浅谈城市轨道交通噪声分析及其控制措施

城市轨道交通弓网拉弧打火原因分析及其处理措施

摘要：本文对城市轨道交通弓网拉弧打火危害进行分析，探寻城市轨道交通弓网拉弧打火主要原因，再提出具体处理措施，对今后接触网相关设备检修维护管理提供参考建议。

关键词：城市轨道；拉弧打火；受电弓；接触线；处理措施?

引言

近些年我国城市轨道交通事业发展较快，在城市轨道交通弓网系统中主要是由电客车受电弓与接触网连接而成，二者之间相互依赖和相互作用。在城市轨道交通发展新阶段，对弓网系统稳定性与安全性提出了更多更高的要求，弓网已经逐步成为城市轨道交通稳定运行的重要影响要素。

1城市轨道交通弓网拉弧打火现状

在城市轨道交通长期运行中，电客车车身主体通过顶部抬升受电弓和接触线之间合理接触能获取充足电能，在稳定受流过程中主要是凭借接触网与受电弓有效接触，使得电客车能稳定运行。从目前多个城市地铁具体运行现状来看，弓网间拉弧打火问题较为常见，使得接触网对电车难以进行持续性稳定供电。当前如何对城市轨道交通运行中拉弧打火现象进行控制，是相关部门亟需控制的问题。

2城市轨道交通弓网拉弧打火危害概述

电客车在长时间运行中，当接触线与受电弓之间发生瞬时分离或是跳跃性接触便会产生拉弧打火问题，致使接触线磨损不均匀或是受电弓碳滑板磨损加重。离线产生的电弧会灼烧受电弓滑板与接触线，导致碳滑板和接触线平整度变差，并且磨损问题会不断扩大，各个构件应用寿命会受到较大影响。其次，弓网拉弧打火还会对沿线通信线路稳定运行产生较大干扰性。弓网电接触过程中磁场与电场都会发生不同变化。拉弧瞬间牵引电流会产生较大变化，其中含有较多高次谐波，对周边通信线路稳定性会产生较大干扰，致使牵引变电设备、整流变压器、整流器等运行受到影响。

3城市轨道交通弓网拉弧打火原因分析

电客车在受流阶段，其受电弓碳滑板和接触线产生相对滑动获取充足电能，在此过程中主要有电气传输与机械化运动。在机械运动阶段，弓网发生离线时，受电弓与接触线分离，便会产生拉弧打火问题。在电气稳定传输阶段，受电弓通过供电分区分界点，也会发生拉弧打火问题。所以当前拉弧打火的主要诱因是空间间隙以及电压差。本文针对弓网拉弧打火的原因，总结有以下几点：

