地铁车内噪声超标分析

针对某地铁车内噪声超标问题,从车辆、轮轨两个方面展开研究,利用BrüelKj?r测试系统分析车辆的牵引、空调系统,车辆结构,轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明,牵引、空调系统对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为400 Hz~800 Hz、1 105 Hz,与车轮非圆没有直接关系;1 105 Hz与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下两个因素有关:一是透射噪声,车辆内移门存在漏风问题,车外噪声传入车内;二是结构传声,轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递,进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。     

地铁车内噪声特性

对地铁车辆在静止及运行情况下进行车内噪声测试。测点布置在车体中央、风挡及转向架上方距地板面不同高度处。在静止情况下,空调送风口处噪声值为77.8 dB(A)。车辆运行分为隧道内和高架上两种情况,隧道内运行时,车内相应点处的噪声值比高架上高1.0-5.9 dB(A)。车辆在运行过程中对车内噪声影响较大的是轮轨噪声,车辆附属设备影响较小。车辆的密封性对车内噪声的分布有较大的影响,应提高车门、风挡的密封性。     

不同轨道结构地铁噪声辐射测试及分析

对某地铁普通整体道床地段与钢弹簧浮置板道床地段隧道内和车内噪声进行测试,研究列车内外噪声辐射大小及频谱特性。研究结果表明：隧道内距离轨面越近,噪声越高,说明轮轨噪声为主要噪声源;同一轨道区段,不同车厢内噪声峰值频率相同,但是噪声峰值有略微区别;浮置板地段,隧道内噪声在40 Hz～125 Hz频段,车内噪声在20 Hz～400 Hz频段较普通道床地段有所增大,其他频段隧道内和车内噪声均不大于普通道床地段;对隧道内和车内噪声的1/3 倍频程声压级曲线进行A计权处理,普通道床和浮置板道床地段声压级峰值频率较计权之前均变大,计权后普通道床地段和浮置板地段车内噪声等效声级相差很小,不到1 dB(A)。     

不同轨道结构地铁噪声辐射测试及分析

对某地铁普通整体道床地段与钢弹簧浮置板道床地段隧道内和车内噪声进行测试,研究列车内外噪声辐射大小及频谱特性。研究结果表明：隧道内距离轨面越近,噪声越高,说明轮轨噪声为主要噪声源;同一轨道区段,不同车厢内噪声峰值频率相同,但是噪声峰值有略微区别;浮置板地段,隧道内噪声在40 Hz～125 Hz频段,车内噪声在20 Hz～400 Hz频段较普通道床地段有所增大,其他频段隧道内和车内噪声均不大于普通道床地段;对隧道内和车内噪声的1/3 倍频程声压级曲线进行A计权处理,普通道床和浮置板道床地段声压级峰值频率较计权之前均变大,计权后普通道床地段和浮置板地段车内噪声等效声级相差很小,不到1 dB(A)。     

隧道内地铁列车车内噪声预测分析

为研究隧道内地铁列车车内噪声特性,建立了隧道-车体有限元-边界元声学分析模型。基于地铁B型车车轨耦合模型和现场试验获取车体二系悬挂力激励和轮轨噪声激励,将激励施加到车体计算分析车内噪声,以广州轨道交通7号线列车噪声试验数据对仿真分析结果进行验证,并研究了结构声和空气声对车内噪声的影响规律。分析结果表明:车内各标准点声压级图变化趋势基本一致,峰值中心频率集中在630 Hz处,主要频段为200～1 600 Hz,车体转向架上方A声级比车体中心高约1.02～2.35 dB(A);结构声对车内噪声的主要影响频段在20～200 Hz,空气声对车内噪声的主要影响频段在200～5 000 Hz,其中500～5 000 Hz频段最为显著;60 km/h车速下,结构声荷载作用下车厢中心处A声级比空气声荷载作用下相同位置高约21 dB(A)。该研究成果可为降低列车车内噪声,改善车内声学环境提供理论依据。     

地铁车辆车内噪声分布规律

采用噪声与振动测试分析系统对地铁车辆车内噪声进行测试,分析车内同一工况不同位置噪声分布规律,进行不同速度下各测点声压级比较。通过分析得知,车内主要噪声源为轮轨噪声及车辆附属设备噪声。近地板、通过台和车门处噪声比其他测点处声压级高2 d B(A)~3 d B(A);近车顶处噪声主要来自空调机组机械振动产生的噪声和送风口空气动力噪声;当频率在500 Hz以上的中高频范围内,声压级随速度增加而增加;车辆运行线路为道岔时,车内噪声值较大,比通过直线时噪声值高达15 d B(A),比通过曲线时噪声值高达4 d B(A)。该研究结果对地铁车辆降噪设计具有一定的参考价值。     

