（环境工程专业论文）铁路环境噪声预测模式研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文笫l 页 摘要 随着经济和社会的发展，铁路作为一项重要的交通工具日益得到快速发 展，同时速度有很大的提高。如何降低铁路环境噪声对敏感点的影响一直是 环境保护工作者的重要任务之一。作为绿色铁路建设重点考察方面之一，噪 声问题日益受到各方关注。本文通过对国内外铁路噪声预测模式比较分析， 找出影响铁路噪声分布的主要影响因子。重点分析环境因子对我国铁路噪声 预测模式的影响，具有针对性的提出可靠度较高的预测修正模式。 本文首先对各国铁路噪声预测模式进行分析，进而针对德国铁路预测标 准s c h a l l 0 3 和我国铁路噪声预测模式，进行详细的分析论证。影响铁路环境 噪声的因子是多方面的，主要有以下几个方面：列车方面；线路方面； 沿线环境方面。德国s c h a l l 0 3 中，上述几方面均有明确的规定，而我国标 准侧重线路环境方面因子，预测模式主要体现了不同环境因子对声的传播影 响。本文采用德国标准模式中的分段计算原理，将铁路沿线复杂的情况分区、 细化，建立适合我国国情的铁路噪声预测修j 下模式。在修正模式中，计算铁 路列车的基础发射声级时采用公式计算，增加发射声级修正，降低烦恼度修 正项和进行等效连续a 声级修正。 为分析修正模式的可靠性，选取浙赣线流水东苑、云鹤商住楼、崇化小 区和诸暨南花园小区四个测试组为研究对象。首先应用两种预测模式进行预 测计算，分析我国铁路噪声预测模式和德国标准s c h a l l 0 3 模式之间的差异。 比较两种预测模式的预测曲线和测试点实测曲线，从曲线的一致性来看 s c h a l l 0 3 预测曲线较为接近实测曲线。 其次，针对两种不同预测结果与实测结果之间的误差分析，本论文认为 进行预测模式修正分析是可行的，模式预测的准确程度有较大的提高，更吻 合实测结果。应用修正模式对前面几组测试点进行修正预测，将修正后结果 与原s c h a l l 0 3 预测结果再次进行比较，得到的预测曲线吻合实测曲线较好， 著且全部在预测精度范围( 2 5 d b ( a ) ) 内。四个测试组白天和夜间的预测 结果全部在预测精度范围内。在对另一典型区域验证中，分别对各组列车单 发声级和等效连续声级进行s c h a l l 0 3 修正模式预测计算，预测结果也全部在 预测精度范围内。 关键词：铁路噪声；s c h a l l 0 3 模型；修正模型 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n t o f t h ee c o n o m ya n ds o c i e t y t h er m l w a yi sak i n d o f i m p o r t a n tm e a n s t og e tt h ef a s td e v e l o p m e n ta n dt h es p e e dw i l ib ee x a l t e d q u i c ， k l y h o w t oa n a l y z ea n dl o w e rt h ee n v i r o n m e n tv o i c et ot h es e n s i t i v e p o i n t s i n f l u - e n c eh a so n eo f i m p o r t a n tm i s s i o n so f e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nw o r k e r s ，b e i n ga l l i m p o r t a n tc o n s t i t u e n tf a c t o ri nt h eg r e e nr a i l r o a d ，v o i c ei si n c r e a s i n g l yp a y a t t e n t i o nt ob ye v e r y o n e t h ed o m e s t i ca n di n t e r r l a t i o n a lr a i l w a yn o i s ep r e d i c t e dr o o d e l s h a sb e e na n a l y z e da n df i n do u tm a i ne n v i r o m n e n tf a c t o r sa f f e c t i n gn o i s e ，a c c c o r i + i n gt oa n a l y z et h ef a c t o r s t h et e x tw i l lp u tf o r w a r d t h eh i g h e re s t i m a t e dc o r r e c t i o n m o d e lo fo u r c o u n t r y t h em o d e l so f m a n yc o b a l t r i e sa r ea n a l y z e d ，a n dt h es t a n d a r ds c h a i l 0 3i ng e r m a na n do u rc o u n t r y l sp r e d i c t e dm o d e la r ea n a l y z e dd e t a i l e d t h ef a c t o r so f t h e i n f l u e n c ea b o u t r a i l w a ye n v i r o n m e n tn o i s e a r ev a r i o u s 。