地鐵速度并不快，為啥有的地段噪音比高鐵還大？

地鐵為許多人的出行提供了便利，但不知你發(fā)現(xiàn)沒有，乘坐地鐵時有的路段總是特別吵？這到底是什么原因呢？可能沒你想得那么簡單。

"如今每次乘坐，在站與站之間全速運(yùn)行的時候聲音感覺要刺破耳膜""那個刺耳聲音，真的整得我賊難受、心慌""非常刺耳，很多人都要捂耳朵，打電話、聽音樂幾乎是不可能"……打開網(wǎng)頁，吐槽北京地鐵車輛噪音的評論或帖子并不少見。

隨著城市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的城市開通了地鐵線路，北京、上海等一線城市，地鐵更是成為了公眾出行的主要交通工具之一。但另一方面，地鐵在為出行提供便利的同時，也給不少人帶來了困擾，不少地鐵線路行駛過程中噪音大，還有晃動等問題，極大的影響了乘客的舒適性，也對城市軌道交通未來的發(fā)展方向，提出了更高的要求。

除了北京地鐵以外，包括廣州地鐵5號線、上海地鐵17號線等其他城市的多條地鐵線路，也被公眾反饋存在不同程度的噪音現(xiàn)象。在城市軌道交通加速建設(shè)、快速發(fā)展的大背景下，"列車噪音"似乎成了棘手的難題。

日前，長沙地鐵5號線路正式載客運(yùn)營，是我國首條全線采用永磁牽引系統(tǒng)的地鐵線路。相比交流異步牽引系統(tǒng)，永磁同步牽引系統(tǒng)具有高功率密度、高效率、高功率因數(shù)和低噪音、輕量化等顯著優(yōu)勢，尤其是在降噪方面，可以極大提高乘車的舒適度。而這也讓外界的目光，更多的開始聚焦在地鐵列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和舒適性上。

記者實(shí)測： 6號線噪音最嚴(yán)重 其他線路拐彎噪音大

北京地鐵是否真如網(wǎng)友所言"噪音巨大"？為此，記者進(jìn)行了實(shí)地探訪。

在商場地下車庫里，記者用噪音儀檢測，環(huán)境噪音僅為54dB。隨后記者登上了地鐵亦莊線，在高架線路段，檢測儀顯示，此時噪音基本保持在80db左右。經(jīng)過舊宮站以后，地鐵轉(zhuǎn)入了地下行駛，此時車內(nèi)的噪音徒增，尤其是在經(jīng)過"小紅門-肖村"的轉(zhuǎn)彎處時，車內(nèi)噪音升高到了86db，在車內(nèi)能夠明顯感覺到車輪與鐵軌的振動。

▲北京地鐵6號線，被認(rèn)為是北京地鐵當(dāng)中噪音和振動最嚴(yán)重的線路

隨后，記者又登上了地鐵5號線和地鐵14號線，也得到了類似的數(shù)據(jù)——地鐵在平直軌道上行駛時，車內(nèi)噪音維持在80db左右，但在列車拐彎階段，噪音就會升高。且加速越快，轉(zhuǎn)彎半徑越大，噪音也就越大，往往可以達(dá)到85db左右。

▲乘客相對較少的午后，記者在北京地鐵6號線（東段）測得噪音，最高值接近90db

而來到被網(wǎng)友戲稱為"類似飛機(jī)起飛"的6號線東段，記者也被刺耳的噪聲"嚇了一跳"。從青年路到通州北關(guān)這十幾公里的路程，雖然一直是平直軌道，但車內(nèi)噪音越來越大，軌道和列車之間不時發(fā)出刺耳的轟鳴聲。

與轟鳴聲成正比的是車內(nèi)的顛簸，記者觀察發(fā)現(xiàn)，時值午后，車內(nèi)雖然乘客不多，但車內(nèi)的噪音始終保持在85db以上，在常營站附近，甚至一度接近90db。每當(dāng)噪音嚴(yán)重的時候，車內(nèi)顛簸也比較嚴(yán)重，站立的乘客緊緊抓住扶手，坐著的乘客也無法坐穩(wěn)，被迫跟隨車廂左搖右晃。