弹性扣件对列车车内噪声声品质的影响

为了分析弹性扣件对城市轨道交通列车车内噪声声品质的影响,在不同车速情况下进行弹性扣件和普通扣件地段地铁列车车内噪声测试,利用不同的声品质客观评价参数评价车内噪声,对比分析弹性扣件和普通扣件地段车内噪声声品质。结果表明：在车速不高于40km/h时,车内中低频噪声是主要影响因素,应该把降低中低频噪声作为车内降噪的重点;车内噪声的A声级、响度、烦扰度和语言干扰级在弹性扣件地段比在普通扣件地段大,尖锐度、粗糙度在弹性扣件地段比在普通扣件地段小,抖动度则变化较小;弹性扣件对贯通道中央、车厢端部噪声的声压级、响度、语言干扰级影响较大,对上述位置噪声的尖锐度、抖动度、粗糙度和烦扰度、以及车体中部、司机室内部噪声的声压级和声品质客观评价参数影响都较小。     

弹性扣件对列车车内噪声声品质的影响

为了分析弹性扣件对城市轨道交通列车车内噪声声品质的影响,在不同车速情况下进行弹性扣件和普通扣件地段地铁列车车内噪声测试,利用不同的声品质客观评价参数评价车内噪声,对比分析弹性扣件和普通扣件地段车内噪声声品质。结果表明:在车速不高于40 km/h时,车内中低频噪声是主要影响因素,应该把降低中低频噪声作为车内降噪的重点;车内噪声的A声级、响度、烦扰度和语言干扰级在弹性扣件地段比在普通扣件地段大,尖锐度、粗糙度在弹性扣件地段比在普通扣件地段小,抖动度则变化较小;弹性扣件对贯通道中央、车厢端部噪声的声压级、响度、语言干扰级影响较大,对上述位置噪声的尖锐度、抖动度、粗糙度和烦扰度、以及车体中部、司机室内部噪声的声压级和声品质客观评价参数影响都较小。     

高速列车车内声品质优化仿真研究

随着高速列车运行速度的不断提高,车内噪声问题对乘坐舒适性的影响越来越显著。为了抑制高速列车车内噪声的影响,基于改进的能量有限元方法,建立高速列车车内噪声的预测模型,并验证模型的准确性。基于预测模型,结合Zwicker响度模型、Zwicker尖锐度模型和Aures粗糙度模型,研究轮轨噪声激励的优化对车内声品质的影响。结果表明:在车轮上加装阻尼结构、轨道上安装动力吸振器对车内噪声高频段有显著的控制效果;优化后,车厢内不同位置的声品质得到明显提高,其中总响度最高可降低2.1 sone,尖锐度最高可降低0.09 acum,粗糙度最高可降低0.04 asper,且优化效果能被人耳感知。     

碳纤维车体地铁列车车内噪声分析

碳纤维材料在减重、强度、可设计性等多个方面具有巨大优势,在轨道交通领域有很大的应用前景。针对国内一种新型碳纤维车体地铁列车,基于试验方法,对比分析碳纤维车体和铝型材车体的车内噪声差异、关键部件的声振特性差异;通过建立车内噪声仿真分析模型,分析碳纤维车体隔声和振动对车内噪声的影响,进而探讨碳纤维车体在轻量化和声学性能优化上的相关问题。研究结果表明:碳纤维车体的车内噪声比铝型材车体的车内噪声高1.6 dB(A);碳纤维车体地板的隔声量比铝型材地板低3 dB,振动加速度级比铝型材地板高3 dB;碳纤维车厢的车内噪声主要受到地板隔声影响;在碳纤维地板上增加5 mm隔声垫可使得其隔声量与铝型材地板相近,此时碳纤维车厢仍可减重20%,但车内噪声则和铝型材车体相当。相关研究成果可以为地铁列车的轻量化设计提供参考。     

