高速鐵路客車噪聲標準分析與降噪方案

（中車長春軌道客車股份有限公司科技管理部，130062，長春∥高級工程師）

高速鐵路客車噪聲標準分析與降噪方案

王艷麗

（中車長春軌道客車股份有限公司科技管理部，130062，長春∥高級工程師）

分析了目前國內(nèi)外高速鐵路客車主流噪聲標準、評價指標及各自的側(cè)重點，將國內(nèi)各噪聲指標限值與國際相應噪聲限值進行比較，指出了我國高速鐵路客車降噪技術的進展與不足。同時，以中外標準比較為依據(jù)，從設計角度提出我國高速鐵路客車降噪的主要發(fā)展方向，分析相關重點與難點，給出了降噪設計方案。

高速鐵路列車；噪聲標準；降噪

Author′saddressCRRC Changchun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

隨著近年來各國高速鐵路的里程增加、技術提升和競爭加劇，業(yè)主對高速鐵路乘坐舒適性的要求也日益提高。高速鐵路客車噪聲對乘客與司乘人員的生理、心理及周圍環(huán)境均有影響，是評價舒適性的重要指標之一。中國高速鐵路堪稱后起之秀，但在噪聲標準與降噪研究方面，與各技術強國相比，并無優(yōu)勢可言。因此，有必要分析各國及國際組織相關噪聲限值標準，探究行之有效的降噪方案，為我國高速鐵路噪聲標準的制定與完善開展有效的探索與嘗試。

1 中國高速鐵路現(xiàn)行噪聲標準

1．1 標準概述

目前中國高速鐵路噪聲測試主要參照的是國際標準，車外噪聲測試方法按照EN ISO 3095－2005《鐵路應用—聲學—軌道車輛排放的噪聲測量》要求執(zhí)行，車內(nèi)噪聲測試方法按照EN ISO 3381－2005《鐵路應用—聲學—軌道車輛內(nèi)部噪聲的測量：第2部分》要求執(zhí)行。隨著高速鐵路技術的發(fā)展，中國已建立了自己的高速鐵路標準體系，但噪聲方面仍按《CRH系列動車組噪聲等評價指標暫行規(guī)定》（鐵總科技［2014］210號）文件執(zhí)行（此規(guī)定可視為中國高速鐵路噪聲標準的前身）。

1．2 標準分析

EN ISO 3095—2005與EN ISO 3381—2005兩個標準旨在定性描述噪聲測試的原則與方法，詳細規(guī)定了測試儀器、測試條件與測試程序。其優(yōu)勢是適用性強，使用國家較多，不足之處是沒有規(guī)定車輛噪聲限值參數(shù)。中國鐵路總公司參考國際標準和我國現(xiàn)有技術水平與國情，發(fā)布了《CRH系列動車組噪聲等評價指標暫行規(guī)定》（以下簡稱《評價指標》），與上述兩個國際標準互為補充。

《評價指標》主要分為車外噪聲和車內(nèi)噪聲。車外噪聲分為車外靜置輻射噪聲和車外運行輻射噪聲：車外靜置輻射噪聲按限值劃分為優(yōu)、良、合格3個等級；車外運行輻射噪聲按列車時速從200～350 km／h劃分了4個速度級，每個速度級再按噪聲限值分為3個等級。車內(nèi)噪聲評價指標則規(guī)定了車輛的不同區(qū)域（司機室、端部等）在不同時速條件下3個等級的噪聲限值。

該《評價指標》最大的優(yōu)勢是劃分細致明晰，可操作性強，同時明確規(guī)定了時效，即“合格”等級的指標只是作為過渡，有效期至2016年。這也就意味著2016年以后，噪聲測試評價指標要達到“優(yōu)”或“良”才符合標準，而采用過渡指標作為噪聲試驗評價指標的新型動車組，應在2016年年底前完成型式試驗。

2 各國噪聲標準限值比較

2．1 車外噪聲

2．1．1 車外靜置輻射噪聲

從表1可以看出，我國《評價指標》中的車外靜置輻射噪聲限值略低于國際標準。而從實測結(jié)果看，早期生產(chǎn)的CRH5A型動車組噪聲測試值較大，但仍在“合格”范圍內(nèi)，而CRH380B型動車組實測值為63dB（A），350km／h標準動車組實測值為62 dB（A），已十分接近國際標準，說明我國在車外靜置輻射噪聲控制方面已取得較大進展，并且未來仍有提升空間。

表1 車外靜置輻射噪聲限值

2．1．2 車外運行輻射噪聲

表2數(shù)據(jù)均為距鐵路中心線25m處、相近運行時速下的車外運行輻射噪聲限值。經(jīng)比較可以看出，我國《評價指標》中的車外運行輻射噪聲限值要求基本達到了世界中等水平。然而，CRH5A型、CRH380B型、350km／h標準動車組等項目在中等水平標準的要求下，實測結(jié)果中“良”占較大比例，這說明我國在車外運行輻射噪聲領域距世界領先水平還有差距，所以應加大車輛噪聲研究力度，切實提升車外降噪效果。

表2 相近時速下各國車外運行輻射噪聲限值

2．2 車內(nèi)噪聲

聲學研究表明，高速鐵路客車的車內(nèi)噪聲應平穩(wěn)地控制在65～75dB（A）范圍內(nèi)，才不會影響乘客聽力并感覺舒適。近年來各國高速鐵路都致力于控制車內(nèi)噪聲，營造安靜的乘車氛圍。各國相關標準見表3。

