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【摘 要】改革开放以来,我国社会生活的各个层面都处在由传统走向现代的转型过程之中。对于我国铁路客运体系的发展来看,人性化已经成为铁路客车设计和更新的重要标准和基本原则。而铁路客车内部的噪音问题一直是制约铁路客运发展的关键课题,因此,研究人性化视域下的铁路客车车内降噪技术和措施有着广泛的实践和理论价值。
【关键词】人性化; 铁路客车; 车内降噪; 技术和措施
随着我国改革开放的不断深化,现代化建设步伐不断加快,人们的生活节奏随之不断加速。在此背景下,现代化交通运输体系的建立和发展变得十分关键。而我国幅员辽阔,国土面积广大,铁路对于我国交通网络建设的重要意义不言而喻。然而,由于起步较晚,加之关键技术的攻关难度较大,我国铁路客车在运行过程中常常带个旅客噪音较大,客车运行很不人性化等不良乘车体验。为了有导向地对我国铁路客车车内降噪技术进行阐释,笔者认为有必要首先对关于人性化的相关内容进行说明。
1.人性化原则概述
人性化原则被德国设计学家所首次提出。人性化原则一经提出,马上从设计学领域迅速被社会学、管理学等几个现代学科所继承和使用。从我国铁路客车运行体系所经历的这几十年发展历程来看,人性化一直是其发展的前进导向,这一点从不断革新的铁路客车车内装饰和设计的演变就可以看出来。根据当前学界的研究成果,人性化原则的几个突出特征有以下三个:首先是关爱性。这里的关爱性首先是立足于人类共通的情感心理结构,通过对客车行李架、客车座椅等细节的改变,使之更加适合旅客们的要求,方便其使用。其次是识别性。旅途的艰辛在于劳累,当旅客登上长长的列车,如果能够通过相关设计迅速识别到自己的位置,将会减少很多不必要的麻烦和劳累。最后是安全性。安全性的重要性无需多言,旅客的人身安全高于一起。铁路客车车内容纳大量乘客,旅客安全的威胁性因素相对来说十分庞杂,所以,通过对车厢内火灾、旅客行李检查等方式最大限度保证乘客安全是我国铁路系统发展不变的坚持。
从我国铁路客车运行发展现状来看,客车内存在的噪音,以及由于设备老化,铁轨陈旧,路段不平等因素而造成车内噪音超出旅客可接受范围的事例屡见不鲜。因此,从人性化角度出发,探索我国铁路客车车内降噪技术显得十分紧迫和必要。
2.铁路客车内部噪音来源分析
2.1铁路客车内部噪音影响因素分析
影响铁路客车内部噪音的因素不仅仅停留在铁路客车内部,反而大多是因为车辆、车轨两方面的因素才造成铁路客车内部噪音长时间得不到有效的解决。首先从车辆方面的原因来看,造成铁路客车内部噪音较大的因素有以下几个:首先是火车所配车轮不均重。车轮不均重往往造成车轮的重心与车轮质心之间存在偏差,进而造成不平衡力,对整个铁路客车产生方向不一的推动力,并因为空气摩擦的程度不一造成噪音。其次是车轮的轴心与整列火车之间的重心不重合,整列火车的前进需要车轮的整齐划一的运作,如果出现这一问题,那么火车就会受到来自多个不同方向上的推动力的作用,造成不稳并产生噪音。最后是车轮表面出现擦伤。车轮表面的擦伤如果得不到及时的解决就会不断恶化,擦伤面积的扩大和加深会导致其与车轨的接触变得极不稳定,并以为猛烈的撞击和中间缝隙中空气的存在而加剧整列火车运行过程中的噪音。一般来说,车辆方面造成铁路客车内部噪音加大的影响性因素主要来自于车轮。当然,车轨方面也能对其产生明显性的影响。从学界已有的研究成果来看,车轨方面影响铁路客车内部噪音的因素主要有:一是铁轨连接处的缝隙或者变形能够造成车轮与其接触时产生的噪音倍数性增大。一般来说,我国铁路体系的建设在铁轨铺设方面技术还比较陈旧,关键的突破性技术成果尚未取得,铁轨连接处对铁路客车内部噪音的影响还在不断加剧。二是铁轨表面的变形。铁路车轨的使用寿命虽然较长,但是铁轨表面的磨损情况却比较容易加剧。当磨损达到一定程度,就会在垂直面上产生变形,这种变形的存在导致车轨在与车轮接触时因为接触面的不平衡而使得铁路客车车身发生摇晃,这在快速运行的状态下,不仅会造成较大的噪音,同时也会造成极大的不安全因素。三是车轨在局部地段的不顺。车轨的铺设是一项整体性的工作,但同时又收到多个阶段性因素影响,当前我国铁路体系在铁轨铺设方面还没有达到高度的统一,局部地段铁轨自身质量和铺设水平都存在差异,这种客观现状加剧了铁路客车内部噪音对旅客乘车体验的负面影响。
