典型城市地鐵站臺噪聲滿意度*

毛毅菲 張學勇,3

(1 安徽建筑大學數理學院 合肥 230601)

(2 安徽省建筑聲環境重點實驗室 合肥 230601)

(3 安徽建筑大學 聲學研究所 合肥 230601)

0 引言

由于具有運載量大、占地表面積少以及運行準時、安全性能高等優勢，地鐵目前已成為城市軌道交通的重要組成部分[1]。文獻[2–3]報道，列車以及地鐵各類設備運營產生的噪聲，其聲壓級達到80 dB(A)甚至高達100 dB(A)。因而，對乘客的心理、生理和正常生活的影響不容忽視[4-6]。地鐵站臺噪聲已引起研究人員的廣泛關注[7-9]。

Bhattacharya 等[10]對印度加爾各答地鐵站臺進行噪聲檢測，得出站臺噪聲范圍在84～87 dB(A)之間。Gershon 等[11]針對紐約地鐵測量得到的平均噪聲水平為(86±4) dB(A)，其中地鐵站臺噪聲最高測量值高達106 dB(A)。馬歡等[12]認為地鐵站臺噪聲在地鐵車輛進出入站臺時，主要為車輛通過站臺時的輪軌噪聲與車輛制動嘯叫聲的疊加，無車輛通過時主要為廣播噪聲。梁雷等[13]則認為地鐵站臺環境噪聲也與車站的廣播次數和廣播音量以及客流量等有關。Shah等[14]對紐約市的20個地鐵站臺分別記錄等效連續A 聲級，對比研究后發現設計為直線軌道的站臺較曲線軌道站臺可以更有效減少通勤噪聲。劉茜[15]提出，站臺內安裝安全門可以有效降低站臺噪聲。曾欽娥等[16]認為針對不同車站的結構特性及站臺空間形式，通過采取不同噪聲控制措施，可以有效提高改善站臺環境質量。綜上所述，目前對地鐵聲環境的研究多數以站臺的客觀物理參數監測以及部分降噪方案為主[17-19]，而乘客噪聲滿意度的研究較少。噪聲滿意度屬于噪聲聲品質范疇，是人們從多個維度對噪聲的滿意程度進行主觀評價的一種度量方式。由于乘客是地鐵出行的使用主體，因此，以人為主體，進行主觀分析評價地鐵站臺噪聲，開展乘客噪聲滿意度研究十分必要[20-22]。

本文以合肥軌道交通1 號線地下車站為對象，選取3 種典型站臺形式，通過實地噪聲測量和噪聲滿意度、噪聲聲元素舒適度等主觀問卷調查，分析不同類型噪聲源、站臺形式以及乘車高峰和非高峰時段噪聲的特征，探討乘客性別、聲元素舒適度以及站臺噪聲對噪聲滿意度的影響。

1 研究方法

1.1 研究地點

合肥地鐵站臺構造主要分為地下側式、地下雙島式和地下島式3 類。本文選取合肥市軌道交通1 號線的紫廬站、合肥南站和高王站3個典型地下站臺(站臺構造分別為地下側式、地下雙島式和地下島式)進行現場噪聲測量以及主觀滿意度調查。

1.2 噪聲實測測量方法

1.2.1 測量時段與時長

合肥軌道交通1號線運營時間為6:00–23:15，乘車高峰時段為7:00–9:00 以及17:00–20:00。考慮不同運營時段測量值的差異，測量在高峰期和非高峰期分別進行。測量以GB14227–2006《軌道交通車站聲學要求和測量方法》為依據，測量儀器為BSWA308型聲級計。考慮列車進出站全過程(列車到站間隔時間為5 min)，測點每次測量時長10 min，間隔5 s 讀一瞬時A聲級，連續讀取120 個數據。高峰期與非高峰期內隨機分別測量10 次，取算術平均值。

1.2.2 測點布置

為減少地面聲波反射的影響，測點布置在沿站臺方向的公共候車區，距站臺邊緣約2 m處，且要求測點處除地鐵車輛外的周圍2 m 內沒有聲反射物。測點距地面高度為1.6 m，車站測點見圖1。測量傳聲器朝向軌道交通一側，垂直于線路方向，測量時將風罩佩戴于聲級計的傳聲器上[23]。測量值有等效連續A 聲級(LAeq,T)、最大聲壓級(Lmax)、最小聲壓級(Lmin)、背景噪聲(L90)、平均噪聲(L50)、平均峰值噪聲(L10)。其中，等效連續聲級LAeq,T為