a n dt h ef a c t o r sa b o u to u r c o u n t r ya r em a i n l yf o l l o w i n ga s p e c t s ：t h et r a i nt y p e ，t h em a - c h i n et y p e ，l e n g t h ， s p e e d ，t h ew i r e dp a t t e r n ，t h eb r i d g ea n d r o a d j u n c t i o n ，t h ec u , r v eb e n d ，t h ed i r e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c ，t h ed i s t a n c er e d u c i n g ，t h ea i ra b s o r b i n g ，t h ew a l l ，t h eb u i l d i n g a n df o r e s tr e d u c i n g t oc o m p a r et h ef a c t o r so f t h es e n s i t i v ei na b o v ei sm a i n l yt h e f a c t o ri no u t s i d e t h ei n t l u e n c eo f t h ed i f f e r e n te n v i r o n m e n tf a c t o r su f ) o nn o i s ei s v e r yb i g t h ec a l c u l a t i o np r i n c i p l ei ns c h a l l 0 3w i l lb ea d o p t e d d i v i d i n gt h ec o r n p l i c a t e da r e a so fr a i l w a yl i n e si n t os e c t i o n s ，a n d s e tu pa p r e d i c t e dc o r r e c t i o n m e d e li nk e e pw i t ho b i c o u n t r y t h e s ea r ep u tf o r w a r dt oa d o p tf o r m u l ac a l c u l a - t i o ni nt h ef o u n d a t i o nb l a s t - o f fn o i s e ，i n c r e a s et h es h o o tv o i c ec o r r e c t i n g 1 0 w e r t h ea g o n yc o r r e c t i o ni t e m ，a n d c a r r yo n t h ee q u i v a l e n tan o i s e r e v i s i n g t o c o m p a r e t 1 1 em a t h e m a t i c sc a l c u l a t i o na n dt h ea c t u a l l ys u p e r v i s i n g a n a l y z e s c u r r e n t l yo u rr a i l w a yn o i s ep r e d i c t e dm o d e la n ds c b m l 0 3 a i m i n ga tt w ok i n d so f d i f 诧r e n t e s t i m a t i n gr e s u l t sw i t ht h ea c t u a lr e s u l t s ，t h ec o r r e c t i o nm o d e l w i l lb ep u t f o r w a r df i t t e ro u rc o u n t r y p r e s e n t c o n d i t i o n f u r t h e r t e s t i n ga n dv e r i 聊n ga b o u t c o r r e c t i o nm o d e l l st oc o n t r a s tt h ee s t i m a t i n gs e n s i t i v es p o t sw i t ht h em e a s u r i n g r e s u l t s t h es e n s i t i v es p o t sa r es e l e c t e da