高速铁路环境噪声排放标准限值研究

伍向阳，辜小安，刘兰华，邵 琳

（中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所，北京 100081）

0 引言

国内外铁路环境噪声评价标准主要包括机车车辆运行辐射噪声标准、环境噪声排放标准和声环境质量标准。机车车辆运行辐射噪声标准主要用于车辆型式试验，颁发车辆上道许可，属于强制性标准，国外一般在标准轨道上进行动车组型式试验，以准确反映车辆的噪声性能，而国内由于条件限制，通常在实际运营线路开展型式试验。国内外关于机车车辆运行辐射噪声的测量方法和评价量基本一致，但限值存在一定差异，测量方法均采用ISO 3095中的相关规定，通过测试列车通过声级来评价列车运行辐射噪声。铁路环境噪声排放标准是指铁路噪声源向周围环境所辐射的噪声，不考虑其他噪声源，其限值为允许铁路向周围环境辐射的最大噪声。声环境质量标准是从受声点防护角度提出的噪声控制限值，包括受声点能够接收到的所有噪声源影响。因此，对铁路而言，排放噪声更能体现铁路运营对沿线声环境的影响。

目前我国铁路环境噪声排放标准执行《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB 12525—90)[1]及其修改方案[2]，该标准制定时我国尚无高速铁路工程，主要基于普速铁路环境噪声影响现场测量及主观调查统计结果确定，评价量为昼间、夜间等效声级(纯铁路噪声贡献值)。国外铁路环境噪声排放标准与我国标准体系有所不同，更重视噪声源的排放控制。部分欧盟国家将列车运行辐射噪声限值作为排放标准加以规定；大部分欧洲国家，如奥地利、芬兰和意大利等将列车运行辐射噪声限值作为强制执行标准，用列车运行辐射噪声(Lmax)作为排放噪声评价量[3]。基于国内外铁路环境噪声标准差异分析，结合我国高速铁路环境噪声影响特点，对高速铁路沿线环境噪声现状进行分析，借鉴国外主观烦恼度调查分析结果，提出我国高速铁路环境噪声控制限值建议及相应评价指标。

1 我国高速铁路噪声排放现状分析

高速铁路是指设计开行250 km/h及以上动车组列车且初期运营速度不小于200 km/h的客运专线线路，目前我国将设计速度为200 km/h铁路也纳入高速铁路管理。在现行噪声排放评价体系下，铁路噪声排放与车型、车流量、昼夜间车流比例、列车编组、列车运行速度、线路条件等有关。确定高速铁路环境噪声排放标准控制限值需综合考虑目前我国环境保护要求、高速铁路环境噪声影响水平、高速铁路噪声控制技术发展趋势及水平等多方因素，因而首先需要掌握各种线路工况条件下铁路噪声排放现状。2008年至今我国已经开展了数十条(段)高速铁路线路环境噪声联调联试及测试，其中铁路噪声排放为规定测试项目。按照不同设计速度等级(200 km/h、250 km/h、300 km/h、350 km/h)和车流量进行分类，对铁路噪声排放现状水平进行分析，结果如表1所示。

表1 不同车流量下不同速度等级铁路噪声排放水平dB(A)

由表1可知：

（1）未采取噪声控制措施情况下，设计速度200 km/h高速铁路线路两侧铁路噪声排放昼间等效声级低于68 dB(A)，夜间等效声级低于60 dB(A)；设计速度250 km/h高速铁路线路两侧铁路噪声排放昼间等效声级低于71 dB(A)，夜间等效声级低于65 dB(A)；设计速度300 km/h高速铁路线路两侧铁路噪声排放昼间等效声级低于72 dB(A)，夜间等效声级低于67 dB(A)。设计速度200 km/h线路均可满足昼/夜间等效声级不高于70 dB(A)/60 dB(A)的限值要求；设计速度250 km/h及以上线路，车流密度为50～100对/d时，部分线路夜间等效声级会超出限值要求；车流密度为100～150对/d时，部分线路昼/夜间等效声级超出限值要求。