圖1 地鐵站臺聲場實測布點圖Fig.1 Layout of sound field measuring points in subway platforms

式(1)中，n為測點的采樣總數，LPAi為i次采樣測得的A聲級。

1.3 調查方法

問卷調查設計分為個人基本信息和聲環境主觀評價兩部分。在紫廬站、合肥南站和高王站3 個站臺共發放問卷360份。問卷具體內容見表1，問卷中個人基本信息包括性別、年齡以及乘坐地鐵的時間段。聲環境評價采用李克特5級量表，包括對地鐵站臺人們的說話聲、地鐵站臺人們的走路聲、地鐵站臺廣播提示聲、地鐵工作人員吹哨聲、機械(碰撞)噪聲、列車進站的聲音、列車出站的聲音、塞拉門開啟的蜂鳴聲和電梯運行的聲音的舒適度評價(其中1 表示“很不舒適”，2 表示“ 不舒適”，3表示“一般”，4表示“舒適”，5表示“非常舒適”)；對地鐵噪聲滿意度評價(其中1 表示“很不滿意”，2 表示“不滿意”，3 表示“一般”，4表示“滿意”，5表示“非常滿意”)。

表1 調查問卷內容框架Table 1 Framework of the survey questionnaire

2 結果與分析

2.1 測量結果

地鐵1 號線高王站位于花園大道和青海路交口，周邊建筑多為居民區，伴有休閑公園、醫療建筑、中鐵項目公司等，除去早晚高峰以外，其余時間站臺的地面干擾因素較少且客流相對平穩。表2 給出的是高王站地下站臺在乘車非高峰期時段6 個測點典型的噪聲值測量結果。

表2 非高峰期時段高王站噪聲值測點測量結果Table 2 Multi-point noise measurements at Gao Wang Station during off-peak period(單位：dB(A))

從表2 中可以看出，高王站站臺測點1 在等效連續A 聲級、最大聲壓級、平均峰值噪聲和背景噪聲較其他測點處均偏低，主要是由于該測點四周沒有明顯遮擋物，距離站臺廣播較遠；位于中部的測點3 和測點4 雖然附近存有兩部手扶電梯和一部無障礙電梯，起到類似聲屏障作用，但其最大聲壓級和平均噪聲卻偏高，其原因是離站臺廣播較近，廣播提示音干擾大；測點6 處最小聲壓級和背景噪聲最高，主要原因是其靠近地鐵站臺洗手間一側，受人群來往以及洗手間內部水流、人聲等噪聲影響大；而測點2與測點5 在等效連續A聲級、最大聲壓級、最小聲壓級、背景噪聲和平均峰值噪聲的測量結果來看，較其他測點數據，波動變化差異較小，因而能夠較好地反映高王站站臺的聲環境情況。結合站臺構造，經過檢測數據分析，見表3、表4，同樣可以看出合肥南站聲環境較佳測點位置為測點2 或測點5 (見圖1(c))、紫廬站臺則為測點1或測點3 (見圖1(b))。

表3 非高峰期時段合肥南站噪聲值測點測量結果Table 3 Multi-point noise measurements at Hefei South Station during off-peak period(單位：dB(A))

表4 非高峰期時段紫廬站噪聲值測點測量結果Table 4 Multi-point noise measurements at Zi Lu Station during off-peak period(單位：dB(A))

圖2 給出的是高王站(測點5)、紫廬站(測點1)和合肥南站(測點5)三個地下站臺在乘車高峰時段與非高峰時段10 min 內噪聲隨時間的變化曲線。圖2(a)為高峰時段測量結果，其中高王站和紫廬站列車于開始測量后第2 min及第8 min進站，合肥南站列車于開始測量后第1 min 及第7 min 進站。另外，列車入站停穩后塞拉門蜂鳴開啟至列車出站持續1 min 左右。圖2(b)為非高峰時段的測量結果，其中3 個地下站臺列車均為開始測量后第4 min 進站，列車停靠站臺時間小于1 min。

圖2 3 個站臺10 min 觀測聲程Fig.2 10-minute sound pressure level range in three stations

從圖2(a)、圖2(b)中可以看出，地鐵站臺噪聲在乘車高峰時段相較于非高峰期時段具有更為明顯的周期性。圖2(a)中3 個站臺噪聲的峰值相對都集中在列車進出站臺的時刻，參照圖2(b)，除去列車到站進行的到站提示、列車進站、機械噪聲、列車出站和蜂鳴等一系列順序活動以外，容易分析得出乘客的活動是地鐵站臺聲環境噪聲較為重要影響因素。在乘車高峰期時，地鐵站臺客流量變大，乘客密度分布也相對集中。站臺上乘客密度隨著列車的進站而迅速升高，也會隨著列車的出站而迅速降低。由圖2(b)中可以看出，在非高峰期時，乘客進入站臺，較列車進出站對聲環境影響較少，但受乘客隨機進入站臺的影響，站臺噪聲曲線峰值則表現為一定的隨機性。