l o n gt h ez h e g a nl i n ea st h er e s e a r c ho b j e c t s ，a n da r ef o u rg r o u p s 耵l et w om o d e l sa r ea p p l i e dt op r e d i c ta n dg e tt h er e s u l t s a n dt w ok i n d s o f e s t i m a t i n gc u r v e sa r ea n a l y z e dd i f f e r e n tf o r i l lt h ea c t u a ic u r v e s ， f r o mc k l r v e so f c o n s i s t e n c y t h es c h a l l 0 3e s t i m a t i n gc u r v en e a r st ot h ea c t u a lc l l r v e m o r e t h er e l a t e dc o r r e c t i o n sh a v eb e e n p u tf o r w a r d t om a t c ho u r c o u n t r y a c t u a lc i r c u m s t a n c eo nf o u n d a t i o na b o u tt h es c h a l l 0 3m o d e l t 1 1 em e n d e dm o d e lw i l lb e c a r r i e do nt h ee s t i m a t i n ga n n l y s i so f t r a i nn o i s ei no g r c o u n t r y t h ed e p e n d a b l eo f 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 t h ec o r r e c t i o nm o d e li sa n a l y z e d t h ec o r r e c t i o nm a k et h ea c c n r a t ed e g r e eo f t h e m o d e l se s t i m a t i n gg e tm o r ee x a l t a t i o n a c c o r d i n gt ot h ea m e n d e dm o d e l ，f o r e c a s tr e s u l t sa r eb e t t e rf i ta c t u a lf a c t s t h ef o r e c a s tr e s u l t so fa m e n d e dm o d e la n d 也er e s u l t so fs c h a l l 0 3m e e tt h e p r e c i s i o n ，t h ef o u rg r o u p s c a l c u l a t er e s u l t so ft h ed a ya n dn i g h ta l s om e e tt h e p r e c i s i o n ( 2 5d b ( a ) ) i nt h el a s t ，t os e l e c tat y p i c a ld i s t r i c tt o t e s tf n r t h e ri s m o r ei m p o r t a n to nt h eb a s i so ft h ea m e n d e dm o d e l t h et r a i nn o i s ea n dt h e e q u i v a l e n ta n o i s ew i l lb ep r e d i c t e da c c o r d i n gt ot h ea m e n d e dm o d e l ，a n da l l r e s u l t sa r es a t i s f i e dw i t ht h ep r e c i s i o n k e yw o r d s ：r a ilr o a dn o is e ：t h es e h a 0 3m o d e i ：a m e n d e dm o d e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 选题依据 第一章绪论 铁路是社会发展的产物 1 - 2 1 ，随着社会经济的发展，人们劳动生产率的 提高，对出行的舒适性要求也在提高，铁路作为一种重要的交通工具日益得 到快速发展。目前，我国铁路交通在经历几次大提速后，铁路交通运输在经 历“质”的飞跃。铁路以其速度快、运能大、能耗低、污染少等一系列的技 术优势适应了现代社会经济发展的新需求。但是由于城市社会、经济发展的 需要，逐渐形成“城市包围铁路，铁路分割城市”的格局 3 1 ，随之产生了以 噪声为主的城市环境问题。随着铁路速度的发展噪声日益成为城市和人群 密集地区制约铁路进一步发展的重要影响因素。如何降低铁路环境噪声对敏 感点影响一直是环境保护工作者的重要任务之一。