地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究

采用一种动力有限元数值模型,并结合道路交通现场振动测试,对北京地铁8号线列车运行对邻近地铁线路的某科研楼内精密仪器的振动影响进行了预测研究,并比较了普通无砟轨道和浮置板轨道两种工况下楼内外的振动响应。提出了该有限元模型的网格划分、边界条件、阻尼施加等建模原则,采用实测的钢轨振动加速度计算而来的动态轮轨力作为该模型上的激励力。结果表明：采用该动力有限元模型可以有效地预测地铁列车运行引起的振动;浮置板轨道是一种有效的减振措施,在其工作频段内有显著的减振效果,但对低频振动没有减振效果,而且在其自振频率处还有一定的放大作用;地铁8号线开通后,地铁列车振动再叠加上道路交通引起的振动会对科研楼内部分精密仪器的正常工作造成一定的影响,仪器基座处可采取相应的隔振措施来减小这部分振动。     

成灌快铁高架桥梁区段噪声测试

结合成灌快铁高架桥梁的噪声试验,对高架桥梁附近的噪声传播规律进行研究。实测结果表明：桥梁结构噪声以低频为主,采用线性计权进行评价更为合适;实测高架桥梁附近的噪声在100 Hz以下和800 Hz附近出现噪声峰值,前者主要为桥梁结构噪声;桥梁结构噪声主要集中在桥梁斜下方一定区域,且随横向距离的衰减较慢。将实测结果与建立的噪声简化预测模型进行比较,二者吻合较好,预测模型较好地反映了快速铁路高架桥梁附近的声场分布。     

钢轨阻尼器控制钢轨波磨噪声的应用

随着近年来城市轨道交通的快速发展,钢轨波磨问题以及因其产生的振动噪声问题越来越受到人们的关注,它直接影响乘客的舒适度。青岛科而泰环境控制技术有限公司研发的一种钢轨阻尼器能够显著增加钢轨阻尼,有效控制钢轨波磨振动与辐射噪声。应用该技术对北京地铁某线路的钢轨波磨振动噪声进行治理,取得良好的减振降噪效果,钢轨垂向振动降低12.0 d B,钢轨横向振动降低6.0 d B,隧道内噪声降低7.7 d BA,车厢噪声降低7.6 d BA。     

地铁轮轨耦合不平顺激励对轨道振动影响分析

轮轨动态输入激励直接影响车辆-轨道耦合模型的计算结果。目前在地铁列车环境振动振源研究中,大多只考虑了轨道不平顺的激励而忽略了车轮不圆顺的影响。为了构建地铁轮轨耦合不平顺激励、综合分析轨道不平顺以及车轮、钢轨的磨耗状态对轨道动力响应的影响,对一列地铁列车进行了车轮不圆顺的现场测试,同时对一段区间隧道内的轨道不平顺和钢轨粗糙度均进行了测试。基于车辆-轨道耦合频域解析模型计算了轨道动力响应,比较了不同轮轨激励模式对计算结果的影响。同时,在同一区间隧道内实测了钢轨振动响应,用以验证不同激励模式计算结果的准确性。结果表明:美国谱和Sato谱会低估车轮不圆顺典型波长控制频段的振动响应,从而难以准确获得8 Hz~200 Hz频段的振动响应;按能量叠加方法获得的轮轨耦合不平顺谱可反映完备的轮轨激励信息,以此作为激励,在8 Hz~200 Hz频段,可计算获得与实测值更相近的模拟计算结果。     

Noise assessment inside the Greater Cairo Underground second-line Metro

Underground metro trains, which connect different terminals of big crowded cities, are the best means of public transportation. The metro is environmentally friendly because the trains are electrically driven and so do not emit chemical air-pollutants. The number of people using the Greater Cairo Underground Metro approaches two million per day, beside about one thousand workers in the different activities related to the metro. Metro users and workers complain about the high noise levels emitted by metro units travelling in the tunnels, especially at the turns, the entrance of tunnels and at stations while braking. Exposure to high noise levels for a long time causes many health hazards: either auditory, such as temporary and permanent hearing loss, or extra-auditory such as effects on the cardiovascular system, blood pressure, heart and respiratory rates, central nervous system. Noise also leads to stress problems such as lack of concentration, leading to accidents. Noise has adverse effects on psychological, biological, immunological and hormonal systems of the body. Due to the above mentioned reasons, suggestion has been made to start this research to assess and diagnose these problems, and to find the proper methods for early detection and proper management of these health hazards; in addition to the engineering solutions for the noise problem. Measurements of noise levels have been made inside the units while travelling and outside the units at the stations platforms to evaluate the noise problem and to suggest some kind of solutions to the problem. The calculations of different noise indices have been made and compared with international criteria and national laws. The comparison shows that the noise levels are clearly unacceptable, for indicesL ₁,L ₉₉, and LNP, both inside the metro units and outside the units at station platforms along the passage.     