表5 給出的在乘車非高峰時段3 個地下站臺高王站(測點5)、紫廬站(測點1)和合肥南站(測點5)在列車到站提示、列車進站、列車出站、機械噪聲、蜂鳴和廣播時的噪聲測量數據。

表5 三個站臺10 min 噪聲測量結果Table 5 10-minute noise measurement results of the three stations(單位：dB(A))

從表5中可以看出列車塞拉門開啟蜂鳴時地鐵站臺噪聲值最大，在80.0～83.0 dB(A)之間波動，為周期性噪聲測量曲線中峰值(見圖2)；列車進站和列車出站時的噪聲值略低于列車塞拉門開啟時蜂鳴噪聲值，數值范圍在70.3～79.6 dB(A)之間；列車到站的提示聲數值變化范圍為69.1～70.4 dB(A)。其中，合肥南站地鐵站臺噪聲值最高。主要原因是合肥南站連接著合肥高鐵站的同時，還是換乘車站，由于乘客人數較多，合肥南站地鐵站臺的到站提示相較其他站臺更為頻繁，廣播的音量也比其他站更大。

從站臺構造類別來看，紫廬站為地下側式站臺，高王站和合肥南站站臺則分別為地下島式和地下雙島式。通過圖2和表4可以得出，紫廬站的站臺噪聲觀測值相較于其他兩個站臺低，波動幅度較小。因而，地下側式站臺的構造，從聲學角度來看，對降低地鐵聲環境噪聲作用明顯。主要原因可能是站臺僅配有一條軌道且不設港灣式設置，因而站臺聲環境比起其他站臺減少了一側軌道列車運行的噪聲影響，同時該空間另側由墻體構成，可有效隔斷聲音傳播。而地下島式及地下雙島式站臺的構造，其站臺兩側均配有軌道，雖均設置了屏蔽門進行隔聲，減少了站臺的空氣聲傳聲，但站臺環境仍受到列車運行軌道振動噪聲的影響。此外，地下島式站臺總寬度由于較側式站臺小，因而乘客動線復雜，由圖2也可看出高王站站臺聲環境受人群影響最為明顯，其站臺噪聲觀測值波動幅度大。

2.2 主觀調查結果

紫廬站、合肥南站和高王站3 個站臺共回收有效問卷352 份，其中，乘車高峰期時段回收182 份，乘車非高峰期時段回收170 份。借助SPSS 軟件對352 份有效問卷進行分析，并采用Cronbach’sα信度對各項聲元素舒適度與乘客噪聲滿意度進行信度檢驗，計算結果α=0.845，系數大于0.7[24]，因而確定問卷結果可信。其次針對9 類聲元素舒適度的效度檢驗KMO 的度量值為0.878，系數大于0.8，有一定的相關性和區分性，適合進行因子分析。此外，Bartlett 的球形檢驗卡方值為1142.224，所以該問卷具有較好的結構效度，可以很好地滿足本次調查需求。

2.2.1 站臺噪聲滿意度主觀評價

地鐵站臺聲環境的噪聲滿意度主觀評價見圖3。地鐵運營期間乘客噪聲滿意度評價以“一般”為主，占比為42.33%；其次是“滿意”和“不滿意”，占比分別為27.84%和20.17%；而“ 很不滿意”和“非常滿意”的評價都較少，占比僅為3.98%和5.68%。其中在乘車高峰期時段，站臺聲環境噪聲滿意度“一般(46.15%)”為主，“不滿意(28.57%)”及“很不滿意(4.95%)”占比之和較“滿意(16.48%)”及“非常滿意(3.85%)”占比之和高13.19%；在非高峰期時段，站臺聲環境噪聲滿意度評價主要為“一般(38.24%)”和“滿意(40.00%)”，兩類評價占比近乎持平，其次是“不滿意(11.18%)”，而“非常滿意(7.65%)”和“很不滿意(2.93%)”占比較少。主觀評價統計結果表明，在地鐵站臺乘車高峰期時段，乘客對站臺聲環境噪聲滿意度評價“一般”占比較非高峰期時段高7.91%，但是“ 滿意”與“非常滿意”占比之和20.33%卻比非高峰期時段47.65%下降了27.32%；主觀評價統計結果也表明，在乘車高峰期時段，乘客對站臺聲環境噪聲可以接受的比例(“一般”、“滿意”與“非常滿意”占比66.48%)比在非高峰期時段(85.89%)低19.41%。因而，在乘車非高峰期，乘客對站臺聲環境噪聲滿意度整體優于高峰期時段，可能原因是乘車高峰期時段乘客密度較大，對個體的噪聲滿意度影響較大。