作为绿色铁路建设重点考 察方面之一，噪声问题日益受到各方关注。为了有效的控制铁路高速化所产 生的噪声对周围环境的影响，还有很多问题需要我们做大量的工作。 现今世界各国都非常重视铁路噪声污染问题，1 9 9 5 年召开的第五届国际 铁路噪声会议( i n t e r n a t i o n a lw o r k s h o po nr a i l w a yn o i s e ) 上，就对法律、环 境和研究做出了明确的规定。鉴于此，欧洲的许多国家都采取了相应的措施， 并确定了关于噪声的欧洲政策( e u r o p e a np o l i c yo nn o i s e ) ，其中当然包括铁 路噪声。 在铁路噪声的分析和预测方面，日本和德国走在前列。日本的噪声研究 工作在指导实际的铁路和公路防噪设计上都起到了非常关键的作用。他们的 关于降低噪声污染的研究现在已经被贯彻到了铁路车辆的设计中，从根本上 降低高速铁路的噪声污染。而且现在日本沿线的高架桥和高速公路及市区的 轨道交通和铁路沿线均采用了防噪设计，使噪声值降低到允许范围内，取得 了满意的效果。在德国，关于噪声对环境的影响已经有明确的法规和规范， 用于指导工程的设计和实施。国外经济发达国家均把建造声屏障作为在改善 声环境方面较为合理、经济有效的方法。国外发达国家的声屏障建造数量已 经很大，美国1 9 8 9 年已经达到1 1 5 8 k i n ：在日本，声屏障总长达到1 5 7 3 k m ， 仅高速公路上的声屏障就达到1 3 7 k m 。 1 9 9 4 年我国第一条准高速路广深线( 1 6 0 k m h ) 投入运营以来【4 】， 我国铁路系统各科研院所正在积极地研究符合我国国情的高速技术。1 9 9 9 年 5 月我国生产出一台时速达2 2 0 k m h 的“子弹头”动力车；2 0 0 0 年9 月株洲 电力机车厂研制出一台时速措3 0 5 k m h 的“南箭号”动力车【5 】。在我国首次 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 2 0 0 k m h 以上高速铁路论证会上，专家提出与高速铁路行车速度有关的环境 因素，主要有大气污染与噪声污染，并认为噪声干扰对社会的影响最大，严 重影响了铁路两侧居民的正常工作和学习生活【6 】。 我国在铁路噪声控制的研究上相对落后于日本、西欧等发达国家，但是 近年来随着社会、经济发展，越来越重视环境问题。在工程项目环保措施上 的投入逐年增加，这就为广大研究人员提供了较好的研究条件【”。在铁路噪 声控制研究领域活跃着许多专家和学者，产生了很多研究成果 8 。，并逐步 指导着工程的设计和实施。根据分析，影响铁路环境噪声的因子是多方面的， 主要有以下几个方面：列车方面有列车类型、列车制动器类型、车长和速度； 线路方面有线路型式、桥梁道口和线路弯道；线路环境方面有声指向特性、 距离衰减、空气吸声、声墙、路堑和房屋树林衰减等。在以上因子中，比较 敏感的因子主要是线路环境方面的因子，不同环境因子对铁路环境噪声传播 的影响非常大。研究列车运行中的噪声分布情况以及如何预测，对新建铁路 及既有铁路的改、扩建，均可根据预测结果确定有效的控制措施；也可在进 行铁路建设和城市规划时，合理的使用土地；对铁路两侧已有各类建筑物的 城市，进行城市改造和扩建中，同样应该将噪声污染问题考虑进来，将控制 措施和土地的利用结合起来；同样，沿线合理设计隔声屏障和屏障式建筑物， 也需要铁路噪声的预测。 1 2 研究现状分析 道路交通预测是环境、交通和声学等学科的交叉研究领域，铁路噪声预 测主要是根据列车的类型、列车的流量、铁路两侧的环境及背景噪声等多种 因素，来确定一套完整的数学模型或者估值方法，从而计算出在不同高度和 距离的接收点的声级值。通过噪声预测可以知道新建或改建铁路项目对周围 声环境的影响程度，从而确定是否需要进行噪声治理，降低噪声级达到允许 范围。 影响铁路交通噪声的主要因素包括 1 1 - 1 2 ：声源的强度，包括列车数 量、速度、车型、轨道条件等；噪声传播方式和传播途径，如接收点到声 源的距离、地形起伏、地面的覆盖情况、各种声屏障对声强的阻挡作用、各 种气候条件对噪声的衰减作用等；噪声点的空间位置。 铁路噪声评价指标主要有噪声单发暴露声级上。，、等效连续一声级 上。，、昼夜等效声级k 和累计百分数声级上。等。近年来噪声对人的干扰程 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 度的评价已经涉及到心理因素。 近年来广泛采用的噪声预测方法有以下几种： ( 1 ) 利用大量现场调查和测量结果，通过数学统计方法，推导回归方程。 这种预测与实测条件比较接近，具有一定的可信度，但是预测的普遍意义较 差。 ( 2 ) 利用实验室的模拟声源，缩小比例，模拟实地情况建筑模型预测噪声。 使用这种方法能够保证各种设定是台理的，并且预测精度高，但是投资过高， 适合做一些研究工作。 ( 3 ) 利用数学模型，通过解析方法推定一些预测理论。这种方法具有较宽 的适用范围，但是有些实际情况不能考虑完善可能会存在些误差。 以上的研究方法各有优缺点，但是目前在实际中大量应用的是数学理论 计算模式。 