表3 相近時速下各國車內(nèi)噪聲限值

目前在車內(nèi)噪聲方面，我國的《評價指標》劃分較細致合理，尤其是客室噪聲限值與國際標準旗鼓相當。實測結(jié)果顯示，CRH5A型動車組客室測試已全部達“優(yōu)”，CRH380B型動車組、350km／h標準動車組部分達“優(yōu)”，部分為“良”，基本達到了國際先進水平，但頭車司機室實測噪聲值＞75 dB（A），長時間累積會對司機健康有影響。盡管司機室噪聲較大是各國高速鐵路的通病，但我國高速鐵路要致力于達到世界先進水平，攻堅克難是必然選擇。

3 降噪方案

3．1 車外降噪

3．1．1 車外靜置輻射噪聲控制

空調(diào)系統(tǒng)噪聲是靜置狀態(tài)下車內(nèi)外噪聲的主要來源，所以降噪首先考慮控制氣動噪聲。通過優(yōu)化風機葉片形狀，改進氣動性能，可降低空調(diào)氣動噪聲。其次考慮降低空調(diào)機械噪聲，可通過提高空調(diào)設備制造和裝配精度，做好旋轉(zhuǎn)件的動、靜平衡，減小部件間的間隙、撞擊和振動等措施，來達到降噪效果。

3．1．2 車外運行輻射噪聲控制

輪軌和轉(zhuǎn)向架區(qū)域的降噪歷來是難點，目前主要措施是輪緣潤滑減磨（干式潤滑、濕式潤滑），通過控制輪軌的摩擦狀態(tài)，延緩輪軌表面粗糙度惡化來降噪。另外，增加車輪降噪塊和降噪輻板，也是比較有效的降噪措施。

3．2 車內(nèi)降噪

3．2．1 司機室降噪

車頭司機室是降噪前沿陣地，采用流線型車頭是降低車輛表面氣動噪聲的重要手段。風檔區(qū)域是公認的噪聲重災區(qū)，標準動車組采用全風擋結(jié)構，測試證明此結(jié)構能有效降低風檔區(qū)域的氣動噪聲。車燈結(jié)構布局合理也可減少噪聲泄漏。司機室骨架間如果填吸聲材料，噪聲可下降約1dB（A）。司機室地板腔內(nèi)如果增加吸聲材料，可大幅降低車下傳入的噪聲。

3．2．2 客室降噪

盡管目前客室噪聲控制相對理想，但客室兩端與中部相比還有差距。之所以造成這種現(xiàn)象，原因是兩車端連接處車外噪聲大，而車體端部密封性不好，造成車外噪聲泄入客室?？褪医翟氪胧┲饕校禾岣哕嚩瞬考O計、制造與裝配的精度，盡量減小縫隙，提高隔聲性能；所有車外進入車內(nèi)的孔均要采用耐老化氣密元件或填充密封膠，同時要善用吸聲材料和隔聲貼（此類材料可謂小投入大產(chǎn)出）；受電弓及空調(diào)機組下方可根據(jù)需要增加隔音裝置。另外，應加大振動噪聲傳遞路徑的研究，只有摸清噪聲的來龍去脈，才能有針對性地解決問題。

4 結(jié)語

國內(nèi)高速鐵路客車噪聲評價指標基本接近國際先進水平，所以中國高速鐵路噪聲標準的制定與發(fā)布是可行與可期的。未來車輛降噪研究的一個重要方向是車外運行輻射噪聲控制，重點是輪軌噪聲、轉(zhuǎn)向架區(qū)域噪聲、空調(diào)系統(tǒng)噪聲的降低；另一個重要方向是特殊部位的車內(nèi)噪聲控制，重點是司機室區(qū)域、風擋區(qū)域、受電弓或空調(diào)機組下方客室區(qū)域及車端區(qū)域噪聲的降低。

建議整車做噪聲指標分解，制定各大系統(tǒng)的聲學規(guī)范，嚴格控制系統(tǒng)噪聲指標。

［1］ 黃欣，董孝卿．高速鐵路車輛噪聲標準的研究［J］．鐵道機車車輛，2008，28（4）：38．

［2］ 國際標準化組織（ISO）．鐵路應用—聲學—軌道車輛內(nèi)部噪聲的測量（第2部分）：EN ISO 3381—2005［S］．瑞士：國際標準化組織委員會，2005．

［3］ 國際標準化組織（ISO）．鐵路應用—聲學—軌道車輛排放的噪聲測量：EN ISO 3095—2005［S］．瑞士：國際標準化組織委員會，2005．

［4］ 俄羅斯聯(lián)邦計量和技術管理局．電氣列車一般技術要求：GOST 55434—2013［S］．莫斯科：俄羅斯標準計量和合格認證信息科技中心，2013．

［5］ 俄羅斯聯(lián)邦衛(wèi)生部．國家衛(wèi)生保健醫(yī)生法令—鐵路運輸：СП 2．5．1198—03［S］．莫斯科：俄羅斯聯(lián)邦司法部．

［6］ 國際鐵路聯(lián)合會（UIC）．保證高速列車技術兼容性的措施：UIC 660—2002［S］．巴黎：國際鐵路同盟，2002．

［7］ 歐洲聯(lián)盟．機車車輛分系統(tǒng)互通性的技術規(guī)范：TSI—2011－291－EU［S］．布魯塞爾：歐洲聯(lián)盟委員會．

Analysis of High－speed Train Noise Standards and Noise Reduction Scheme

WANG Yanli

The mainstream noise standards，evaluation indicators and respective emphatic poins in China and foreign countries are analyzed，their noise indexes and noise limit values are compared．On this basis，the development and the shortage of high－speed railway noise researches and control technologies in China are pointed out．At the same time，the comparison result is used to determine the main direction of high－speed train noise reduction development in China，the potential difficulties and corresponding emphases from the design angle are proposed．

high－speed railway train；noise standards；noise reduction

U270．0＋6

10．16037／j．1007－869x．2017．02．018

2016－09－21）