圖3 地鐵站臺聲環境噪聲滿意度主觀評價Fig.3 Subjective evaluation of satisfaction with the sound environment noise at subway stations

2.2.2 性別差異對噪聲滿意度及聲元素舒適度評價的影響

本次主觀問卷調查352份回收有效問卷經統計受訪群體年齡在20～50歲之間，均為成年人，各類心理活動相對穩定，其中男性為114人，女性為238人。Mann-Whitney U檢驗法對兩個獨立樣本的非參數檢驗，是一種通過比較兩個樣本秩分情況而獲得差異顯著性檢驗結論的一種檢驗方法[25]。本文采用Mann-Whitney U 檢驗法對問卷結果進行分析，探討了受訪者性別對評價結果的差異性，如表6所示。

表6 噪聲滿意度及聲元素舒適度評價結果Table 6 Effect of gender difference on noise satisfaction and sound element comfort evaluation

從表6 中可以看出，乘客對地鐵站臺聲環境噪聲滿意度評價，性別差異并不顯著(P ＞0.05)；而性別差異對地鐵站臺人們說話聲和電梯運行聲舒適度評價的影響較為顯著，其中女性比男性更能接受人們說話聲和電梯運行聲，除去該兩項聲元素外的其他聲元素舒適度評價受性別差異影響均不顯著(P ＞0.05)。

2.2.3 乘客噪聲滿意度與聲元素舒適度相關性分析

對乘車高峰期以及非高峰期時段各類噪聲聲元素舒適度評價取均值，結果如圖4所示。其中高峰期階段站臺廣播提示聲舒適度(3.24)和電梯運行聲舒適度(3.10)的評價以及非高峰期階段站臺人們走路聲舒適度(3.01)和站臺廣播提示聲舒適度(3.02)，對應舒適度評價量表為“一般”；其余聲元素舒適度評價均為“不滿意”或接近“一般”。由此可看出，乘客對地鐵站臺內所測聲元素舒適度評價普遍不積極。

圖4 各類聲元素舒適度評價結果Fig.4 Evaluation results of the comfort of each type of sound element

進一步通過Spearman 秩相關性分析，對乘客噪聲滿意度與各類聲元素舒適度的相關性進行探討[26]，具體結果見表7。

表7 站臺聲環境噪聲滿意度與聲元素主觀舒適度的相關性分析Table 7 Correlation analysis of station sound environment noise satisfaction and subjective comfort of sound elements

乘車高峰期時段，乘客地鐵站臺聲環境噪聲滿意度與地鐵站臺人們說話聲舒適度(2.99)、地鐵站臺人們走路聲舒適度(2.96)、地鐵站臺廣播提示聲舒適度(3.33)、地鐵工作人員吹哨聲舒適度(2.81)、機械(碰撞)噪聲舒適度(2.84)、列車進站聲舒適度(2.97)、列車出站聲舒適度(2.97)、塞拉門的蜂鳴聲舒適度(2.79)和電梯運行聲舒適度(3.09)均顯著相關(P ＜0.01)。其中，乘客噪聲滿意度與地鐵站臺廣播提示聲、地鐵工作人員吹哨聲、列車進站聲和列車出站聲的主觀舒適度的相關系數分別在0.40～0.50 之間，表明乘客對地鐵站臺廣播提示聲、地鐵工作人員吹哨聲、列車進站聲和列車出站聲的主觀舒適度越高，相應的噪聲滿意度也越高。在乘車非高峰期時段，乘客噪聲滿意度與地鐵站臺人們走路聲舒適度(3.01)、地鐵工作人員吹哨聲舒適度(2.75)、列車進站聲舒適度(2.91)、列車出站聲舒適度(2.85)和電梯運行聲舒適度(2.89)相關(P ＜0.05)，而與地鐵站臺人們說話聲舒適度(2.89)、地鐵站臺廣播提示聲舒適度(3.02)、機械(碰撞)噪聲舒適度(2.63)和塞拉門的蜂鳴聲舒適度(2.59)不相關(P ＞0.05)。因而，乘車非高峰期時段乘客對于地鐵站臺人們走路聲、地鐵工作人員吹哨聲、列車進站聲、列車出站聲和電梯運行的主觀舒適度高時，噪聲滿意度也高。其中，乘客噪聲滿意度與地鐵工作人員吹哨聲、列車進站聲和電梯運行聲的舒適度相關系數分別在0.22～0.26 之間，對乘客噪聲滿意度的影響較為明顯。