技术与研究　城市交通噪声与控制分析　史玉茜　内容提要：本文介绍了城市交通产生噪声的来源，根据来源的不同综述了相应的控制措施，可为有关部　门制定相关机动车噪声法规和进行城市市政建设提供参考。　关键词：城市交通噪声控制　随着国家ＧＤＰ的快速增长，城　市交通事业和车辆保有量的也快速　增加，随着汽车保有量的逐年增加，　城市道路交通噪声对城市居民的工　作、学习、生活、休息环境甚至是　健康的影响程度也随之加剧和扩大。　振动和噪声对人体的危害有如下几　个方面：　（１）对听觉器官的伤害；　（２）对神经系统、心血管系统　和内分泌系统的损害；　（３）当车厢里的音响强度超过　９０ｄＢ，音响与机车的震动声联合发　生作用，会导致驾驶员视力下降，伤　害眼睛；　（４）长期处在噪声环境下工作，　会降低工效，引起安全事故。　因此，振动和噪声对人的危害　应该引起国家有关部门的重视，尤　其是从事交通规划设计部门的高度　重视，把降低交通噪声的措施纳入　交通规划设计的初始阶段，实行真　正意义的绿色交通，既无废气污染，　又无噪声污染。任何一件事情如果　纳入到初始设计阶段，会收到事半　功倍的效果；如果说规划设计没有　考虑，在施工后出现了振动噪声大　问题，而后采取补救措施，在人力、　物力和财力要付出多几倍的努力，　也未必获得好的效果。比如说，在　初始设计阶段，考虑到城市居民密　集区，可以通过建模仿真预测交通　噪声的大小，从而采取相应的减震　降噪的技术措施，直接贯彻到建设　施工中，既省时、省力，又美化环　境，形成一套完备系统的城市交通　３６皈　４妊２００８－　网。在车辆的初始设计阶段，对引　起振动噪声比较大的总成部件，采　用相应的技术措施，减少振动和噪　声的发生，从源头上控制，必将收　到良好效果。　１城市交通噪声的主要来源　１．１路面车辆的主要噪声源　１．１．１发动机工作噪声　发动机是路面车辆的动力来　源，由于其工作特征决定其在工作　中会产生很大的噪声，包括：进气　噪声、排气噪声、风扇噪声、空调　压缩机噪声和爆震等。　１．１．２动力传动系产生的噪声　包括变速器齿轮啮合噪声、后　桥主减速器齿轮啮合噪声、传动轴　的不平衡噪声、万向节磨损间隙噪　声等。　１．１．３轮胎快速滚动躁声　轮胎快速滚动必然对其周围空气　形成扰动，从而形成噪声，同时，由　于实用的轮胎胎面有各种不同的花　纹，轮胎在滚动中还形成特殊的空气　泵吸效应，会产生较大泵气噪声。　１　１．４空气动力噪声　由于车速较快时，会对路面周　围的建筑物、树叶等产生扰动和空　腔共鸣噪声。　１　１．５制动尖叫噪声　汽车在制动时轮胎与路面产生　摩擦，以及制动片与制动毂（制动　盘）之间磨擦产生的制动啸叫声。　１．１　６特种车辆的工作噪声　特种车辆的工作噪声，例如垃　圾车、混凝土搅拌车、消防车等。　１．２轨道车辆的主要噪声源　目前，现代化大都市都在采用　高效准时的轨道交通，轨道交通主　要是以电力驱动为主，与燃油车辆　相比，电动机动力系统的噪声没有　发动机噪声大。城市轨道交通引起　的噪声可分为：轮轨噪声、动力系　统噪声、特定结构噪声及气动噪声　等。研究表明，城市轨道交通噪声　的主要来源是轮轨作用而产生的噪　声。当列车通过轨道结构时，由于　轨面和车轮踏面都存在各种不平顺，　轨道结构和车辆都会产生振动，轮　轨表面越不平顺，振动越强烈，同　时噪声也越大。　１．２．１轮轨噪声　当列车以一定的速度通过轨道　时，车辆和轨道将产生振动，从而　向外界辐射声波。这种噪声，一是　列车行驶在桥梁、或泄洪的涵洞上　面时，轮轨噪声要比普通路基噪声　加大；二是行驶在半径很小的曲线　弯道上所发出的车轮与钢轨之间的　咬合的“尖啸声”；三是车轮滚过钢　轨接头时所发出的“撞击声”；四是　车轮与钢轨接触面之间的微小不平　造成有节奏的“轰隆声”亦称滚动　噪声。　１．２．２动力系统噪声　主要来自牵引电动机、压缩机、　发电机、齿轮箱及空调器等设备的　运转噪声，此类噪声的大小取决于　车辆的性能优劣。它是城市轨道交　通的主要噪声来源之一。　１．２　３特定结构噪声　

浅谈城市轨道交通车辆的噪声与广播

摘要：通过对城市轨道交通车辆噪声与广播的现状分析，结合两者的评价标准与乘坐的感官体验，设置适当的车辆广播声级，在确保车辆广播的服务作用的同时，提高乘客乘坐的舒适性。

关键词：城市轨道交通车辆；噪声；广播；舒适性

引言

随着我国城市交通的发展，城市轨道交通在城市公共交通中越来越显示出他的骨干作用。城市轨道交通作为一种大运量、快捷、环保、安全的公共交通，人们对其乘坐舒适性的要求也逐日增加，这就促使轨道交通不仅在设计和建设过程中要考虑提高乘坐舒适性要求和降低对附近居民居住环境的影响，而且在运营中车上直接服务于乘客的设施设备的维护、设置，都要本着乘客至上的原则，更好的服务于乘客。因此，在车辆运行的各种噪声的影响下，客室内的广播设置也尤为重要。