各个国家根据自己的实际情况制订相关预测标准，欧洲国家的铁路噪声 预测标准中，具体有德国的s c h a l l0 3 川；斯堪的纳维亚的n o r d i c t r a i n ：英国 的c o r t n 。其中德国的s c h a l l 0 3 标准是1 9 9 0 年以法规的形式确定下来的， 主要是采用分段计算方法，以入射声级是评价声级，确定相关的发射噪声、 噪声传播路径中的声衰减和由于有轨交通较低的干扰程度所引入的修正值。 在发射声级的确定上，以5 l d b 为基础值进行相关修正锝到。其主要计算公 式如下： l 哪，t = 1 0 1 9 l 乏1 0 。“5 “。柚”】+ d n + 岛，+ d k + b 。 ( 】一】) 斯堪的纳维亚的n o r d i ct r a i n 则是计算等效声级( 连续2 4d h j 内) ，也 是在基础值5 0 d b 上进行修正，公式如下： 铲5 0 + 1 0 1 9 志- 1o l g 孟+ 2 3 5 l g 孟( 1 - 2 ) l 。= 1 0 1 9 ( 1 0 - y t o + 1 07 1 0 )( 1 3 ) 英国的c o r t n 是在1 9 9 5 年确定的，以等效连续a 声级。作为铁路噪 声限值的标准量，此标准计算的是单发暴露声级，根据列车长度和速度进行 计算，公式如下： s e l = 3 1 2 + 2 0 i g ( v )( 1 - 4 ) 艇b “v = 11 2 6 1 0 l g ( v )( 1 - 5 ) 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 各国铁路噪声预测模式具有各国的特点，但是总体上讲其预测过程是一 致的，某些差距存在于考虑因素的多少、繁简不同和实验统计参数等方面， 主要因素的数学表达形式基本上是一致的。各国均为选取适合本国国情的噪 声限制阈值为标准量，然后考虑其他因素对噪声值的影响。进行合理的修正。 在铁路噪声问题上，已经做了很多的研究工作【1 3 。，其中以德国和日本 最为突出。在日本，日本铁道综合技术研究所石井子安的预测方法基础上发 展的一套方法被认为是较准确的，通过实验验证获得较为满意的结果。德国 则是在大量研究基础上获得突破性的结果s c h a j l 0 3 ，1 9 9 0 年以法规的形 式确定了标准的铁路预测模式。 我国的铁路噪声问题研究起步较晚但是发展很快，在这一领域活跃着很 多专家，其中铁道部劳动卫生研究所、西南交通大学牵引动力实验室、华东 交通大学等科研单位均取得大量成果。 1 3 课题研究的目的和内容 交通噪声在当前日益强调“绿色交通”的前提下越来越受到人们的重视。 铁路噪声对周围环境的影响程度取决于铁路车辆的车辆噪声辐射以及周围的 传播环境。基于我国铁路噪声预测相关研究还处于探讨阶段，本文拟在分析 国外成熟的铁路预测模式和我国现阶段应用的铁路噪声预测模式的基础上， 运用实地监测数据，对国外铁路噪声预测模式进行修正，使之真正能够适用 于我国实际情况。 本文选取的成熟预测模式是德国的s c h a l l 0 3 ，s c h a l l 0 3 在德国的法规性 地位表明这种预测方法的科学性和适用性。我国目前应用的铁路噪声预测模 式存在不足之处，s c h a l l 0 3 中的分段计算理论能否在我国适用，其适用性、 可靠性能否满足要求是本文主要的研究内容。 本论文具体的研究内容如下： 1 、简述铁路噪声标准和简要分析铁路噪声源； 2 、介绍德国s c h a l l 0 3 标准模式和我国铁路噪声预测模式； 3 、以浙赣线部分测点为研究对象，分别应用s c h a l l 0 3 模式和我国铁路 预测模式进行预测计算，以实测数据为基准，分析计算误差和标准偏差值， 确立合适的模式； 4 、在前面分析研究的基础上，提出我国铁路噪声预测修正模式，进行 修正研究； 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 5 、应用我国铁路噪声预测修正模式对前面的敏感点重新进行预测计算， 与实测数据资料对比，验证模式的适用性。 1 4 课题研究的技术路线和方法 1 4 1 研究方法 ( 1 ) 模拟数学计算； ( 2 ) 试验监测； ( 3 ) 分析、比较和归纳。 1 42 技术路线： ( 圳叟集国内外有关资料，了解铁路发展现状； ( 2 ) 同国外研究相比，我国的铁路噪声研究相对落后，但是近年来的发展 很快，噪声领域研究非常活跃，进行这方面的研究具有现实意义； ( 3 ) 提出研究课题，确立研究方向； ( 4 ) 现场调研，确立声源性质，传播途径以及同周围环境条件的相互关系； ( 5 ) 实地监测，进行数据采集，为后面的模拟计算收集资料； ( 6 ) 分别应用两种噪声预测模式计算浙赣线部分测点的噪声声级，与实测 数据进行比较分析，选出与实测变化曲线相吻合的模式； ( 7 ) 在上述分析基础上，提出我国铁路噪声预测修正模式； ( 8 ) 运用修正后的模式对一个典型区域进行预测分析，进一步验证模式的 适用性： 技术路线图见图i i 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 旧外硼究成果、相i 荚资利自0 收集j lr 斛铁踏噪 一 1 声；_ ( i | 究现状 旧l _ 坝。