（2）采取声屏障措施后，设计速度200 km/h高速铁路线路两侧铁路噪声排放昼间等效声级低于57 dB(A)，夜间等效声级低于49 dB(A)；设计速度250 km/h高速铁路线路两侧铁路噪声排放昼间等效声级低于60 dB(A)，夜间等效声级低于56 dB(A)；设计速度300 km/h高速铁路线路两侧铁路噪声排放昼间等效声级低于65 dB(A)，夜间等效声级低于59 dB(A)。说明采用声屏障措施后均满足昼/夜间等效声级的限值要求。

设计速度350 km/h高速铁路噪声排放通过试验数据预测计算，预测值如表2所示

表2 设计速度 350 km/h 铁路噪声排放预测 dB(A)

由表2可知，基于试验数据进行预测，采取声屏障措施后，昼间等效声级均可满足70 dB(A)的限值要求，绝大部分区段夜间等效声级可满足60 dB(A)的限值要求，车流对数超过150对/d时，部分线路区段夜间超出60 dB(A)的限值要求。

由于各条线路动车组类型、线路类型、轨道条件、评价点与线路的相对位置关系、声屏障高度和材质、昼夜车流量比例等有所不同，350 km/h线路试验期间采用的动车组类型与达速运营阶段的动车组类型不同。因此，不同速度等级、不同车流线路铁路边界测点处噪声无法直接对比分析。目前，我国350 km/h线路达速运营动车组为复兴号动车组，通过测试不同类型动车组运行辐射噪声水平(距线路中心线25 m、轨面以上3.5 m处列车通过等效声级)，对比分析边界条件一致、动车组类型不同时的噪声差异，结果如图1所示。

图 1 我国不同车型动车组列车通过等效声级对比

由图1分析可知：近年来我国动车组运行辐射噪声水平总体呈下降趋势，复兴号中国标准动车组运行辐射噪声约低于CRH380系列2 dB(A)，CRH380系列运行辐射噪声约低于CRH3型2 dB(A)。通过对动车组整体技术的提升及采取的噪声振动控制措施，可降低列车运行辐射噪声2 dB(A)左右。

综上所述，采取声屏障措施后，车流密度在200对/d以下、运行速度300 km/h及以下的高速铁路，距线路中心线30 m处昼间等效声级不超过65 dB(A)，夜间不超过59 dB(A)。对于运行速度为350 km/h高速铁路，预测部分区段夜间等效声级可能大于60 dB(A)，但我国高速动车组噪声呈下降趋势，当全面采用低噪声动车组并采取声屏障后，等效声级昼间将不超过70 dB(A)、夜间不超过60 dB(A)。因此，在实际工作中采取类比监测手段分析铁路边界测点处噪声影响时，应充分考虑动车组类型、线路类型、轨道条件、评价点与线路的相对位置关系、声屏障高度和材质、昼夜车流量比例等因素的影响。

2 高速铁路环境噪声主观烦恼度分析

确定环境噪声标准控制限值时需要考虑人们的主观烦恼度，鉴于目前我国没有成熟、可借鉴的高速铁路环境噪声影响主观烦恼度研究成果，主要借鉴国外的相关研究成果。国外铁路环境噪声烦恼度阈值所对应的噪声水平确定如表3所示。

表3 国外铁路噪声烦恼度阈值所对应的噪声水平

日本新干线环境噪声标准是依据1972年环境厅、东北大学对东海道和山阳新干线铁路噪声对沿线居民产生的心理影响调查结果确定[4]。调查结果表明：对应于 30%人群感到烦恼的噪声LAmax为70～75 dB(A)，因此日本新干线环境噪声标准限值居民住宅室外LAmax≤70 dB(A)。

法国国家环境保护部对TGV 大西洋高速铁路沿线的260 位居民进行了对高速铁路环境噪声反应的问卷调查[5]。调查结果表明：引起人们主观烦恼对应的声级为昼间 60～65 dB(A)，夜间50～55 dB(A)。法国根据调查结果将高速铁路环境噪声标准限值确定为居民住宅室外LAeq,昼≤65 dB(A)。

