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铁路噪音

铁路运输或火车运输是当今主要的运输方式之一,用于运送旅客和货物。人们每天都会乘坐地铁系统、轻轨交通和其他类型的轨道交通形式的火车上下班和回家。这些类型的系统会对火车内的乘客以及环境产生噪音。在本文中,我们将讨论我们每天在火车内外听到的噪声源成分。

如果我们在火车上注意噪音,就会发现我们能听到的噪音源不止一种。列车车内噪声的主要来源是紊流边界层噪声、空调噪声、发动机/辅助设备噪声、滚动噪声和转向架气动噪声,如下图所示。

顺便说一句,我们编写并录制了雅加达地铁的声音。您可以查看下面的链接,帮助您更好地想象火车的情况。

Exploring Jakartan Public Transportation Through The Sound

滚动噪声是由轮雨接触处引起的轮轨振动引起的,是铁路噪声中最重要的组成部分之一。这种类型的噪音取决于车轮和轨道的粗糙度。两个部件的表面越粗糙,列车内部和外部的噪音水平就会越高。为了能够根据滚动噪声估计空气传播分量,我们必须考虑车轮和轨道的特性以及粗糙度。

另一种对铁路噪声影响很大的噪声成分是空气动力噪声,它可能由多个来源引起。这些类型的源对内部噪声和外部噪声的贡献可能不同。例如,在较低速度下,空气动力噪声对内部噪声的影响相当大,而对于外部噪声,如果火车速度相对较低,则空气动力噪声的贡献不大。例如,美国联邦铁路管理局(美国交通部)撰写的报告指出,空气动力源在时速约 180 英里(约 290 公里/小时)时开始产生显着噪音。低于该速度,外部噪声计算时仅考虑滚动噪声和推进/机械噪声。除了外部噪声之外,机械噪声也会影响内部噪声水平。该类别包括发动机、电动机、空调设备等。

为了进行铁路噪声测量,通常遵循几个步骤。对于火车经过噪声的测量,通常使用 ISO 3095 声学 – 铁路应用 – 测量轨道车辆发出的噪声。该标准共三版,首版于1975年发布,2005年、2013年再次修改批准。列车通过时常用的衡量标准有最大声级(LAmax)、声暴露级(SEL)和过境暴露级(电话)。

对于内部噪声,ISO 3381 铁路应用 – 声学 – 轨道车辆内部噪声测量中指定了常用的测试程序。该程序规定了几种不同条件下的测量,例如匀速列车、静止加速列车、减速车辆和静止车辆的测量。

Written by:

Hizkia Natanael

Acoustical Design Engineer

Geonoise Indonesia

hizkia@geonoise.asia

 

Reference:

D. J. Thompson. Railway noise and vibration: mechanisms, modelling and means of control. Elsevier, Amsterdam, 2008

Federal Railroad Administration – U.S. Department of Transportation, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment. DOT/FRA/ORD-12/15. 2012

 

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研究人员开发“声学超材料”

波士顿大学研究人员、工程学院教授张鑫和博士 Reza Ghaffarivardavagh机械工程系的学生在《物理评论 B》上发表了一篇论文,证明可以使用开放式环形结构来消除噪音,该结构按照数学上完美的规格创建,可以在保持气流的同时消除声音。

他们计算了超材料所需的尺寸和规格,以干扰传输的声波,防止声音(但不是空气)通过开放结构辐射。他们说,基本前提是超材料的形状需要能够将传入的声音发送回它们的来源处。

作为一个测试案例,他们决定创建一种可以消除扬声器声音的结构。根据他们的计算,他们模拟了最有效地消除噪音的物理尺寸。为了使这些模型栩栩如生,他们使用 3D 打印来实现由塑料制成的开放式降噪结构。

研究人员在实验室进行了尝试,将扬声器密封在 PVC 管的一端。在另一端,定制的声学超材料被固定在开口中。随着播放按钮的按下,实验性扬声器装置在实验室中悄然启动。站在房间里,仅凭听觉,你永远不会知道扬声器正在发出令人恼火的高音调。然而,如果您向 PVC 管内窥视,就会看到扬声器的低音炮在嗡嗡作响。