究成果、相 天资利的收集 测试点1 ：1 勺选 取 围外j j 毖j 熟的铁路i 噪j ”l 洲模式l 1r 1r 群e 1 j 口h 神预 f 目场# 删镫 叫测模式 利 我凼铁路预测校i j 匕 i 、 r j 墒。黝州防l 一j，l 誊攫淼惠蓑鬟鬟 ll lj i 模式修- 止 i1 模式验证 17 1 fi 发目j ：i 级修正基础发射声等效声级修止 级修正 图1 - 1 技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第二章铁路噪声标准和铁路噪声源简析 2 1 铁路噪声标准介绍 铁路噪声的影响能波及行驶全程，受其影响比较严重的是i 缶近铁路沿线 的城镇、村庄等敏感对象。铁路噪声评价标准就是为控制工程设计、铁路环 境影响评价和铁路环境管理提供依据【1 5 坩 。 2 1 1 我国铁路噪声标准 我国铁路噪声评价执行铁路边界噪声限值及其测量方法 ( g b l 2 5 2 5 9 0 ) 、城市区域环境噪声标准( g b 3 0 9 6 - - 9 3 ) ，见表2 1 ，2 2 。 表2 - 1铁路边界噪声限值 时间 噪声值( d b ) 昼间 夜间 7 0 7 0 ( 注：本限值中的昼、夜间的时间由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。1 表2 - 2城市区域环境噪声标准( 单位：d b ) ( 注：各类标准适用区域 ( 1 ) 0 类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于 城郊或者乡村的这一类区域分别按严于0 类标准5 d b 执行。 ( 2 ) i 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 准。 ( 3 ) 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 ( 4 ) 3 类标准适用于工业区。 ( 5 ) 4 类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧 区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧的背景噪声限值也执行该类标准。) 2 1 2 国外铁路噪声标准 国外许多国家都制定了相应的铁路噪声标准，其中以日本在高速铁路方 面走在前列。同本作为高速铁路发展较快的国家，制定了高速铁路噪声标准 t 1 8 ( 日本环境厅，1 9 7 5 ) ，见表2 3 ；美国相应各个机构规定的交通噪声 最大允许值见表2 4 ；德国噪声标准见表2 5 。 表2 - 3日本新干线环境噪声标准 地区类型标准值b 。“d b ) 7 0 竺实测值l a 。 s e h a l l 0 3 原误差 修正模式 修正后误差 2 2 2 3 2 o 6 8 9 7 24 6 9 7 o 4 0 8 7 1 8 6 9 1 o 2 o 2 2 - 46 5 2 6 5 90 76 5 30 l 5 2 3 崇化小区修正模式与s c h a i | 0 3 模式预测比较 崇化小区修正模式与$ c h a l 0 3 模式预测比较见表5 5 ，5 - 6 。 表5 - 5 崇化小区修正模式与s c h a l l 0 3 的预测比较( 白天) ( 单位：a b ) ：盘测信t s e h a l i 0 3 原误差 修正模式 修正后误差 粤实测值l a c q 腮厌在 + 。 够止，曲陡茬 。 。 l l e q 3 16 73 6 8 10 86 7 50 2 3 - 26 2 8 6 3 70 96 3 10 3 3 - 35 7 25 8 91 7 5 8 31 1 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 6 页 表5 - 6崇化小区修正模式与$ e h m l 0 3 的预测比较( 夜间) ( 单位：d b ) 5 2 4 诸暨南花园小区修正模式与s c h a | | 0 3 模式预测比较 诸暨南花园小区修正模式与s c h a l l 0 3 模式预测比较见表5 7 ，5 - 8 。 表5 7诸暨南花园小区修正模式与s c h a 1 0 3 模式的预测比较( 白天) ( 单位：d b ) 誓实测值l a 。 s c h a u 0 3 原误差 修正模式 修正后误差 7 l l 薛l a e 9 4 2 4 3 4 。4 7 1 o 6 1 7 6 2 9 7 1 8 6 2 5 6 3 7 0 8 o 8 0 8 7 1 2 6 1 9 6 3 1 0 2 o 2 0 2 表5 - 8 诸暨南花园小区修正模式与s c h a l l 0 3 模式的预测比较( 夜间) ( 单位：d b ) 4 2 4 3 4 - 4 7 0 1 5 8 4 5 9 5 7 10 5 9 4 6 0 4 0 9 1 0 0 9 7 0 4 5 8 8 5 98 o 3 0 4 o 3 通过以上表格可以看到，运用修正的s c h a l l 0 3 模式预测铁路噪声其变 化曲线更符合实测曲线的变化趋势，一致性更好。