北京地鐵站臺列車進出站噪聲的調查與研究

劉博

（北京市地鐵運營有限公司地鐵運營技術研發中心，北京 100089）

噪聲是影響人類日常生活和工作的常見環境污染因素，它的產生往往伴隨著機械運動，所以，隨著人類社會機械化的普及，噪聲污染也會影響越來越多的人群。以北京地鐵為例，近年來，其在政府扶持下發展迅速，迄今為止，開通運營14 條運營線路、235 座車站、323 公里運營里程，2013年上半年日均客流已達810 萬人次，最高日突破886 萬；到2020 年時，運營總里程將超過1000 千米。伴隨高客運量而來的列車噪聲污染很快成為公眾抱怨的焦點，地鐵列車運行中的噪聲不僅危害著乘客和周邊居民，更對地鐵站臺的工作人員帶來了生理和心理的健康隱患。研究表明，50dB 左右的噪聲會影響休息和睡眠，進而能引發多種疾病。由于列車運行是一個復雜的機械運動涉及多個噪聲產生途徑，所以，列車車站的噪聲控制一直以來都是一個難以解決的難題。目前，針對城市軌道交通的噪聲測試的數據相對較少，相關研究還比較薄弱，本文以北京地鐵列車進出站噪聲為主要研究對象，通過對噪聲產生途徑的研究、站臺噪聲數據的監測（參照GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學要求和測量方法》中推薦的測試方法），對不同形式的站臺、不同的季節噪聲數據變化進行分析，尋找其中的規律和影響因素，直觀了解北京地鐵站臺噪聲現狀，為地鐵站臺噪聲的治理提供科學依據，使相關人員對地鐵站臺噪聲有一個更全面的認識。

1 列車進出站噪聲的產生途徑

本研究中，所測得站臺噪聲包含列車進站時所產生上述輪軌噪聲、車體噪聲、牽引噪聲、制動噪聲以及站臺人類活動所產生的一些列噪聲的綜合值。這種綜合指標能夠更好地反映列車進出站時噪聲影響對候車人群及工作人員的影響。按照GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學要求和測量方法》中的規定，列車進站時的站臺噪聲為列車頭部進入車站到停穩的時間段內用Ⅰ型聲級計所測得的等效A 聲級數值。列車出站時的噪聲為列車啟動到車尾離開站臺的時間段內內用Ⅰ型聲級計所測得的等效A 聲級數值。為了數據準確性，要求每個站臺測量的車輛不得少于10 次，且不得測兩車會車時的數值。

2 地鐵站臺實地測試

2.1 測點選擇

站臺形式的差別對噪聲的傳播和數值大小有影響，本研究選擇不同形式不同線路的站臺作為監測點，以便進行對比研究。本研究選擇1 號線國貿站、復興門站、東單站，10 號線國貿站、呼家樓站、三元橋站，八通線傳媒大學站、雙橋站，3 個線路8 個站臺作為監測點其中1 號線、10 號線為地下線八通線為地面線1 號線為島式站臺，10 號線、八通線為側室站臺，10 號線加裝了全高屏蔽門，1 號線、八通線未加裝屏蔽門。每月選擇一天對這些站臺進行監測并記錄數據，連續監測一年時間。島式站臺選擇車站中部位置進行測試（見圖1）。側式站臺選擇單側站臺中部位置進行測量（見圖2）。并且保證測點周圍半徑2m 內無反射物。

2.2 測試儀器及方法

噪聲測試選用使用愛華公司的AWA5636-1 Ⅰ型積分型聲級計，使用儀器的全模型功能進行測量，時間特性設為“快”擋。每次測試之前，采用配套的聲校準器進行校準并佩戴風帽，校準值前后不超過0.5dB 否則測試結果無效。

測試時間選擇地鐵正常運營時段（8AM ～18PM）進行。測量時，人員站在站臺中部，距地高度約為1.6m 的位置。傳聲器的前端位置朝向軌道方向，其軸向與線路方向垂直。測量列車進出站時的等效A 聲級噪聲值LAeq。測量的同時要進行背景噪聲測量，若背景值與測量值之差小于等于10dB則需進行修正，當背景值與測量值之差小于5dB 時測試結果無效要重新進行測量。當有突發噪聲聲源影響時，要進行記錄以便取舍數據。測量進站車輛5 次，出站車輛5 次并分別去算術平均值作為最終數據留做評定值，其中1 號線每趟車進站平均測試時間24s，出站平均測試時間19s；10 號線每趟車平均進站測試時間20s，出站測試是時間18s；八通線每趟車平均進站測試時間22s，出站平均測試時間18s。

圖1 島式站臺測點布置圖

圖2 側式站臺測點布置圖

表1 2010 年北京地鐵部分站臺進站噪聲統計

表2 2010 年北京地鐵部分站臺出站噪聲統計

2.3 測試結果匯總與討論

北京地鐵1 號線、10 號線以及八通線共計8 個站臺，2010 年全分12 個月共測數據192 個，其中進站、出站數據各占1/2，具體測試數據見下表。按照GB14227-2006 中關于列車進出站噪聲限值的規定當LAeq≥80dB 時就認為是噪聲超標。只有八通線有超標數據，共有20 個數據超標，其中進站噪聲超標數據有5 個出站超標數據有15 個，其中進站最大超標LAeq，max值80.7dB 最小超標LAeq，min值80.1dB，出站最大超標LAeq，max值82.1dB 最小超標LAeq，min值80dB。1 號線全年監測數據中，進站最大超標LAeq，max值79.9dB 最小超標LAeq，min值73.6dB，出站最大超標LAeq，max值79.2dB 最小超標LAeq，min值73.4dB。10 號線全年監測數據中，進站最大超標LAeq，max值78dB 最小超標LAeq，min值72.2dB，出站最大超標LAeq，max值78.5dB 最小超標LAeq，min值72.6dB。從總體上來看，3 條被監測運營線路10 號線的噪聲狀況最好，八通線噪聲狀況最差。

