論降低鐵路車站無站臺柱雨棚內混響噪聲

劉信

【摘要】 鐵路車站無站臺柱雨棚內廣播揚聲器目前主要采用吊掛式、吸頂式和立桿式三種安裝方式，由于無站臺柱雨棚凈空較高，揚聲器普遍采用較大功率，導致無站臺柱雨棚內混響噪聲嚴重，本文針對通過聲場模擬方式研究特性參數，并探討進一步降低混響噪聲的揚聲器安裝方式。

【關鍵詞】 無站臺柱雨棚 揚聲器 混響噪聲

一、研究背景

隨著國鐵鐵路建設的飛速發展，特別是客運專線和高速鐵路的建設，客運站房多采用無站臺柱雨棚布設方式，此方式的特點是雨棚高度高、站臺范圍內凈空較大（管桁架式凈高可達10-14m，實腹鋼梁凈空可達6-8m），為使廣播覆蓋如此大空間，一般采用功率較大的揚聲器，傳統的低功率、低高度、高密度的揚聲器布設方式無法實現，往往造成嚴重的混響噪聲，聲音在各站臺串聲，給旅客乘車造成較大影響。

目前國內針對無站臺柱雨棚的揚聲器布設方式主要有3種：吊掛式：將揚聲器利用吊桿吊至距站臺面約6m處。揚聲器較多，要為每個揚聲器單獨設一根近2噸重的鋼管，影響美觀和安全；吸頂式：將揚聲器安裝在無柱雨棚頂端。揚聲器安裝位置過高，混響噪聲最為嚴重；立桿式：在站臺面上立桿，將揚聲器安裝在立桿頂部。需在站臺單獨立柱，影響安全。本文結合以上三種安裝方式的特點，提出一種新的揚聲器安裝方式，在不影響安全和美觀的前提下降低混響噪聲：有靜態標識和動態標識吊桿的利用吊桿安裝15w揚聲器，有天橋和地道的地方在吊頂和立桿處安裝15w揚聲器，其它位置在吊頂處安裝30w揚聲器。

二、聲場模擬測試

2.1 模擬測試一般規定

采用聲學模擬分析設計軟件EASE 4.1 ，模擬分析確定廣播系統設備、性能及安裝位置，根據裝修實際情況，對現場的音響聲學特性模擬狀況進行分析測試，保證廣播系統揚聲器分布、安裝角度合理，場內各處聲壓均等。

頻率使用1000Hz，聽聲高度設定為1.2米或1.6米，模擬分析考慮反射音、間接音及吸音材料、墻壁等，對直達音、反射音進行模擬分析，避免因裝修條件不同模擬結果可能有所不同的結果。

a.直達聲聲壓級。公共廣播系統中要求高于背景噪聲9～12 dB 以上。聲場強度的確定與某環境下的背景噪音密切相關，噪聲聲強除停車場聲場強度較高（55～ 56dB）外，其它建筑環境一般為25～45dB，設計空場穩態準峰值總聲壓級≥85dB（在250～4000Hz內平均聲壓級）。

b.聲場不均勻度。直達聲聲場不均勻度<10dB，傳輸頻率特性250～4000Hz范圍內允差+4～-10dB。

c.STI 語音清晰度。RASTI即快速語言傳輸指數，是測量聲場清晰度的重要指標。

d.ALC輔音清晰度損失率（%）。在直達聲到達后的15ms～40ms內到達的早期反射聲可改善輔音清晰度，到達時間更晚的反射聲則降低輔音清晰度，聲波經多次反射而形成超過50ms以上的延遲，會引起雙重聲或多重聲，嚴重時會出現回聲等問題，影響聲音的清晰度和聲像定位，室外系統的音響效果還受氣候條件、風向和環境干擾等影響。ALC測量清晰度是以輔音發音損失的百分率作為衡量標準。

2.2 聲場模擬測試

2.2.1 站臺模型

站臺模型采用2站臺（基本站臺、中間站臺），站臺總長450米，每站臺寬10.5米，兩站臺間距21.5米；進站天橋位于站臺中央，高度約8米；所建聲場分析模型中，站臺雨棚高度10.9～12.0米（坡度）；站臺模型室內容積235571.84立方米，有效面積約50955.64平方米。

2.2.2 聲場模擬結果

模擬聽聲高度1.6m。a.1000HZ穩態聲壓級分布。穩態聲壓級（Total SPL）：用于顯示直達聲和混響聲的總計能量，用dB表示。它表示的是總計聲壓級。大部分面積聲壓級達到93dB。總聲壓分布：最大聲壓級98.25dB，平均聲壓級93.26dB。b.1000HZ輔音清晰度損失。輔音清晰度損失（Alcons）：用百分比表示輔音的清晰度損耗，這是一個反向測量，0%表示沒有損失，100%表示全部損失。輔音清晰度損失計算公式得出的指數標準如下：0%～7%為優秀；7%～11%為良好；11%～15%為清晰；15%～18%為不良；18%以上為不可接受。輔音清晰度損失ALC分布：最大8.40%。c.1000HZ快速語言傳遞指數分布。快速語言傳遞指數（RASTI）：ALcons用百分數方式測量輔音的清晰度損失。這個依靠ALcons公式計算，是國家標準GB/T 4959-1995中廳堂擴聲特性測量方法的依據，EASE的RASTI法是基于以上的測量方法而得出的數據，而且是國際電工委員會IEC和美國電子工業協會（EIA）通用的數據標準。

RASTI指數標準如下：0.4～0.45可以；0.45～0.5為好；0.5～0.55為良好；0.55～0.6優良；0.6～0.9為優秀。快速語言傳遞指數RASTI分布：最小0.555。

三、結論

根據上述模擬分析，同時考慮人流密集區域這一因素，本文提出的揚聲器安裝方式聲場參數能控制在合理范圍內，在當前雨棚結構環境基礎下，有效地降低混響噪聲。

參考文獻

[1] 鐵路旅客車站客運信息系統設計規范.中國鐵道出版社.2008：9-11

[2] 實用揚聲器測量.人民郵電出版社.2011：36-37

[3] 揚聲器系統.國防工業出版社.2010：84-85