地铁司机室车内噪声异响原因探析

摘要

近年来中国城市交通拥堵、空气污染、噪声污染、资源紧缺等问题日渐凸显，为了减缓以上问题，各大中城市相继修建地铁等城市轨道交通，**作为**地区第一大城市，从2005年开始陆续建成4条地铁线路，预计2020年底实现通车里程突破500公里，将极大地减轻地上交通压力，且具有节能环保等优点。但是，随之而来的噪声污染问题却愈加严重。**某地铁驾驶员反应该线路地铁司机室车内噪声异常，严重影响驾驶员的正常工作和身心健康。为此，本文通过全面的现场测试结合仿真计算分析，探析司机室车内噪声异常的原因，提供改善与控制措施，并为后续车辆低噪声设计、新线轨道选型提供参考。本文主要工作和结论如下:
　　首先对列车司机室车内噪声整体水平进行了调查，结果表明列车以60km/h±5％在该线路上运行时，绝大部分的区间司机室车内噪声超过司机室车内噪声限值，只有下行线个别区间噪声略低于80dB(A)，主要表现为，上行线全线平均超过噪声限值5.4dB(A)，下行线全线平均超过噪声限值2.7dB(A)，且上行线普遍高于下行线，平均高出2.7dB(A)。同时，列车在同一条线路运行时，各个区间段噪声也差异较大。
　　基于球形阵列测试及声源识别技术，对司机室进行噪声源识别可知，司机室声源主要来源于两侧车门以及车门与侧墙连接处，声源主要来自160～1250Hz频率的贡献，根据车辆结构以及设备分布情况，结合司机室关键部件振动与隔声测试结果可知，该声源有两方面的来源，一是由于两侧车门区域存在隔声不足现象，以及车门与侧墙连接密封性不好，外部噪声通过车门以及车门与侧墙连接处缝隙传入司机室内;二是轴箱振动向上传递引起车门振动，辐射噪声。同时，统计能量分析研究表明，提高车门的隔声量能较为显著的降低司机室车内噪声;司机室改造后，各部件隔声量均有所提高，基于噪声传递关系研究发现，改造后司机室车内噪声降低1.7-3.5dB(A)。
　　对车轮镟修前后司机室车内噪声进行了分析对比，结果表明，车轮打磨前后，司机室车内噪声平均相差12.5dB(A)车轮表面粗糙度对司机室车内噪声具有显著影响。对几个典型区间进行了钢轨表面状态调查，结果显示，上行线钢轨表面粗糙度比下行线严重，主要存在30-63mm的短波长波磨和200mm左右的长波长波磨，这是造成74Hz、295Hz、359和452Hz等频率附近噪声异常的主要原因。基于TWINS轮轨力原理，研究了轮轨表面粗糙度对司机室车内噪声的影响，并给出车轮镟修和钢轨打磨建议。
　　综上所述，引起司机室车内噪声异常的原因主要是轮轨表面粗糙度与司机室侧门隔声性能薄弱。一方面，严重的轮轨表面粗糙度引起轮轨的强烈振动，振动从轴箱传至构架再向上传至车体，引发车体部件振动，辐射噪声;另一方面，轮轨粗糙度引起轮轨剧烈振动，辐射严重的轮轨噪声，轮轨噪声在隧道内充分混响，经司机室侧门及侧窗等隔声薄弱的地方传入车内。此外，列车运行速度、轨道振动衰减率、隧道与明线等因素也在一定程度上影响着司机室车内噪声。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究工作

1．4 本章小结

第2章 地铁司机室机理及分析方法

2．1 司机室车内噪声形成机理

2．2 振动噪声测试分析方法

2．3 轮轨表面粗糙度特性

2．4 轨道振动衰减特性

2．5 车体关键区域隔声特性

2．6 噪声控制与效果评估

2．7 本章小结

第3章 地铁列车司机室车内噪声特性分析

3．1 司机室车内噪声概况

3．2 司机室车内噪声声源分布特性

3．3 轮轨噪声整体概况

3．4 车辆振动噪声传递规律

3．5 本章小结

第4章 关键影响因素调查分析

4．1 车轮表面粗糙度

4．1．1 车轮表面粗糙度特性

4．1．2 司机室车内噪声与车轮表面粗糙度的关系

4．1．3 仿真分析车轮表面粗糙度对司机室车内噪声的影响

4．2 钢轨表面粗糙度

4．2．1 钢轨表面粗糙度调查

4．2．2 司机室车内噪声与钢轨表面粗糙度的关系

4．2．3 仿真分析钢轨表面粗糙度对司机室车内噪声的影响

4．3 轨道类型

4．5 运行速度

4．6 关键部件隔声特性

4．6．1 司机室改造前各部件隔声量

4．6．2 仿真分析部件隔声性能与司机室车内噪声

4．6．3 司机室改造前后各部件隔声量对比

4．6．4 改造后司机室车内噪声特性

4．7 隧道与明线

4．8 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目