这种超材料环绕着管口的内周,就像一个静音按钮一样工作,直到加法里瓦达瓦伸手将其拉开。实验室里突然响起了喇叭里刺耳的音乐声。

声学超材料的工作原理 – Geonoise Asia

现在他们的原型已被证明非常有效,研究人员对他们的消声超材料如何使现实世界变得更安静有了一些重要的想法。

离家或办公室较近的风扇和暖通空调系统可以受益于声学超材料,使它们保持安静,但仍然可以使热空气或冷空气在整个建筑物内不受阻碍地循环。

Ghaffarivardavagh 和Zhang 还指出,目前用于减少交通噪音污染的隔音屏障并不美观,并看到了审美升级的空间。 他们说:“我们的结构超轻、开放且美观。每一块都可以用作瓷砖或砖块,按比例放大并建造一面消音、透水的墙,”。

Ghaffarivardavagh 说,根据他们的方法,消声超材料的形状也是完全可定制的。外部部分不需要是圆环形状才能发挥作用。

“我们可以将外部形状设计为立方体或六边形,任何东西,”他说。 “当我们想要建造一堵墙时,我们会采用六边形形状”,它可以像露天蜂窝结构一样组合在一起。

这样的墙壁可以帮助抑制多种类型的噪音。张说,即使是来自核磁共振仪强烈振动的那些。

波士顿大学医学院放射学教授、该研究的合著者斯蒂芬·安德森表示,声学超材料可能会被缩放“以适应核磁共振机器的中心孔”,从而在成像过程中保护患者免受声音的影响。

Zhang说,可能性是无限的,因为噪音缓解方法可以定制以适应几乎任何环境:“我们的想法是,我们现在可以用数学方法设计一个可以阻挡任何声音的物体”。

 

资料来源:

https://phys.org/news/2019-03-acoustic-metamaterial-cancels.html

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建筑工地噪声和振动监测

在曼谷这样人口稠密的城市,大多数建设项目都被公寓、办公室或住宅区包围。施工现场必须控制可能影响周围环境的噪声和振动。建筑工地需要按照 EIA 标准控制其产生的噪音和振动水平。

为了解决这个问题,安装了噪声和振动仪器,如果超过阈值,这些仪器会自动向建筑公司发送警报。

噪声监测站

符合IEC61672-1标准的2级声级计,可以采集SPL、LEQ和LMAX数据。这些仪器在安装到建筑工地之前经过校准。该系统配有 LED 显示屏,并在工地噪音水平超过建筑工地周围最大声级标准中提到的触发水平时发出警告灯。

根据国家环境局第15号BE.2540(1997)号公告中“标准响度”主题,24小时平均声音不得超过70分贝,最大峰值不得超过115分贝。

声级计设计用于户外,并由专业声音和振动公司 Geonoise 添加了额外的 LED 显示屏。带 LED 显示的声级计还可以分析百分位数(统计,Ln)的响度或分析 1/1 和 1/3 倍频程的频率。除了存储振动数据之外,您还可以在振动级别超过监控正在执行的活动的标准值之前以警报警报格式创建级别通知。

振动监测

在建筑业、交通运输业和大多数大型工业中都会发生振动。
高振动水平会对建筑物、桥梁、构筑物造成结构损坏,并对裸露(住宅)建筑物中的居住者造成滋扰或健康风险。

因此,有必要根据国家环境委员会公告第37号,BE 2553 (2010) Re: 确定标准振动以防止对建筑物的影响以及需要的测量仪器来满足建筑物的振动标准符合 DIN45699-1 标准。

在曼谷的建筑项目中,大多数都会产生大量不必要的噪音和振动。建筑工程引起的振动是由打桩作业以及进出建筑工地的大型卡车交通量增加引起的。为了防止超出振动水平,必须安装振动监测系统。

国家环境委员会第 37 号公告,BE 2553 防止对建筑物影响的振​​动标准是泰国建筑工地需要遵守的主要法规。振动标准源自 DIN 4150-3,而建筑物分为 3 类。