資料顯示，分貝是聲壓級的大小單位（符號：db），聲音壓力每增加一倍，聲壓級就增加6分貝。過高的分貝會影響人類身心健康，科學(xué)研究表明，70分貝以上會干擾談話，影響工作效率。長期生活在90分貝以上的噪聲環(huán)境當(dāng)中，會嚴(yán)重影響聽力和引起神經(jīng)衰弱，導(dǎo)致頭疼、血壓升高等。

▲聲音分貝示意圖

不少乘客也表示了擔(dān)憂，一位經(jīng)常乘坐地鐵6號線的張先生表示，6號線開通六七年了，但噪音問題一直沒有解決，很擔(dān)心列車的安全問題，不知道幾十年以后怎么辦，畢竟地鐵不是公交車，維護(hù)起來并不容易。另一位經(jīng)常乘坐地鐵的劉女士也認(rèn)為，北京地鐵越修越多，但和里程數(shù)相匹配的應(yīng)該是乘坐品質(zhì)，過大的噪音和顛簸，不利于鼓勵大家乘坐公共交通。

地鐵噪音從哪來？輪軌匹配不佳是罪魁禍?zhǔn)?/p>

與高鐵動輒幾百公里每小時相比，地鐵行駛的速度并不快，為何噪音問題反而成了痛點(diǎn)？西南交通大學(xué)牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員肖新標(biāo)向北京科技報|科學(xué)加客戶端記者分析認(rèn)為，這與輪軌匹配不佳、曲線通過和道岔有密切關(guān)系。

▲正在進(jìn)行鋪軌作業(yè)的地鐵施工現(xiàn)場

肖新標(biāo)解釋說，車輪和鋼軌接觸的踏面上有微米級的表面不平順，它會通過輪軌接觸使兩者產(chǎn)生振動，振動能量通過空氣介質(zhì)向外傳播，就形成輪軌噪聲。輪軌粗糙度越大，振動噪音就會越大。

“這種噪聲在密閉的地鐵隧道中往往會更加明顯。因?yàn)樵诿荛]的隧道空間混響明顯，噪音能量無法快速向外傳播或衰減，就會有更多的聲能量向車廂內(nèi)傳播?！毙ば聵?biāo)說。

此外，如果地鐵列車車輪和鋼軌匹配程度不好，就會造成異常波磨。所謂“波磨”是“波浪型磨損”的簡稱，指的是指鋼軌頂面出現(xiàn)的波浪狀不均勻磨耗，也是鋼軌磨耗的主要形式之一。異常波磨會加劇輪軌之間的振動，也會加劇噪聲的產(chǎn)生。

那么，地鐵列車和軌道之間的匹配，為何不能更加精準(zhǔn)，從而避免異常波磨的產(chǎn)生呢？肖新標(biāo)表示，不同品牌的列車輪軌踏面不同，不同生產(chǎn)廠商的軌道標(biāo)準(zhǔn)也不同，車輛與線路存在非常復(fù)雜的耦合作用關(guān)系，從目前的技術(shù)水平來看，完全耦合的難度比較大，相關(guān)人員正在加緊研究當(dāng)中。

地鐵噪音也有線路設(shè)計方面的原因。地鐵不同于城際列車，在城市當(dāng)中穿梭會設(shè)計很多曲線路段。一方面，曲線區(qū)段由于輪軌相互作用關(guān)系，容易產(chǎn)生鋼軌波磨；另一方面，當(dāng)列車通過曲線路段時，容易激發(fā)車輪跟鋼軌橫向方向的振動模態(tài)，這種橫向模態(tài)也比較容易產(chǎn)生聲音，聲輻射面積也比較大，就像喇叭一樣，形成顯著聲輻射。