并且预测结果与实测结果 的误差全部在精度范围( 2 5 d b ( a 1 ) 内。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 7 页 全部测点的我国铁路噪声预测修正模式与s c h a l l 0 3 模式预测比较，见 图5 2 ，5 - 3 。 i ： 芎7 5 爱： 棼6 0 ：； 器 首7 5 幕： 掣器 5 0 1 点2 点3 点4 点5 点6 点7 点8 点9 a1 0 点“点1 2 点1 3 点1 4 点1 5 点1 6 点1 7 点 - 一实测值- - _ - - s c h a l l 值一。 一修正值 图5 ，2我国铁路噪声预测修正模式与s c h a l l 0 3 模式比较图( 白天) 1 点2 点3 点4 点5 点6 点7 点8 点9 点1 0 点1 1 点t 2 点1 3 点1 4 点l 5 点1 6 点1 7 点 实删值。一。s c h a l l 值一_ 修正值 图5 - 3我国铁路噪声预测修正模式与s c h a l l 0 3 模式比较图( 夜间) 5 3 典型区域应用我国铁路噪声预测修正模式分析 5 3 1 典型区域简介 典型区域的选取对于对比分析的结论具有重要意义，这里选取具有代表 性，线路条件符合要求的京九线南昌段中的一个小的区域进行两种铁路噪声 的预测分析是比较合理的。 作为选取的典型区域，其平面示意图见图5 - 4 。 基本数据如图下： 轨道：双股直线、焊接长轨、混凝土轨枕； 屏障一：小山丘，高3 0 m ，距离双轨道中心2 0 m ； 屏障二：平房高1 2 m ，距离双轨道中心1 2 0 m ； 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 8 页 i区域li区域 一-。，。”。j 一一 。1 1 1 1 一一 m 丘一 1一 cl 一 图5 - 4 受声点：距离地面5 m ， 地面：裸露地面： 典型区域平面布置示意图 距离双轨道中心2 0 0 m 一昼夜通过货物列车1 0 0 列，客车1 8 8 列，其中客、货车晟多的时段为 1 8 ：0 0 1 9 ：0 0 ，具体列车情况见表5 - 9 。 5 3 2 应用我国铁路噪声修正模式预测分析 5 表5 9客货列车情况表 、心、i 、心心 1 _ 。一、一、一 譬9 、良鼍 - 1 0 。1 - j = l o l g ( 1 0 0 1 。8 9 + 1 0 0 h 1 62 + 1 0 0 1 。2 49 + 1 0 0 1 “2 4o + 1 0 0 1 。2 26 、 = 2 8 9 d b ( a ) 表5 一1 3分区l l 噪声预测表( 单位：a b ) 分组 项目 一 12 345 l 基础噪声8 5 3 8 4 68 3 3 8 2 48 0 2 发射声级修正0 0 00 0 3 距离衰减修正 5 55 1 5 14 94 9 4 屏障衰减修正0 0 000 5 地面地形修正 55 - 5- 5- 5 6 空气衰减修正 1 51 ，5 】51 5 - 1 5 7 指向特性修正 一1 11 1 1 1- 1 1 1 1 8 烦恼度修正 55 55- 5 9 等效连续声级修正 一2 82 4 1 41 6 ，- 1 5 1 0 声级预测值8 9 1 622 4 9 2 4 02 2 6 表5 一1 4分区i 噪声预测表( 单位：d b ) 分组 项目 一 i2 345 l 基础噪声8 5 38 4 6 8 3 38 2 48 0 2 发射声级修正0 00 00 3 距离衰减修正 。2 82 7 2 7- 2 52 5 4 屏障衰减修正 1 0 5i o 5 - 1 0 51 0 5 1 0 5 5 地面地形修正 - 5- 5 55_ 5 6 空气衰减修正 1 71 7 1 7- 1 7 一1 7 7 指向特性修正 - l ，71 7 - 1 7- 1 7- 1 7 8 烦恼度修正 55 55 5 9 等效连续声级修正 2 82 4 1 4- 1 61 5 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 2 页 由上表5 1 4 可得，1 1 1 分区的等效连续a 声级为 l a e q l i i1 0 1 9 1 0 。屿 j = 1 0 1 9 ( 1 0 0 k ”6 + 1 0 0 1 。2 8 9 + 1 0 0 1 。3 76 + 1 0 0 1 。3 67 + 1 0 0 x 3 53 1 = 4 1 ，7 d a ( a ) 总的噪声等效连续a 声级总预测值： l , e q = 1 0 1 9 1 0 。“” ， = 1 0 1 9 ( 1 0 0 1 。4 27 + 1 0 0 ”9 + 1 0 0 7 、 = 4 5 4 d b ( a ) 5 32 5 预测结果与实测结果分析 下面的两项实测结果，分别是典型区域内通过的列车的实测值和等效连 续声级实测值( 背景噪声值为2 1 3d b ) 。现将预测结果与实测数据比较分析， 见表5 1 5 ，5 1 6 。 