪声10 dB，否则需修正；测量时，传声器前端应朝向被测列车轨道一侧，其轴向与线路方向垂直，并距地面高度1.6 m。列车进站的测量时间间隔为列车头部进站到停止的时间，列车出站的测量时间间隔为列车起动到列车尾部离站的时间。测量次数不少于10 次，测量数据经算术平均后，取整作为评价值。站台车头一侧为①号测点，站台中间为②号测点，站台车尾一侧为③号测点，测点距轨道一侧站台边沿3 m左右，站台噪声测量位置如图2和图3所示。

图2　岛式站台噪声测点位置Fig.2　Measure location of island platform

图3　侧式站台噪声测点位置Fig.3　Measure location of side platform

2　测试结果及分析

2.1　站台中间测点列车进站和出站噪声值LAeq测量结果及分析

表1给出4条线路中的9座站台的中心点②测量结果，OT站进行了2次重复性测量，分别是OT1和OT2，共计10个中间点②的噪声测量结果(进站和出站各10辆列车)。

表1　站台中心点②列车进站和出站噪声平均值LAeq测量结果Table 1　Noise measuring results of the train pullingin and pulling out on middle platform

根据国家标准GB 14227-2006《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》中站台最大容许噪声限值要求，列车进站80 dB(A)、列车出站80 dB(A)。从表1看出，地下站站台进站和出站噪声均在80 dB(A)以下，高架站略高出站台限值要求1～2 dB(A)。

图4　中心测点②列车进站出站噪声值LAeq的比较Fig.4　Comparison between the train pulling in LAeq and pulling out LAeq on middle platform( station②)

图4给出4条线路中的10座站台的中心点②测量结果，HX站和OT站分别进行了2次重复性测量，分别是HX1和HX2，OT1和OT2，共计12个测点。测量结果显示，同一座站列车进站噪声平均值LAeq和列车出站噪声LAeq值基本相同。12个测点中，7个测点列车进站出站噪声LAeq值完全相等，这7个测点包括：地上线站和地下线站；岛式站和侧式站；无屏蔽安全门站、半屏蔽安全门站和全屏蔽安全门站。

T检验的结果得出：表1中Z, G, HQ ,T, W, HX2, OT1, OT2,S和O这10个测点各自的进站LAeq和出站LAeq的比较不存在显著差异(P>0.05)，说明各自站台的噪声进站LAeq和出站LAeq基本相同。

2.2　站台噪声其他影响的讨论

测量中发现，站台噪声声源除了列车进站、出站噪声外，还有乘客喧哗声，尤其对于地下站有全屏蔽门的站台更为明显。瞬时乘客的多少和喧哗声，是随机变化的，影响着站台列车进出站噪声值。用同一条地铁线路装有全屏蔽安全门的S站和OT1站举例说明如下：

表2是S站和OT1站列车进站和出站各10次的测量结果和平均值。图5和图6是S站和OT1站列车进站和出站各10次的测量结果和平均值的直观表示。

表2　S和OT1站列车进站和出站的测量结果Table 2　Noise measuring results of the train comingand going on S and OT1 platforms

1)S站有全封闭屏蔽安全门，此站上下车的乘客很少，平时大多数情况站台很安静。从表2中可以看出：S站列车进站噪声平均值LAeq为68.4 dB(A)，出站噪声平均值LAeq为68.1 dB(A)；S站进站噪声最大值LAeq是第5辆车72.8 dB(A)，与进站噪声平均值LAeq68.4 dB(A)相差4.4 dB(A)；出站噪声最大值LAeq是第4辆车72.5 dB(A)，与出站噪声平均值LAeq68.1 dB(A)相差4.4 dB(A)；S站进站噪声另一个较大值LAeq是第10辆车71.8 dB(A)，与进站噪声平均值LAeq68.4 dB(A)相差3.4 dB(A)；出站另一个较大值LAeq是第10辆车70.1 dB(A)，与出站平均值LAeq68.1 dB(A)相差2 dB(A)，这2次大的波动，源于此时站台人流较多，尤其是人的喧哗声；S站在测量第5辆车、第10辆车进站噪声时，在测量第4辆车、第10辆车出站噪声时，人流巨增，瞬间造成车站噪声有2～5 dB(A)的变化量，因此，测量时一定要考虑瞬间人流的喧哗声。