此外，道岔也會影響乘車平穩(wěn)性和舒適性。道岔是列車從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，當(dāng)?shù)罔F列車通過道岔的時候，因?yàn)榈啦韰^(qū)的線路不連續(xù)性，比較容易產(chǎn)生車輛橫向運(yùn)動和輪軌沖擊噪音。道岔不連續(xù)性越顯著，乘客感受就會越明顯。

如何降低地鐵噪音？ "減、隔、吸"降噪三方法

地鐵列車因?yàn)檩嗆壴蛟斐傻脑胍魢?yán)重，是否有安全隱患？對此肖新標(biāo)表示，波磨除了會導(dǎo)致列車噪音，還會導(dǎo)致車輛螺栓松動、扣件彈條斷裂和道床傷損等，甚至損傷列車構(gòu)架和車體，時間長了的確會形成安全隱患。

但從目前的情況來看，安全性方面暫時不會有太大問題，因?yàn)榈罔F公司每年都會定期和及時對列車與線路進(jìn)行運(yùn)營維護(hù)，對車輪進(jìn)行倘修，對鋼軌進(jìn)行打磨，目的就是確保安全性和乘坐舒適性。

值得一提的是，這種維護(hù)并非無限度的，而是要采用科學(xué)的手段和方法。因?yàn)檐囕嗩l繁鏇修和鋼軌過度打磨，會加速其到達(dá)磨耗極限，這時就需要更換輪對或更換鋼軌，尤其是運(yùn)營線路換軌，成本很高。

那么，哪些方法可以減少列車的噪聲呢？肖新標(biāo)表示，從目前的技術(shù)手段上來看，可以采取"減""隔""吸"三種方法進(jìn)行綜合治理。

▲工作人員正在對地鐵列車進(jìn)行檢修維護(hù)

所謂"減"，就是減少輪軌粗糙度，根源上抑制輪軌噪音。例如對異常波磨地段應(yīng)該定期監(jiān)測和維護(hù)，嚴(yán)重地段應(yīng)加密監(jiān)測周期，用打磨車進(jìn)行打磨或銑磨，科學(xué)開展噪聲性鋼軌打磨，幫助車輪和軌道更好地"磨合"，最終降低輪軌振動噪音，提高乘客的舒適度。

"隔"就是采用高隔振軌道型式，最大程度地減少輪軌振動能量向沿線周邊環(huán)境傳播影響；同時采用高隔聲和氣密性車體結(jié)構(gòu)，最大程度地減小輪軌振動和噪聲能量向車內(nèi)傳遞。例如，北京地鐵4號線列車，在"北大東門-圓明園"段為了保護(hù)高校實(shí)驗(yàn)室和古跡不受地鐵列車振動影響，采用了高隔振線路設(shè)計，這樣輪軌振動和產(chǎn)生的噪聲就能最大限度地被隔離，不向外傳播。

"吸"就是采用逐級吸收消耗的方式，分散消耗系統(tǒng)的振動與噪音能量，而非僅僅在輪軌層面上做文章。"我們的建議是，線路上鋼軌耗散一部分，扣件耗散一部分，墊層耗散一部分；車輛上，車輪耗散一部分，懸掛元件耗散一部分，構(gòu)架耗散一部分；再到車體上做好相應(yīng)的減振和隔音，這樣整個列車和線路系統(tǒng)的噪聲，應(yīng)該可以得到一個很好的解決。"

據(jù)了解，以北京為例，近年來已經(jīng)在多條線路上運(yùn)用更多降噪措施，提高乘客乘坐舒適性。例如為地鐵10號線列車車輪上安裝降噪片、提高大興機(jī)場線車輛的氣密能力，加強(qiáng)隔音降噪能力等等。

出品：科普中央廚房

記者/趙天宇 編輯/劉昭

新媒體編輯/陳炫之

采訪專家：

肖新標(biāo)（西南交通大學(xué)牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員）

監(jiān)制：北京科技報 | 科學(xué)加客戶端

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