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2024-11-12 115
地铁速度并不快，为啥有的地段噪音比高铁还大？
来源：互联网
2024-11-12 23:29:50 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
地铁为许多人的出行提供了便利，但不知你发现没有，乘坐地铁时有的路段总是特别吵？这到底是什么原因呢？可能没你想得那么简单。
"如今每次乘坐，在站与站之间全速运行的时候声音感觉要刺破耳膜""那个刺耳声音，真的整得我贼难受、心慌""非常刺耳，很多人都要捂耳朵，打电话、听音乐几乎是不可能"……打开网页，吐槽北京地铁车辆噪音的评论或帖子并不少见。
随着城市轨道交通建设的快速发展，越来越多的城市开通了地铁线路，北京、上海等一线城市，地铁更是成为了公众出行的主要交通工具之一。但另一方面，地铁在为出行提供便利的同时，也给不少人带来了困扰，不少地铁线路行驶过程中噪音大，还有晃动等问题，极大的影响了乘客的舒适性，也对城市轨道交通未来的发展方向，提出了更高的要求。
除了北京地铁以外，包括广州地铁5号线、上海地铁17号线等其他城市的多条地铁线路，也被公众反馈存在不同程度的噪音现象。在城市轨道交通加速建设、快速发展的大背景下，"列车噪音"似乎成了棘手的难题。
日前，长沙地铁5号线路正式载客运营，是我国首条全线采用永磁牵引系统的地铁线路。相比交流异步牵引系统，永磁同步牵引系统具有高功率密度、高效率、高功率因数和低噪音、轻量化等显著优势，尤其是在降噪方面，可以极大提高乘车的舒适度。而这也让外界的目光，更多的开始聚焦在地铁列车运行的平稳性和舒适性上。
记者实测： 6号线噪音最严重 其他线路拐弯噪音大
北京地铁是否真如网友所言"噪音巨大"？为此，记者进行了实地探访。
在商场地下车库里，记者用噪音仪检测，环境噪音仅为54dB。随后记者登上了地铁亦庄线，在高架线路段，检测仪显示，此时噪音基本保持在80db左右。经过旧宫站以后，地铁转入了地下行驶，此时车内的噪音徒增，尤其是在经过"小红门-肖村"的转弯处时，车内噪音升高到了86db，在车内能够明显感觉到车轮与铁轨的振动。
▲北京地铁6号线，被认为是北京地铁当中噪音和振动最严重的线路
随后，记者又登上了地铁5号线和地铁14号线，也得到了类似的数据——地铁在平直轨道上行驶时，车内噪音维持在80db左右，但在列车拐弯阶段，噪音就会升高。且加速越快，转弯半径越大，噪音也就越大，往往可以达到85db左右。
▲乘客相对较少的午后，记者在北京地铁6号线（东段）测得噪音，最高值接近90db
而来到被网友戏称为"类似飞机起飞"的6号线东段，记者也被刺耳的噪声"吓了一跳"。从青年路到通州北关这十几公里的路程，虽然一直是平直轨道，但车内噪音越来越大，轨道和列车之间不时发出刺耳的轰鸣声。
与轰鸣声成正比的是车内的颠簸，记者观察发现，时值午后，车内虽然乘客不多，但车内的噪音始终保持在85db以上，在常营站附近，甚至一度接近90db。每当噪音严重的时候，车内颠簸也比较严重，站立的乘客紧紧抓住扶手，坐着的乘客也无法坐稳，被迫跟随车厢左摇右晃。
资料显示，分贝是声压级的大小单位（符号：db），声音压力每增加一倍，声压级就增加6分贝。过高的分贝会影响人类身心健康，科学研究表明，70分贝以上会干扰谈话，影响工作效率。长期生活在90分贝以上的噪声环境当中，会严重影响听力和引起神经衰弱，导致头疼、血压升高等。
▲声音分贝示意图
不少乘客也表示了担忧，一位经常乘坐地铁6号线的张先生表示，6号线开通六七年了，但噪音问题一直没有解决，很担心列车的安全问题，不知道几十年以后怎么办，毕竟地铁不是公交车，维护起来并不容易。另一位经常乘坐地铁的刘女士也认为，北京地铁越修越多，但和里程数相匹配的应该是乘坐品质，过大的噪音和颠簸，不利于鼓励大家乘坐公共交通。
地铁噪音从哪来？轮轨匹配不佳是罪魁祸首
与高铁动辄几百公里每小时相比，地铁行驶的速度并不快，为何噪音问题反而成了痛点？西南交通大学牵引动力国家重点实验室副研究员肖新标向北京科技报|科学加客户端记者分析认为，这与轮轨匹配不佳、曲线通过和道岔有密切关系。