符合 DIN 4150-3 的建筑类型:

  • 1类建筑:如商业建筑、公共建筑、大型建筑等。
  • 2类建筑:住宅、宿舍、医院、教育机构等。
  • 3类建筑,如考古遗址或文化价值不强的建筑等。

除了存储振动数据之外,您还可以在振动级别超过监控正在执行的活动的标准值之前以警报警报格式创建级别通知。

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德里的 RTR 天桥可能会安装隔音屏障,成本为 20 印度卢比

当我们为不那么临时的问题找到临时解决方案时,“Jugaad”正是这个词。而且,如果不及时采取必要的步骤,就会有人受苦。经过多年的“苦战”,RTR立交桥地区的居民终于迎来了一些好消息。

现有的 900 米立交桥(建于 2009 年)是一条单车道,直到(2014 年)决定建造一条平行立交桥以缓解现有车道的拥堵。但是,由于居民诉诸法庭和其他障碍,施工有时会被推迟。因此,准确地说,这条新立交桥全长2.7公里,预计将于2018年6月完工。


所以这是有问题的场景,

为了建造这座平行立交桥,公共工程部 (PWD) 寻求中央道路研究所 (CRRI) 的帮助。他们要求他们研究附近地区的噪音模式。

根据研究得出的结论是,白天噪音最大,为 78-82 分贝,夜间噪音最大 10 分贝。如果他们继续使用当前的隔音屏障(成本约为 1.5 Cr),这种情况将会继续发生。但按照标准,居民区白天噪声限值为55分贝,夜间噪声限值为45分贝。 Vasant Vihar、West End、Anand Niketan、Munirka 以及 Rao Tula Ram Flyover 附近的其他地区将受到影响。

好消息是CRRI建议安装微孔隔音屏障,它可以吸收噪音,而不像反射式隔音屏障只是反射噪音,然后也在附近区域安装它们。

以下是进行这项研究的 CRRI 科学家纳西姆·阿赫塔尔 (Nasim Akhtar) 对此问题的看法。

CSIR-中央道路研究所 (CRRI)

他说:“我们建议在天桥穿过住宅区时设置隔音设施。这种隔音屏障在中国台湾使用,我们最近在孟买的 BR Ambedkar 天桥安装了它们。该屏障可降低噪音18db-20dB。它有小孔,交通产生的噪音会进入一个盒子并在那里被吸收。护栏的高度应为3.5米。”

根据他们的报告,“在天桥走廊上的四个地点进行了各种交通调查以及噪音和振动监测,以了解交通情况和产生的噪音。由于天桥跨度存在接缝,夜间天桥噪音将增加约10分贝。最大噪音水平甚至可以超过100分贝。”

“一个好的隔音屏障应该重量轻但坚固耐用,并且还应该防水/防火。它还应该易于维护、组装和分解,”报告进一步指出。这是一名公共部门官员在研究完成后不得不说的话。

他说:“我们进行了研究以了解这种模式。他们推荐了高质量的障碍,由政府决定。”

仅供参考,块、混凝土、木材或金属,没有任何额外的处理或设计,就像反射墙一样。以下是吸收噪音屏障墙为何是比反射屏障墙更好的解决方案。

资料来源

 

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印度孟买政府在住宅上修建立交桥,但因未安装隔音屏障而面临资金短缺

孟买:这座城市拥有 50 多座立交桥,其中大部分都经过住宅区,但只有六座立交桥安装了可以降低噪音水平的强制屏障。尽管各个地区的居民一再抱怨,并且开发控制规则(DCR)的修正案强制安装它们,但情况仍然如此。

这些路障必须由孟买大都市区发展局(MMRDA)和马哈拉施特拉邦公路发展公司(MSRDC)安装,大部分立交桥都是由它们建造的。两人都认为资金短缺是违规的主要原因。考虑到每个立交桥的障碍物成本约为 6 至 7 千万卢比(仅是建造立交桥成本的一小部分),这种解释确实显得有些奇怪。