表5 - 1 5声入射点列车噪声比较表( 单位：d b ) 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 3 页 结论 目前我国常用的铁路噪声预测模式还有很多不完善不确定的地方，本文 收集国内外铁路噪声预测相关资料，分析各个国家铁路噪声预测模式，进而 针对将我国铁路噪声预测模式和德国噪声预测标准s c h a l l 0 3 进行详细的分 析论证。以浙赣线部分区域四组敏感点为研究对象，分别进行两种预测模式 的预测计算，运用现场实测数据进行比较分析。通过在各测点对误差大小在 精度范围内的比较、预测曲线和实测曲线一致性的比较，得出无论在不同的 列车数量变化、监测点距离线路中心距离、高差、地面覆盖状况下，s c h a l l 0 3 模式都较好的吻合实测数据。 我国铁路噪声预测修正模式采用了德国s c h a l l 0 3 的计算理论分段计 算法。以浙赣线敏感点进行我国铁路预测修模式的验证，以实测数据为基准， 各组敏感点的预测计算结果与原s c h a l l 0 3 模式预测数据进行比较，计算结果 满足精度要求，误差的绝对值和标准偏差值较小，比原预测值更好的吻合精 度( 2 5 a b ( a ) ) 。运用我国铁路噪声预测修正模式，计算典型区域内，噪声 对敏感点的影响，得到的预测数据在预测精度内，与实测数据基本吻合。 我国铁路噪声预测修正模式的主要修正： ( 1 ) 发射声级基础值的修正 采用下列公式计算： 客车小，s 删s 货车小s 魄 ( 2 ) 发射声级中轨道类型的修正 融 糍嚣麓岔轨枕r 鬻枕怒；! ：) ( 3 ) 等效连续声级值的修正 三。f 。= 1 0 1 9 n + 1 0 1 9 r 一1 0 1 9 t 我国铁路噪声预测修正模式的适用性 ( 1 ) 我国铁路噪声预测修正模式既能够满足列车数量较大并且客、货共线 的情况，也能够满足列车数量较小的情况； 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 4 页 ( 2 ) 我国铁路噪声预测修正模式既适用于目前我国大部分铁路线列车时 速，也能够满足我国铁路提速以后的情况( 客车1 6 0 k m h ，货车 1 2 0 , b n h ) ： 我国铁路噪声预测修正模式的预测结论 本论文运用我国铁路噪声预测修正模式对浙赣线流水东苑、云鹤商住楼、 崇化小区、诸暨南花园小区噪声测点进行噪声等效声级预测，将预测结果和 s c h a l l 0 3 模式预测结果共同与实测进行比较。并选取典型区域线路噪声测点 进行噪声等效声级预测，将修正模式的预测结果和实测结果进行比较。 ( 1 ) 对浙赣线进行比较： 流水东苑： 白天和夜间的预测结果全部在预测精度范围( 2 5 a b ( a ) ) 内： 云鹤商住楼： 白天和夜间的预测结果全部在预测精度范围( 2 5 d s ( a ) ) 内； 崇化小区： 白天和夜间的预测结果全部在预测精度范围( 2 5 d b ( a ) ) 内； 诸暨南花园小区： 白天和夜间的预测结果全部在预测精度范围( 2 5 d b ( a ) ) 内。 ( 2 ) 典型区域线路进行比较： 分别对各组列车进行我国铁路噪声预测修正模式预测计算，预测结果 全部在预测精度范围( 2 5 d s ( a ) ) 内；等效连续a 声级预测结果全部在预 测精度范围( 2 5 d b ( a ) ) 内。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 5 页 致谢 在论文的整个完成期间要感谢我的指导老师牟瑞芳教授对我 的关心和帮助，认真、严谨的治学态度不仅仅是他个人的自我要 求，也对他的学生产生了重大的影响。还要感谢的是我的同学对 我的帮助，没有他们的鼓励和支持，我不能够顺利的完成自己的 论文，谢谢! 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 6 页 参考文献 1 严隽耄车辆工程第二班中国铁道出版社，1 9 9 9 2 朱学军杨贤智高速铁路污染及其防治上海环学1 9 9 7 ，1 6 ( 1 2 ) ：4 3 4 5 3 张艳高速铁路沿线噪声的预测方法大连铁路学院硕士研究生学位论 文2 0 0 2 卜2 4 刘万明高速铁路主要技术经济研究西南交通大学博士研究生学位论 文2 0 0 1 7 - 8 5 王光芦刘达德我国高速铁路噪声特性研究环境技术，2 0 0 1 ，2 ：3 6 4 0 6 钱仲候高速铁路概论，中国铁道出版社，1 9 9 4 ：2 - 7 7 沈之介中国未来的京沪高速铁路中国铁路，1 9 9 8 ，1 0 ：2 - 5 8 雷晓燕铁道轨道结构数值分析方法中国铁道出版杜，1 9 9 8 9 翟婉明车辆轨道耦合动力学中国铁道出版社，1 9 9 7 1 0 范俊杰现代铁路轨道中国铁道出版社2 0 0 1 【1 1 林国斌高淑英德国铁路环境噪声评价规范的研究与借鉴噪声与振动 控制，1 9 9 8 ，2 ：1 8 。2 2 1 2 雷晓燕宗德明铁路噪声计算方法及南昌地区京九铁路噪声预测铁道 学报，2 0 0 3 ，2 5 ( 2 ) ：8 4 “9 1 1 3 c pr o n e l i o t h em e a s u r e m e n to ft r a i nn o i s e ：ac & s es t u d yi n n o r t h e r ni t a l y t r a n s p o r