2)另一种情况， OT1站是旅游线路重要的换乘站，从早到晚客流量大，站台始终熙熙嚷嚷。OT1站和S站是同一条线，装有全封闭屏蔽安全门，如果没有其他因素，站台噪声应很接近。但从图5和图6显示来看，OT1站和S站进出站平均值LAeq相差较大。OT1站进站均值LAeq为73.7 dB(A)，比S站进站均值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)。以上数据说明，在全封闭安全门站台，OT1站的人流量比S站要多，滞留在站台的人流噪声是站台噪声的重要影响因素之一。

图5　S和OT1站列车进站的测量结果Fig.5　Noise measuring results of the train coming on S and OT1 platforms

图6　S和OT1站列车出站的测量结果Fig.6　 Noise measuring results of the train going on S and OT1 platforms

2.3　站台噪声最大值在列车出站时车头停站位置

为了比较站台噪声的最大值所在位置，选取G站，W站，HX1站和S站站台，并在①号测点、②号测点、③号测点进行进出站测量，测点位置如图2和图3所示，测量数据取其平均值，结果如表3所示。

图7是高架G站(无屏蔽安全门站台)列车进出站噪声测量结果，噪声最大值LAeq为83.3 dB(A)，在列车出站时车头停站位置；图8是地下W站(无屏蔽安全门站台)列车进出站噪声测量结果，噪声最大值LAeq为80.1 dB(A)，在列车出站时车头停站位置；图9是地下HX1站(半屏蔽安全门站台)列车进出站测量结果，噪声最大值LAeq为78.9 dB(A)，在列车出站时车头停站位置；图10是地下S站(全屏蔽安全门站台)列车进出站测量结果，噪声最大值LAeq为68.9 dB(A)，在列车出站时车头停站位置。如图7～10所示，不论是高架站还是地下站，无屏蔽安全门还是装有屏蔽安全门的站，站台噪声最大值都在列车出站时车头停站位置，对于快速测量站台最大噪声有帮助。

图7　高架G站①②③测点进站出站LAeq测量结果Fig.7　Noise measuring results of the train coming and going on G platform

图8　地下无屏蔽安全门W站①②③测点进站出站 LAeq测量结果Fig.8　Noise measuring results of the train coming and going on W platform

站台进站平均值LAeq±标准差/dB出站平均值LAeq±标准差/dB线型线路站名站型轨行型式驶向头①中②尾③头①中②尾③高架1线Z岛式两侧下行76.4±1.977.7±1.379.3±0.679.3±0.678.9±1.676.9±1.9G侧式中间下行77.9±0.881.8±0.683.3±1.183.3±1.182.3±0.879.9±1.1地下2线3线3线T岛式两侧上行74.3±2.478.7±1.780.8±2.081.3±1.678.76±1.370.8±2.1W岛式两侧上行74.0±2.777.3±1.379.4±0.880.1±1.376.4±1.173.8±1.7HX1侧式中间下行74.7±0.675.7±1.376.4±1.378.9±0.977.4±1.673.1±2.0HX2侧式中间上行70.1±2.473.6±2.072.8±1.774.2±1.074.3±1.967.9±2.2O岛式两侧下行69.8±2.469.1±0.972.±1.672.5±2.370.0±2.771.9±3.5S岛式两侧下行65.7±0.668.4±2.268.4±2.068.9±1.068.1±2.067.9±2.9OT1岛式两侧上行72.4±2.673.7±1.872.9±0.874.3±1.774.4±2.272.0±1.9

图9　地下半屏蔽安全门HX1站①②③测点进站出站 LAeq测量结果Fig.9　Noise measuring results of the train coming and going on HX1 platform

图10　地下全封闭屏蔽安全门S站①②③测点进站出站 LAeq测量结果Fig.10　Noise measuring results of the train coming and going on S platform

3　结论

通过对城市轨道交通3座典型高架站台、7座典型地下站台，包括地下无屏蔽安全门、半屏蔽安全门和全屏蔽安全门的测量与分析，结果表明：

1)根据国家标准GB 14227-2006《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》中站台最大容许噪声限值要求，地下站站台进站和出站噪声均在80 dB(A)以下。

2)站台中间位置测点②进站和出站平均值LAeq基本相同，因此在实际工作中，为了节省测量时间，可以只测站台中心测点进站或出站其中之一，即可以得到站台噪声平均值LAeq。

3)站台噪声源，除列车进出站噪声外，客流喧哗、电视和广播的声音也是站台噪声的重要来源，测量时需给予充分考虑。

4)站台最大值在列车出站时车头停站位置。

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