2.2铁路客车内部噪音来源分析
从当前我国铁路客车内部构造现状出发,其内部噪音的产生来源主要有以下几个方面。
一是铁路客车下部的噪音。铁路客车车轮与钢轨接触的部分是铁路客车内部噪音的主要来源。根据前文分析,铁路客车的车轮以及车轨由于铺设技术、本身质量和形状等问题会加剧客车在运行过程中的噪音,这种噪音从铁路客车下部产生并传递,最终到达铁路客车车内空间。
二是铁路客车内部装饰物的噪音。铁路客车内部装饰物在高速运行的过程中,由于受到车轮与车轨之间接触的不稳会发生摇晃,进而产生噪音。此外,由于钢轨的剧烈急剧振动,这些都会通过铁路客车自身质量传到其内部装饰物身上,进而导致噪音的产生。
三是车辆上部空气运动产生噪音。铁路客车在极速前进时会带动周围空气的极速流通,进而产生大范围的气压差,这些气压差会产生多股方向不一、大小不一的作用力,铁路客车外部的百叶窗、侧门、车体连接部等都会因此发出响声。
四是铁路客车内部电器、动力机械运作时发出噪音。铁路客车内部需要维持灯光、空调、播音齐、插座等的电力,同时铁路客车自身前进也需要动力,因此铁路客车实际上是一个巨大的集成电器体系和动力机械,运作过程中的噪音是难以避免的。
3.控制和降低铁路客车内部噪音的原则与方法
3.1 控制和降低铁路客车内部噪音的原则
铁路客车内部噪音的来源十分多样。从当前实行的众多控制和降低客车内部噪音的方式和方法来看,我国铁路客车内部降噪工作必须要坚持以下几个原则。首先是针对性原则。噪音控制和将低的方式与方法有很多种,同时噪音的来源和传播特点也不是固定不变的。在此背景下,只有坚持针对性原则才能保证所采用的降噪技术和方法是必要的,极有针对性的。其次是多样性原则。噪音从产生到传播,再到影响人们的乘车体验和主观感受,这中间是一个漫长的过程,涉及到的物质材料、车体组成等方面的内容会相对比较繁琐,这就要求我们的降噪技术必须能够采用多样化的应对方式,不可“一招鲜”。最后是分步进行的原则。铁路客车内部噪音降噪工作必须按部就班,不可“大跃进”。在工作步骤上氛围调查噪音的现状、分析噪音的产生来源、确定噪音的级别、采取针对性措施等四部。在工作内容上则可以分为对噪音产生源头的控制、对噪音传播过程的控制以及对噪音控制措施的确定等三个步骤。总之,铁路客车内部噪音降噪基技术必须分步进行,才能逐渐深化。 3.2控制和降低铁路客车内部噪音的方法
首先是吸声降噪。所谓的吸声降噪,是指借助吸声材料进行噪音的降低。众所周知,噪音对人们的影响并不是只借助噪声源的直达声完成的。而是噪声在发出之后在传播的过程中被不断的反射、折射而形成混合噪音,这种混合噪音往往比直达声更具破坏力和影响力。吸声降噪就是通过在封闭空间的顶部和四周用吸声材料进行布置和安装,防止和降低混合噪音的形成的方法来降低噪音。
其次是隔音降噪。隔音降噪是目前国内应用较为广泛的一种降噪方法。所谓的隔音降噪就是通过专门的隔音装置来讲噪音发生源与噪音接受者隔开,进而达到降低噪音对接受者影响力的方法。常见的隔音降噪方式主要有降噪隔音墙、隔音间等,借助单独空气间的建设,形成密闭的噪音处理场域,有效降低噪音分贝。
最后是安装消音器。在噪音产生地带和传播地带安装消音器是一种降噪效果十分明显的一种降噪方式。然而,安装消音器的降噪方式往往受到多方面因素的制约,很难得到大范围的应用和推广。首先是降噪成本的因素。消音器的安装和设置需要较大的成本投入。其次是技术因素。消音器的选择和设置需要综合实际因素和声学理论等各个因素进行综合的控制。最后是消音器自身的因素。消音器作用的发挥需要经过仔细的测量和计算,而我国铁路客车内部环境在客观上有很多局限之处。
4.结语
我国铁路客车内部降噪工作是一项立足于人性化原则的重要工程,铁路客车内部降噪技术和方法十分多样。但必须在人性化原则的基础上,坚持工作针对性、多样性等原则,通过吸声、隔音以及消声等多个方式来完成铁路客车内部降噪工作。
参考文献:
[1]郑长聚.环境工程手册(环境噪声控制卷)[M].第一版.高等教育出版社,2000:49—53.
