摘要以已建立的城市軌道交通噪聲預測模型為基礎，提出改進的噪聲預測模型。明確了各預測參數，采用對數回歸關系確定了各影響因子與等效聲級的關系。運用預測模型對長春輕軌噪聲進行了預測。通過與實測結果進行比較，預測值與實際結果的誤差<1dB(A)，表明所提出的預測模型可精確反映長春輕軌的噪聲級。

關鍵詞城市軌道交通，噪聲預測模型 消除噪聲對環境產生的影響，已成為當前交通運輸工程中緊迫的任務之一。本文提出了城市軌道交通噪聲的預測模型。該模型適用于輪軌式軌道交通的地面線路和高架線路，包括地鐵、城市鐵路、輕軌和有軌電車，但不包括磁浮線路。 1 噪聲的評價指標 為反映軌道交通噪聲對環境的影響程度，需要有一個對噪聲的評價指標。以下就常用的評價指標做簡略介紹。 1.1 A聲級(L) 用響度來反映人耳對聲音的主觀感覺太復雜，于是在等響曲線中選了3條曲線，響度分別是40phon，70phon和100phon。按照這3條曲線的形狀，設計出A、B、C3條計權網絡，作為噪聲測量儀器———聲級計的組成部分，直接讀出A聲級、B聲級、C聲級。實際表明，不論聲音強度是高還是低，A聲級都可以較好地反映人耳對噪聲的主觀感覺，因為它對人耳不敏感的低頻聲衰減多些，而中頻衰減少些，高頻不衰減甚至有些放大。此外，在所有的評價方法中，A聲級同人耳的損傷程度也能對應得很好:A聲級越高，損傷愈嚴重。因此用A聲級可對聲音大小進行測量、評價。 1.2 暴露聲級(SEL) “暴露”代表單一列車通過時段內某一定點接收到的聲能量總和，通常簡記為“SEL”。暴露聲級的數學表達式如下:

式中:PA(t)為某時刻該噪聲源在定點產生的瞬時A計權聲壓;Pref為參考聲壓，Pref=20μPa;LA(t)為t時刻在定點測得的A計權聲級。在有效時間t1-t2內測點接收到的噪聲能量可代表整個噪聲過程在該點產生的能量。 1.3 等效連續A聲級(Leq) 等效連續A聲級是指隨時間變化的噪聲級在測量時間T內與其能量相等的連續穩定噪聲級，其定義為:

式中:Leq為等效連續A聲級，dB(A);T為等效聲級的計算時間;其余變量同上。 在軌道交通噪聲預測中，等效聲級是指相同的運行條件下，同類型列車在某測點的等效聲級Leq，常按下式進行計算: Leq=LSEL+10lgN-10lgT(4) 式中:N為時間T內通過的列車數量;LSEL為單一列車的暴露聲級。 可通過現場直接測量和模型計算兩種方法確定列車的Leq。直接測量給出了既有線路噪聲狀況的精確數據，但在需要預測線路噪聲(如設計新線路)時，該方法是行不通的。此時可模擬線路投入使用的情形，這就要求建立預測噪聲級的數學模型。本文在研究國外成果的基礎上，借鑒近來相關技術的最新發展，提出更加準確反映噪聲級與影響因素之間關系的改進模型，以更加精確地反映城市軌道交通列車運行噪聲級。 2 城市軌道交通噪聲預測模型 預測模型的精確性取決于以下方面:噪聲影響因子(或影響噪聲級結果的物理參數)、影響因子的數量及量化它們對噪聲影響時的精確程度。本文闡述的計算模型包括距離衰減、空氣衰減、地形和聲屏障衰減，以及列車流量、列車速度、列車編組、鋼軌打磨及不平順、機車和軌道使用時間等影響因子。對于軌道上運行的列車，其噪聲級計算公式為[1]:

式中:L′Aeq指參考點處的1h等效連續聲級，參考點距軌道中心線7.5m，距軌面高1.5m;ΔLAK是考慮地面反射、吸收引起的衰減，綠化林帶衰減，有低密度建筑物地區的衰減，屏障與地形衰減，相毗鄰的建筑區衰減，聲音沿軌道全長傳播時的衰減等因素的噪聲級修正量。 某些特殊情形下必須考慮修正量，見表1。

3 列車噪聲級的預測 預測計算中主要考慮車輛運行噪聲。該聲源可視為有限長運動線聲源。L′Aeq可按下式計算:

式中:m為每小時列車流量;p為常數，通過類比并參考歐洲電車噪聲預測方法中的取值，取p=1.24;n為噪聲影響因子數目;Fi為噪聲影響因子，其中F1為列車速度因子，F2為軌道坡度因子，F3為鋼軌不平順因子，F′3為鋼軌打磨因子，F4為列車使用時間因子，F5為軌道使用時間因子，F6為列車編組狀況因子。