2.2.4 乘客噪聲滿意度與站臺噪聲相關性

地鐵站臺乘客噪聲滿意度主觀評價與站臺噪聲回歸曲線如圖5 所示，圖中縱坐標表示噪聲值，橫坐標為噪聲滿意度主觀評價值。

圖5 地鐵站臺噪聲滿意度與噪聲回歸曲線Fig.5 Regression curves of sound environment satisfaction and noise in subway stations

從圖5中可以看出，地鐵運營時段(不區分乘車高峰期和非乘車高峰期時段)站臺噪聲與乘客噪聲滿意度主觀評價負相關，相關系數R2為0.642。乘車高峰期時段和非乘車高峰期時段，地鐵站臺噪聲與乘客噪聲滿意度主觀評價也都表現為負相關，相關系數R2值分別為0.697和0.533。因此，可以得出，地鐵站臺噪聲值越低，乘客噪聲滿意度主觀評價值越大，滿意程度越高。

從圖5 中可以發現，乘車高峰期時段站臺噪聲值在74 dB(A)以上時，乘客噪聲滿意度主要是“很不滿意(3.29%)”和“不滿意(13.74%)”，“一般(0.00%)”、“滿意(0.00%)”和“非常滿意(0.00%)”；站臺噪聲值在74 dB(A)以下，乘客噪聲滿意度“很不滿意(1.65%)”“不滿意(14.84%)”，而“一般(46.15%)”、“滿意(16.48%)”和“非常滿意(3.85%)”占比之和高達66.48%，可見乘客對站臺噪聲滿意度多傾向為可以接受的。同時從圖5中也可發現，乘車非高峰期時段站臺噪聲值在67 dB(A)以上時，乘客噪聲滿意度主要表現為“很不滿意(2.94%)”和“不滿意(10.59%)”，“一般(0.00%)”、“滿意(0.00%)”和“非常滿意(0.00%)”；站臺噪聲值在67 dB(A)以下時，“很不滿意(0.00%)”“不滿意(0.59%)”，而“一般(38.24%)”、“滿意(40.00%)”和“非常滿意(7.65%)”占比之和高達85.89%，可見乘客對站臺噪聲滿意度多傾向為可以接受的。因此，乘客噪聲滿意度為可接受時的地鐵站臺噪聲閾值乘車高峰期時段比非高峰期時段高，原因可能是乘車高峰期時段，乘客對于站臺聲環境質量的期望值較低，不過在乘車高峰期時段內仍然有33.52%的乘客認為站臺聲環境質量應加以改善。

3 結論

本文對合肥軌道交通一號線的3 個典型站臺(地下側式、地下雙島式、地下島式)進行環境噪聲測量，并在乘車高峰期和非乘車高峰期兩個時段，對地鐵聲環境噪聲滿意度、噪聲聲元素舒適度等進行了主觀問卷調查；然后基于客觀測量數據和主觀調查數據統計結果，對地鐵站臺噪聲滿意度展開初步探究。結果表明：

(1) 乘客性別對站臺聲環境噪聲滿意度評價差異不顯著；無論是在乘車高峰期還是非乘車高峰期，乘客對于站臺噪聲滿意度與地鐵站臺人們走路聲、地鐵工作人員吹哨聲、列車進站聲、列車出站聲和電梯運行聲的舒適度主觀評價都具有較強的相關性。在乘車高峰期時段，乘客噪聲滿意度與地鐵站臺廣播提示聲、地鐵工作人員吹哨聲、列車進站聲和列車出站聲的舒適度主觀評價相關性明顯高于其他聲元素。

(2) 站臺噪聲與乘客噪聲主觀滿意度呈強負相關，噪聲值增加，主觀滿意度降低。地鐵站臺噪聲隨著乘車高峰期的乘客量增大而明顯升高。乘車非高峰期的噪聲滿意度明顯優于高峰期時段噪聲滿意度。

(3) 對典型的3 類地鐵站臺(地下側式、地下雙島式、地下島式)，乘客噪聲滿意度為可接受時的地鐵站臺噪聲閾值，在乘車高峰期時段為74 dB(A)，非高峰期時段則為67 dB(A)。雖然目前我國地鐵站臺的噪聲值偏高，但隨著地鐵站臺聲環境的不斷改善，乘客噪聲滿意度將會進一步增加。