[2]乾正幸等(日).内然动车车内隔声研究[J].国外铁道车辆,2000,6(37):28一31.
[3]龚农斌,陈士杰,王吉荣.窗隔声性能试验研究.噪声与振动控制[M].湖北工商出版社,2009:128一129.
[4]施桂蓉.广深线准高速铁路空调客车噪声试验研究[J].铁道车辆,2012,3(12):30一36.
[5]张艳平,杨宜谦,柯在田.城市轨道交通振动和噪声的控制[J].中国铁路,2010,3(7):43一45.
【关键词】人性化; 铁路客车; 车内降噪; 技术和措施
随着我国改革开放的不断深化,现代化建设步伐不断加快,人们的生活节奏随之不断加速。在此背景下,现代化交通运输体系的建立和发展变得十分关键。而我国幅员辽阔,国土面积广大,铁路对于我国交通网络建设的重要意义不言而喻。然而,由于起步较晚,加之关键技术的攻关难度较大,我国铁路客车在运行过程中常常带个旅客噪音较大,客车运行很不人性化等不良乘车体验。为了有导向地对我国铁路客车车内降噪技术进行阐释,笔者认为有必要首先对关于人性化的相关内容进行说明。
1.人性化原则概述
人性化原则被德国设计学家所首次提出。人性化原则一经提出,马上从设计学领域迅速被社会学、管理学等几个现代学科所继承和使用。从我国铁路客车运行体系所经历的这几十年发展历程来看,人性化一直是其发展的前进导向,这一点从不断革新的铁路客车车内装饰和设计的演变就可以看出来。根据当前学界的研究成果,人性化原则的几个突出特征有以下三个:首先是关爱性。这里的关爱性首先是立足于人类共通的情感心理结构,通过对客车行李架、客车座椅等细节的改变,使之更加适合旅客们的要求,方便其使用。其次是识别性。旅途的艰辛在于劳累,当旅客登上长长的列车,如果能够通过相关设计迅速识别到自己的位置,将会减少很多不必要的麻烦和劳累。最后是安全性。安全性的重要性无需多言,旅客的人身安全高于一起。铁路客车车内容纳大量乘客,旅客安全的威胁性因素相对来说十分庞杂,所以,通过对车厢内火灾、旅客行李检查等方式最大限度保证乘客安全是我国铁路系统发展不变的坚持。
从我国铁路客车运行发展现状来看,客车内存在的噪音,以及由于设备老化,铁轨陈旧,路段不平等因素而造成车内噪音超出旅客可接受范围的事例屡见不鲜。因此,从人性化角度出发,探索我国铁路客车车内降噪技术显得十分紧迫和必要。
2.铁路客车内部噪音来源分析
2.1铁路客车内部噪音影响因素分析
影响铁路客车内部噪音的因素不仅仅停留在铁路客车内部,反而大多是因为车辆、车轨两方面的因素才造成铁路客车内部噪音长时间得不到有效的解决。首先从车辆方面的原因来看,造成铁路客车内部噪音较大的因素有以下几个:首先是火车所配车轮不均重。车轮不均重往往造成车轮的重心与车轮质心之间存在偏差,进而造成不平衡力,对整个铁路客车产生方向不一的推动力,并因为空气摩擦的程度不一造成噪音。其次是车轮的轴心与整列火车之间的重心不重合,整列火车的前进需要车轮的整齐划一的运作,如果出现这一问题,那么火车就会受到来自多个不同方向上的推动力的作用,造成不稳并产生噪音。最后是车轮表面出现擦伤。