從站臺設備設施角度看，以1 號線國貿站和10 號線國貿站做對比如下圖（圖3、圖4），1 號線、10 號線均為地下站臺，客流狀況，車輛狀況均相似，其中1 號線國貿站為島式站臺10 號線國貿站為側式站臺，按照宋雷鳴在《海淀黃莊站噪聲分析與綜合控制方法的研究》中的觀點，側式站臺由于站臺中間有墻體遮蔽會造成噪聲反射疊加，從而使得噪聲數值增加，但是，10 號線國貿確優于1 號線國貿站，它們之間的差別在于10 號線安裝了全高屏蔽門而1 號線國貿站沒有屏蔽門設施。兩站進站最大差值出現在1 月10 號線國貿站噪聲低于1 號線國貿站噪聲5dB 左右出站，兩站出站最大差值也出現在1 月10 號線國貿站噪聲低于1 號線國貿站噪聲5dB 左右出。后期由于客流和季節型空調設備開啟等因素的影響兩個線路的噪聲均有所升高，但10 號線國貿噪聲始終在總體上優于1 號線噪聲。

圖3 1 號線、10 號線國貿站進站噪聲比較

圖4 1 號線、10 號線國貿站出站噪聲比較

從站臺建筑結構的角度來看，以1 號線國貿站和八通線雙橋站為例，這兩個線路車輛型制基本相似，均未安裝任何形式的屏蔽門，國貿站客流高于雙橋站，從客流因素來說，國貿站的噪聲貢獻度更高。國貿站屬于地下站不利于噪聲向外傳播，雙井站屬于地面站利于噪聲對外傳播，從噪聲傳播因素來看國貿站噪聲貢獻度更高。從建筑結構上看，國貿站屬于島式站臺，雙井站屬于側式站臺，由于墻體遮蔽會造成噪聲反射疊加增大噪聲，從結構因素上看，雙橋站噪聲貢獻度更高。兩站進站最大差值出現在4 月1 號線國貿站噪聲低于八通線雙橋站噪聲4dB 左右出站，兩站出站最大差值也出現在4 月份1 號線國貿站噪聲低于八通線雙橋站噪聲6dB 左右出。從下面（圖5、圖6）的結果圖明顯看出雙橋站的噪聲要高于國貿站的噪聲水平，這說明側式站臺這種建筑結構因素對噪聲的升高的貢獻能力要強于噪聲向外傳播因素的影響能力以及客流對噪聲影響的能力。

圖5 1 號線國貿站、八通號線雙橋站進站噪聲比較

圖6 1 號線國貿站、八通號線雙橋站出站噪聲比較

從全年時間角度來看，以1 號線為例噪聲全年波動與客流有關。夏季由于外部氣溫較高選擇地鐵出行的人更多所以從下面（圖7、圖8）統計圖上看6、7、8 月份噪聲水平較高，1、2、10、11、12 月隨著各種假期的增多，大量人口離京客流明顯下降，噪聲水平也開始明顯地下降。

圖7 1 號線全年進站噪聲變化

圖8 1 號線全年出站噪聲變化

3 結語

本項目以北京地鐵站臺噪聲調查研究為主要內容，從北京地鐵噪聲產生途徑入手，對北京地鐵噪聲的產生與治理進行分類，得出地鐵站臺綜合噪聲的定義。采用GB14227-2006《城市軌道交通車站站臺聲學要求和測量方法》中的規定方法進行了北京地鐵1 號線、10 號線以及八通線共計8 個站臺2010 年全年的進出站噪聲監測，通過對監測結果進行分析，得到了以下結論。

（1）北京地鐵1 號線、10 號線以及八通線監測點中八通線的噪聲狀況最差，已經出現超過國家標準的現象，為了避免乘客投訴，減少對周邊環境影響，應該及時采取有效措施對該線噪聲進行進一步全面監測，并采取有效的治理措施。

（2）對于各種噪聲影響因素相當的站臺，采用全高屏蔽門對站臺噪聲有明顯的削減作用，下一步地鐵站臺改造工程中，若有條件安裝屏蔽門時，應優先考慮全高屏蔽門。

（3）側式站臺這種建筑結構對噪聲貢獻度大于客流和傳播因素對噪聲的貢獻，會導致站臺噪聲的升高，在今后的地鐵設計中，若要減少噪聲影響，應盡量避免采用側式站臺這種結構。若實在無法避免時，可以考慮加裝全高屏蔽門來改善站臺噪聲。

（4）同一條線路全年噪聲隨客流變化而波動，若要減少噪聲影響，應考慮在客流高峰時段采取有效疏導措施或加開列車等方法來減少站臺客流淤積。從長遠角度考慮，應設計新的地鐵線路加快地鐵建設來解決現有地鐵運量不足的問題。