3)L′Aeq與軌道坡度的關系 L′Aeq，s=10lgF2=10lg100.001s=0.01s (9) 式中:s為軌道的縱向坡度，取0~60‰。 4)L′Aeq與軌道不平順及鋼軌打磨的關系鋼軌不平順與等效聲級的關系如下: L′Aeq，l=10lgF3=10lg10-0.01(3+l)=-0.1(3+l) (10) 式中:l∈[1，30]，其變化范圍來源于既有軌道不平順的現場實測，當l>30cm時，取l=lmax=30cm。 對鋼軌未打磨以及打磨后測量得到的兩組數據進行相關和回歸分析，得到鋼軌打磨對噪聲級的影響。僅當一輛單列打磨車打磨后，鋼軌打磨因子才起作用。 L′Aeq，b=10lgF′3=10lg10-0.002v =-0.002v (11) 5)L′Aeq與列車使用時間的關系舊列車由于不良的機械狀況產生了列車與軌道之間不確定的附加振動，使軌道交通噪聲級變大。 L′Aeq與列車使用時間的關系如下: L′Aeq，tr=10lgF4=10lgT0.08tr (12) 式中:Ttr為列車的使用時間，Ttr∈[1，15]。 6)L′Aeq與軌道使用時間的關系 雖然速度因子F1與軌道類型有關，但是F1沒有充分考慮線路狀況對列車運行噪聲級的影響。統計分析表明，在預測模型中引入線路狀況影響因素是有必要的。線路狀況因子與線路建成或重建后的時間有關。它與列車運行噪聲級的關系為: L′Aeq，trl=10lgF5=10lgT0.62trl (13) 式中:Ttrl為線路建成或重建后投入使用的時間，Ttrl∈[1，30]。 7)L′Aeq與列車編組的關系 L′Aeq與列車編組的關系表示如下: L′Aeq，p=10lgF6=10lg(F6，1+F6，2+…+F6，n)1.7 (14) 式中:F6，i表示不同類型列車影響的子因素。F6，i對噪聲的影響可表示為矢量{Pi}與權重系數矩陣{Vi}的乘積。 L′=10lg(F)1.7=17lg(P)·(V) (15)

5 噪聲預測值與實際值的對比 長春輕軌1號線于2002年開始運營。該工程線路貫穿長春中西城區，地面線占90%，高架線占10%。列車是長春客車廠引進德國技術生產的新型電動客車。輕軌環線列車設計速度為30km/h，最大速度為80km/h，發車間隔10min，兩節車廂編組。長春工業大學附近的測點位于距軌面高1.5m、離開軌道中心線7.5m處，測試時列車運行速度為30km/h。通過預測模型可預測測點處的等效噪聲級。 由各影響因子預測輕軌車輛行駛的等效聲級為: 由式(7)得L′Aeq，m=10lgm1.24=9.649dB，其中m=6。 由式(8)得L′Aeq，v=10lgvx=26.588dB(v=30km/h，通過類比取x=1.8)。 噪聲測試時輕軌列車及線路投入運行不到2年并且軌道平坦，軌道不平順和軌道坡度產生的影響非常小，可以忽略不計。 由式(12)得L′Aeq，tr=10lgT0.08tr=0.24dB(Ttr=2a); 由式(13)得L′Aeq，trl=10lgT0.62trl=1.866dB(Ttrl=2a); 由式(15)并通過類比選用以下參考模型: L′Aeq，i=17lg(Pi)·(Vi)=17lg(Pm2)·(Vm2)=

因此，測點處1h等效連續噪聲級的預測值為: L′Aeq，1h=L′Aeq，m+L′Aeq，v+L′Aeq，tr+L′Aeq，trl+L′Aeq，p=53.87dB 實測結果為:列車通過時測點1min的等效聲級為64.36dB(A)，經式(4)換算得1h等效聲級為54.36dB(A)。 將預測結果與實測數據進行對比，誤差為0.49dB(A)，小于1dB(A)，預測結果與測試數據吻合良好，說明本方法的可行性和有效性。 參考文獻 [1]MandulaJ，SalaiovaB，Koval’akovaM.Predictionofnoisefromtrams[J].AppliedAcoustics，2002，63:373-389. [2]雷曉燕，圣小珍.鐵路交通噪聲與振動[M].北京:科學出版社，2004:68-70. [3]辜小安，劉揚.城市軌道交通列車運行噪聲預測模式的確定[J].鐵道勞動安全衛生與環保，2004，31(2):10. [4]呂萍，沈萬斌.長春輕軌交通噪聲影響評價[J].交通環保，2005，26(2):28.