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毕业论文
城市轨道交通列车噪声预测模型研究
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2014年6月25日
城市轨道交通列车噪声预测模型研究
摘要以已建立的城市轨道交通噪声预测模型为基础,提出改进的噪声预测模型。明确了各预测参数,采用对数回归关系确定了各影响因子与等效声级的关系。运用预测模型对长春轻轨噪声进行了预测。通过与实测结果进行比较,预测值与实际结果的误差1dB(A),表明所提出的预测模型可精确反映长春轻轨的噪声级。
关键词城市轨道交通,噪声预测模型
消除噪声对环境产生的影响,已成为当前交通运输工程中紧迫的任务之一。本文提出了城市轨道交通噪声的预测模型。该模型适用于轮轨式轨道交通的地面线路和高架线路,包括地铁、城市铁路、轻轨和有轨电车,但不包括磁浮线路。
1 噪声的评价指标
为反映轨道交通噪声对环境的影响程度,需要有一个对噪声的评价指标。以下就常用的评价指标做简略介绍。
A声级(L)
用响度来反映人耳对声音的主观感觉太复杂,于是在等响曲线中选了3条曲线,响度分别是40phon,70phon和100phon。按照这3条曲线的形状,设计出A、B、C3条计权网络,作为噪声测量仪器———声级计的组成部分,直接读出A声级、B声级、C声级。实际表明,不论声音强度是高还是低,A声级都可以较好地反映人耳对噪声的主观感觉,因为它对人耳不敏感的低频声衰减多些,而中频衰减少些,高频不衰减甚至有些放大。此外,在所有的评价方法中,A声级同人耳的损伤程度也能对应得很好:A声级越高,损伤愈严重。因此用A声级可对声音大小进行测量、评价。
暴露声级(SEL)
“暴露”代表单一列车通过时段内某一定点接收到的声能量总和,通常简记为“SEL”。暴露声级的数学表达式如下:
式中:PA(t)为某时刻该噪声源在定点产生的瞬时A计权声压;Pref为参考声压,Pref=20μPa;LA(t)为t时刻在定点测得的A计权声级。在有效时间t1-t2内测点接收到的噪声能量可代表整个噪声过程在该点产生的能量。
等效连续A声级(Leq)
等效连续A声级是指随时间变化的噪声级在测量时间T内与其能量相等的连续稳定噪声级,其定义为:
式中:Leq为等效连续A声级,dB(A);T为等效声级的计算时间;其余变量同上。
在轨道交通噪声预测中,等效声级是指相同的运行条件下,同类型列车在某测点的等效声级Leq,常按下式进行计算:
Leq=LSEL+10lgN-10lgT(4)
式中:N为时间T内通过的列车数量;LSEL为单一列车的暴露声级。
可通过现场直接测量和模型计算两种方法确定列车的Leq。直接测量给出了既有线路噪声状况的精确数据,但在需要预测线路噪声(如设计新线路)时,该方法是行不通的。此时可模拟线路投入使用的情形,这就要求建立预测噪声级的数学模型。本文在研究国外成果的基础上,借鉴近来相关技术的最新发展,提出更加准确反映噪声级与影响因素之间关系的改进模型,以更加精确地反映城市轨道交通列车运行噪声级。
2 城市轨道交通噪声预测模型
预测模型的精确性取决于以下方面:噪声影响因子(或影响噪声级结果的物理参数)、影响因子的数量及量化它们对噪声影响时的精确程度。本文阐述的计算模型包括距离衰减、空气衰减、地形和声屏障衰减,