地铁车轮磨耗对轮轨接触特性及动力学性能的影响

对某地铁线路轮轨磨耗进行测试,分析实测型面与CN60钢轨匹配的轮轨接触几何关系,并利用Kalker三维弹性体非赫兹滚动接触理论对轮轨接触力学特性进行分析。利用UM多体动力学软件建立某B型地铁车辆动力学仿真模型,分析轮轨磨耗对车辆动力学性能及轮轨接触损伤特性的影响。结果表明:该线路车轮踏面磨耗较均匀,存在明显轮缘磨耗现象。不同运行里程下实测车轮踏面外形基本相似,导致车轮磨耗对轮轨接触几何关系、轮轨接触力学特性及车辆动力学性能的影响较小。实测轮轨匹配下的动力学性能略有下降。随着运行里程增大磨耗指数变化不大,表明车轮磨耗稳定。车轮磨耗后表面疲劳指数大于标准型面,出现滚动接触疲劳的可能性增大。     

地铁小半径曲线段上列车车内振动测试与特性

摘 要：在地铁线路中,小半径曲线段的列车振动加速度一般大于同种轨道结构的直线段。为了研究小半径曲线段车内振动的频谱特性,选择了半径为350m的地下隧道区间进行测试,该区间分布着钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三种轨道结构。分析了双面胶带、螺钉等多种传感器安装方式对测量结果的影响,采用DASP V11软件测量一天中三个不同时段车厢地板垂向和横向振动加速度,并进行Z振级和X振级分析。结果表明：半径为350m的曲线隧道内,钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三个区段车厢地板振动对应的垂向振级峰值频率分别为8Hz和63Hz,3.15Hz、8Hz和63Hz,50Hz和100Hz;横向振级峰值频率为63Hz,63Hz,50Hz和100Hz;钢弹簧浮置板整体道床段和科隆蛋扣件段车厢地板振动加速度大于普通型扣件段。通过本次测试,为小半径曲线段振动噪声问题提供一些减振降噪措施选择方面的参考,同时为研究小半径曲线段车厢地板振动特性问题提供支持。     

轮轨噪声发展机理的材料硬度试验

基于MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机的双轮对滚实验,从时域和频域的角度分析摩擦磨损过程中轮轨噪声与轮轨状态（材料硬度、摩擦系数和磨损量）的关系。结果表明车轮材料的硬度对于轮轨噪声具有显著影响。虽然不同硬度匹配时轮轨噪声发展趋势基本一致,但在声压级上却存在明显差异。轮轨硬度比越大,其轮轨噪声声压级越大。因此,对轮轨材料硬度的研究除了能够在一定程度上降低轮轨磨损量,延长轮轨的使用寿命外,还对研究降低列车运行时的噪声具有一定的指导意义。     

提速列车轮轨噪声降噪技术的研究

针对铁路噪声污染状况,根据提速列车运行噪声的特点及轮轨噪声产生的机理,研究了通过在钢轨轨腰镶嵌高阻尼材料从而降低轮轨噪声的技术。经过实验室试验和现场安装试验,证明该技术可有效降低轮轨辐射噪声。     

场景理论视域下地铁列车旅客界面需求研究

目的 为了提高乘客在地铁车厢内的乘车体验,优化地铁列车旅客界面的合理性与便捷性。方法 以场景理论为基础,采用问卷调查和用户访谈等方法,收集现有地铁乘客的用户需求,提炼客观场景。运用Kano模型明确地铁旅客界面设计的用户需求权重,基于对用户需求权重的考量及QFD质量屋展开,功能需求被转化为产品特征,用以分析用户需求与产品特征之间的关系。结果 归纳了典型地铁乘车场景,构建地铁列车乘客界面的用户需求与产品特征之间的关联矩阵,并以此为基础分别从车厢布局、信号灯提示、扶握系统和导视系统四个方面,提出了地铁列车旅客界面的配置策略。结论 从场景分析的角度结合多重定量、定性分析方法,验证场景理论对挖掘地铁乘车需求具有一定指导作用,并提出地铁列车旅客界面在提升旅客乘车体验方面的初步建议。