一、城市轨道交通车辆噪声

1、城市轨道交通车辆自身噪声的分析

城市轨道交通车辆运行速度一般在60～80km/h，车辆的内部噪声主要来自轮轨和车辆两个方面。

城市轨道交通轨道结构的轮轨噪声的振动来源于轨道的不平顺，主要包括三种类型：尖叫噪声、冲击噪声和滚动噪声。尖叫噪声主要是当列车通过小半径曲线时，由于车轮受转向架约束,不能正切钢轨运行，即车轮不能处于曲线的径向位置，车轮在钢轨上向前滚动时同时沿轨面横向滑动，产生轮轨接触面的粘着和空转，引起车轮共振，产生强的窄频带尖叫声；冲击噪声是列车车辆通过轨缝、道岔或车轮踏面擦伤、剥离等轮轨表面的不连续性而引起的垂直激励产生非线性的振动并辐射噪声。滚动（轰鸣） 噪声是由于列车运行时，由钢轨表面粗糙、凸凹不平，钢轨表面伤痕、马鞍形磨耗及轮轨尺寸偏差等引起车轮和钢轨相互振动，并通过轨道结构传递辐射噪声。

车辆噪声主要分为动力噪声和非动力噪声。动力噪声主要包括牵引电机、齿轮箱、制动系统的噪声；非动力噪声主要包括空气压缩机、空调、辅助供电设备工作噪声。

2、城市轨道交通噪声的评价与标准

目前，国际上还没有一套标准的城市轨道交通噪声的评价方法和指标，可参考工业发达国家以及国际性大都市拟订适用于本国和本市的轨道交通噪声测量以及评价标准。另外，可供借鉴的还有国际铁路标准化组织（ISO）的《声学-

轨道交通轮轨噪声机理、预测与控制

轮轨噪声机理：

1. 滚动噪声：当车轮滚动通过轨道时，由于轮轨接触非均匀性（如表面粗糙度、波纹等）、不平顺性及几何偏差（如踏面和钢轨轮廓）等原因，产生周期性的冲击力和振动，进而导致噪声。

2.

啸叫噪声：在高速运行下，轮轨间可能产生自激振动现象，这种高频振动伴随强烈的声学辐射，形成典型的尖锐啸叫噪声。

3.

结构噪声：车体、转向架、轨道结构等部件因振动而产生的噪声，包括板件振动噪声、结构共鸣噪声等。

4.

气动噪声：列车高速行驶时，车辆外形与空气流动之间的相互作用也会产生一定的噪声。

轮轨噪声预测：

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理论计算模型：基于声学原理，建立轮轨噪声源的物理模型，利用数值模拟方法（例如有限元分析、边界元法等）预测噪声级。

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实验测量与数据分析：在实验室环境下模拟实际工况，进行噪声测试，并结合现场实测数据，建立预测模型或数据库。

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频谱分析：分析噪声信号的频率特性，识别关键频率成分及其来源，有助于针对性地设计降噪方案。

控制措施：

1.

轨道优化：改善轨道结构设计，提高轨道的平顺性和刚度，采用高精度加工和维护技术降低轨道不平顺引起的噪声。

2.

车轮与轨道材料改进：研发低噪声、耐磨损的轮轨材料，优化轮轨接触面的设计以减小冲击噪声。

3.

阻尼技术：增加轨道、车体和转向架的阻尼装置，减少振动能量向噪声的转换。

4.

声学屏障：在沿线安装声屏障，对传播路径上的噪声进行吸收和反射衰减。

5.

结构吸声设计：在车厢内部采用吸声材料和隔音结构，减少车内乘客感受到的噪声。

6.

轨道减振垫：使用橡胶垫或其他弹性元件隔震，减轻振动向周边环境的传递。

7.

主动控制技术：开发和应用主动降噪技术，通过实时监测和反相补偿声波来抵消部分噪声。