▲正在进行铺轨作业的地铁施工现场
肖新标解释说，车轮和钢轨接触的踏面上有微米级的表面不平顺，它会通过轮轨接触使两者产生振动，振动能量通过空气介质向外传播，就形成轮轨噪声。轮轨粗糙度越大，振动噪音就会越大。
“这种噪声在密闭的地铁隧道中往往会更加明显。因为在密闭的隧道空间混响明显，噪音能量无法快速向外传播或衰减，就会有更多的声能量向车厢内传播。”肖新标说。
此外，如果地铁列车车轮和钢轨匹配程度不好，就会造成异常波磨。所谓“波磨”是“波浪型磨损”的简称，指的是指钢轨顶面出现的波浪状不均匀磨耗，也是钢轨磨耗的主要形式之一。异常波磨会加剧轮轨之间的振动，也会加剧噪声的产生。
那么，地铁列车和轨道之间的匹配，为何不能更加精准，从而避免异常波磨的产生呢？肖新标表示，不同品牌的列车轮轨踏面不同，不同生产厂商的轨道标准也不同，车辆与线路存在非常复杂的耦合作用关系，从目前的技术水平来看，完全耦合的难度比较大，相关人员正在加紧研究当中。
地铁噪音也有线路设计方面的原因。地铁不同于城际列车，在城市当中穿梭会设计很多曲线路段。一方面，曲线区段由于轮轨相互作用关系，容易产生钢轨波磨；另一方面，当列车通过曲线路段时，容易激发车轮跟钢轨横向方向的振动模态，这种横向模态也比较容易产生声音，声辐射面积也比较大，就像喇叭一样，形成显著声辐射。
此外，道岔也会影响乘车平稳性和舒适性。道岔是列车从一股道转入另一股道的线路连接设备，当地铁列车通过道岔的时候，因为道岔区的线路不连续性，比较容易产生车辆横向运动和轮轨冲击噪音。道岔不连续性越显著，乘客感受就会越明显。
如何降低地铁噪音？ "减、隔、吸"降噪三方法
地铁列车因为轮轨原因造成的噪音严重，是否有安全隐患？对此肖新标表示，波磨除了会导致列车噪音，还会导致车辆螺栓松动、扣件弹条断裂和道床伤损等，甚至损伤列车构架和车体，时间长了的确会形成安全隐患。
但从目前的情况来看，安全性方面暂时不会有太大问题，因为地铁公司每年都会定期和及时对列车与线路进行运营维护，对车轮进行倘修，对钢轨进行打磨，目的就是确保安全性和乘坐舒适性。
值得一提的是，这种维护并非无限度的，而是要采用科学的手段和方法。因为车轮频繁镟修和钢轨过度打磨，会加速其到达磨耗极限，这时就需要更换轮对或更换钢轨，尤其是运营线路换轨，成本很高。
那么，哪些方法可以减少列车的噪声呢？肖新标表示，从目前的技术手段上来看，可以采取"减""隔""吸"三种方法进行综合治理。
▲工作人员正在对地铁列车进行检修维护
所谓"减"，就是减少轮轨粗糙度，根源上抑制轮轨噪音。例如对异常波磨地段应该定期监测和维护，严重地段应加密监测周期，用打磨车进行打磨或铣磨，科学开展噪声性钢轨打磨，帮助车轮和轨道更好地"磨合"，最终降低轮轨振动噪音，提高乘客的舒适度。
"隔"就是采用高隔振轨道型式，最大程度地减少轮轨振动能量向沿线周边环境传播影响；同时采用高隔声和气密性车体结构，最大程度地减小轮轨振动和噪声能量向车内传递。例如，北京地铁4号线列车，在"北大东门-圆明园"段为了保护高校实验室和古迹不受地铁列车振动影响，采用了高隔振线路设计，这样轮轨振动和产生的噪声就能最大限度地被隔离，不向外传播。
"吸"就是采用逐级吸收消耗的方式，分散消耗系统的振动与噪音能量，而非仅仅在轮轨层面上做文章。"我们的建议是，线路上钢轨耗散一部分，扣件耗散一部分，垫层耗散一部分；车辆上，车轮耗散一部分，悬挂元件耗散一部分，构架耗散一部分；再到车体上做好相应的减振和隔音，这样整个列车和线路系统的噪声，应该可以得到一个很好的解决。"
据了解，以北京为例，近年来已经在多条线路上运用更多降噪措施，提高乘客乘坐舒适性。例如为地铁10号线列车车轮上安装降噪片、提高大兴机场线车辆的气密能力，加强隔音降噪能力等等。
出品：科普中央厨房
记者/赵天宇 编辑/刘昭
新媒体编辑/陈炫之
采访专家：
肖新标（西南交通大学牵引动力国家重点实验室副研究员）
监制：北京科技报 | 科学加客户端
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