瑞典[6]、德国及其他欧洲国家[7]根据主观烦恼度调查结果，规定新建铁路沿线居民区的昼间噪声限值为55～70 dB(A)，夜间噪声限值为45～60 dB(A)。

参照国外对铁路噪声影响的主观烦恼度调查结果，当铁路噪声影响Leq,24h≤60～70 dB(A)时，70%以上的人群是可以接受的，该限值可以作为铁路噪声控制标准的最大允许值。

3 高速铁路环境噪声排放标准评价量和控制点位置建议

鉴于我国在制定《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB 12525—90)标准时，综合考虑了技术经济可行性，并通过主观调查了解铁路沿线各相关方对铁路环境噪声的要求，作为制定标准的基础依据。在当时的技术、经济和环境条件下，采用距铁路外侧轨道中心线30 m处的昼间、夜间等效声级作为评价量，能够被沿线大多数居民所接受。自该标准发布以来，较好地指导了铁路沿线环境噪声影响评价和控制，基于该测点位置积累了大量高速铁路运营线路噪声数据，加上该测点普遍具有较好的测试条件，一般在桥梁/路基线路区段声亮区。因此，建议继续采用《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB 12525—90)中规定的评价量和测点位置，即距铁路外轨中心线30 m处由铁路产生的昼间、夜间等效连续A声级作为铁路环境噪声排放标准的主要评价量。

由于国外普遍使用列车运行辐射噪声作为排放标准的评价量，将列车运行辐射噪声限值作为强制执行标准。为了进一步与国际接轨，推动高铁“走出去”。参照国际铁路联盟《确保高速列车技术兼容性的措施》(UIC 660—2002)、《欧盟铁路机车车辆运行辐射噪声限值》(TSI 2008/232/EC)等标准要求，建议引入单列高速动车组列车通过时段的等效声级作为排放噪声评价量。同时，充分考虑铁路建设项目环境影响评价噪声源和噪声预测的规定，将距线路中心线25 m、轨面以上3.5 m处列车通过时段等效声级同时纳入高速铁路环境噪声排放标准的评价量。

4 高速铁路环境噪声排放标准限值建议

基于我国高速铁路环境噪声影响现状和国外高速铁路环境噪声主观烦恼度分析，铁路应补充修订有关高速铁路环境噪声控制限值。结合高速铁路噪声影响特性、运营特点、主观烦恼度调查分析及经济技术调查进行制定，建议高速铁路环境噪声排放标准的昼间、夜间等效声级可与既有标准保持一致，仍为昼间等效声级70 dB(A)、夜间等效声级60 dB(A)；增加高速动车组运行辐射噪声限值。

确定高速铁路列车运行辐射噪声限值时需要考虑的因素很多，涉及现阶段经济发展水平、环境保护要求、高速铁路噪声控制成本等经济技术因素，加之我国动车组种类庞杂、线路设计等级不同和轨道类型多样等特点。因此，以高速铁路边界测点处噪声必须达标为前提，以运行速度不高于350 km/h，车流对数不高于200对/d，基于声源几何发散理论计算[8]，对应距线路中心线25 m、轨面以上3.5 m处列车通过时段等效声级应不高于96 dB(A)。

5 结论与建议

通过分析国内外高速铁路环境噪声排放标准差异，结合我国高速铁路环境噪声测试数据，综合技术环境可行性分析，研究提出了我国高速铁路环境噪声排放控制限值及对应的评价量。

（1）建议继续采用距线路中心线30 m、高于地面1.2 m处为测点位置，由高速铁路产生的昼间、夜间等效连续A声级作为高速铁路环境噪声排放标准主要评价量，并参照国外标准及我国铁路环境影响评价噪声源强及预测要求，将距线路中心线25 m、高于轨面3.5 m处的列车运行辐射噪声评价量纳入铁路环境噪声排放标准评价。

（2）基于我国高速铁路噪声现状水平及国外铁路环境噪声主观烦恼度研究成果，建议高速铁路环境噪声排放标准控制限值与既有铁路环境噪声排放标准限值一致，即距线路中心线30 m、高于地面1.2 m处的昼间等效声级不超过70 dB(A)、夜间等效声级不超过60 dB(A)。对应于距线路中心线25 m、轨面以上3.5 m处列车通过声级不高于96 dB(A)。