在孟买,BMC 和 MMRDA 官员于 2011 年前往意大利研究降噪概念后,立交桥隔音屏障首次成为现实。除了立交桥外,MMRDA 还于 2012 年在印度理工学院校园周边以及 Bandra-Kurla 综合大楼的 Kalanagar 路段修建了 1,500 米长的隔音屏障。这些面板是预镀锌板,根据周围环境的美观进行了涂漆,并安装在天桥上。根据 Awaaz 基金会(TOI 的反对噪音运动与该非政府组织合作)所做的研究,如果放置正确,它们可降低噪音高达 17 分贝。

锡永医院、King’s Circle、Hindmata 和 Dahisar 天桥上也竖起了一些。在连接孟买南部 P D’Mello 路和 Ghatkopar 东部高速公路的 16.8 公里东部高速公路上,也有一些路段可以看到障碍物。但其中一些材质较差,只能阻挡附近区域的视线,而另一些则可能位于不合适的位置。

反噪音活动人士苏迈拉·阿卜杜拉利 (Sumaira Abdulali) 表示,在设置障碍之前迫切需要进行科学研究。 “例如,在锡永立交桥上建立了隔音屏障。相反,这些隔音屏障应该建立在锡永圆环路口附近,那里有车辆不断移动。有必要进行噪音测绘研究,否则基础设施可能无法使用事实证明是有用的。在交通繁忙的路口安装隔音屏障会更有帮助。就 BKC 而言,隔音屏障是应居民的要求而设置的,他们对此很满意。这是当局应该考虑做的事情随机将它们放置在任何天桥上,”阿卜杜勒利说。

MMRDA 官员表示,计划在东部高速公路的另外两个立交桥上安装它们,但目前还没有最后期限,也不清楚是否正在进行研究。

以MSRDC为例,在孟买大都市区修建的23座立交桥中,目前只有位于卡普尔巴瓦迪塔恩的一座设有隔音屏障——其余22座的居民和商业机构必须应对很容易超出允许范围的声音污染45-65分贝范围。

不过,该机构拥有数亿卢比的预算,该机构表示,在 JJ 天桥建成超过 15 年之后,目前正在敲定一项在 JJ 天桥上修建障碍物的提案。

MSRDC 的一位高级工程师告诉印度时报:“居住在 JJ 天桥沿线的人们要求设置此类屏障,但这完全取决于国家和 MMRDA 等财务健全的机构能否为此目的提供资金。”

Mumbai flyoverws noise nuisance
Mumbai flyoverws noise nuisance

修建班德拉-沃利海上通道的MSRDC将财务状况不佳视为其缺乏主动性的原因。该机构有许多重要的立交桥需要维护,例如 Sion、J J、Vakola、JVLR、Duttapada、Aaarey Colony、Kandivli、Borivli National Park、Nitin Cadbury、Teen Hath Naka 和 Golden Dyes 的立交桥。该公司已将这些立交桥和某些地铁的维护工作承包给孟买入口点收费站,该收费站根据位于城市边缘的五个收费站(Vashi、Airoli、Mulund、LBS 和 Dahisar)的维护收取通行费。


据MSRDC官员介绍,只有距离居民楼30米以内的立交桥才需要设置护栏;住在远处的人可能不会受到打扰。他们表示,天桥上的护栏只会减弱车辆通过天桥时发出的声音。高架桥下方的噪音仍未得到控制。为了使住宅区完全隔音,建筑物边界也需要这样的屏障。孟买有两条路段,一条位于卡拉纳加尔 Matosshre 沿线的 BKC,另一条位于印度理工学院 JVLR 的 Powai 校区,MMRDA 在沿路设置了路障,以阻挡进入这些区域的车辆发出的噪音。

F-North Ward 公民联合会的锡永居民 G R Vora 表示,当局在安装隔音屏障之前需要进行分析和研究。 “如果住宅楼靠近立交桥,这些障碍物会有所帮助,但如果在锡永医院立交桥上设置障碍物,建筑物和医院距离较远,因此事实证明它不是很有用。”沃拉。

资料来源: http://www.indiatimes.com

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