车轮表面的擦伤如果得不到及时的解决就会不断恶化,擦伤面积的扩大和加深会导致其与车轨的接触变得极不稳定,并以为猛烈的撞击和中间缝隙中空气的存在而加剧整列火车运行过程中的噪音。一般来说,车辆方面造成铁路客车内部噪音加大的影响性因素主要来自于车轮。当然,车轨方面也能对其产生明显性的影响。从学界已有的研究成果来看,车轨方面影响铁路客车内部噪音的因素主要有:一是铁轨连接处的缝隙或者变形能够造成车轮与其接触时产生的噪音倍数性增大。一般来说,我国铁路体系的建设在铁轨铺设方面技术还比较陈旧,关键的突破性技术成果尚未取得,铁轨连接处对铁路客车内部噪音的影响还在不断加剧。二是铁轨表面的变形。铁路车轨的使用寿命虽然较长,但是铁轨表面的磨损情况却比较容易加剧。当磨损达到一定程度,就会在垂直面上产生变形,这种变形的存在导致车轨在与车轮接触时因为接触面的不平衡而使得铁路客车车身发生摇晃,这在快速运行的状态下,不仅会造成较大的噪音,同时也会造成极大的不安全因素。三是车轨在局部地段的不顺。车轨的铺设是一项整体性的工作,但同时又收到多个阶段性因素影响,当前我国铁路体系在铁轨铺设方面还没有达到高度的统一,局部地段铁轨自身质量和铺设水平都存在差异,这种客观现状加剧了铁路客车内部噪音对旅客乘车体验的负面影响。
2.2铁路客车内部噪音来源分析
从当前我国铁路客车内部构造现状出发,其内部噪音的产生来源主要有以下几个方面。
一是铁路客车下部的噪音。铁路客车车轮与钢轨接触的部分是铁路客车内部噪音的主要来源。根据前文分析,铁路客车的车轮以及车轨由于铺设技术、本身质量和形状等问题会加剧客车在运行过程中的噪音,这种噪音从铁路客车下部产生并传递,最终到达铁路客车车内空间。
二是铁路客车内部装饰物的噪音。铁路客车内部装饰物在高速运行的过程中,由于受到车轮与车轨之间接触的不稳会发生摇晃,进而产生噪音。此外,由于钢轨的剧烈急剧振动,这些都会通过铁路客车自身质量传到其内部装饰物身上,进而导致噪音的产生。
三是车辆上部空气运动产生噪音。铁路客车在极速前进时会带动周围空气的极速流通,进而产生大范围的气压差,这些气压差会产生多股方向不一、大小不一的作用力,铁路客车外部的百叶窗、侧门、车体连接部等都会因此发出响声。
四是铁路客车内部电器、动力机械运作时发出噪音。铁路客车内部需要维持灯光、空调、播音齐、插座等的电力,同时铁路客车自身前进也需要动力,因此铁路客车实际上是一个巨大的集成电器体系和动力机械,运作过程中的噪音是难以避免的。
3.控制和降低铁路客车内部噪音的原则与方法
3.1 控制和降低铁路客车内部噪音的原则
铁路客车内部噪音的来源十分多样。从当前实行的众多控制和降低客车内部噪音的方式和方法来看,我国铁路客车内部降噪工作必须要坚持以下几个原则。首先是针对性原则。噪音控制和将低的方式与方法有很多种,同时噪音的来源和传播特点也不是固定不变的。在此背景下,只有坚持针对性原则才能保证所采用的降噪技术和方法是必要的,极有针对性的。其次是多样性原则。噪音从产生到传播,再到影响人们的乘车体验和主观感受,这中间是一个漫长的过程,涉及到的物质材料、车体组成等方面的内容会相对比较繁琐,这就要求我们的降噪技术必须能够采用多样化的应对方式,不可“一招鲜”。最后是分步进行的原则。铁路客车内部噪音降噪工作必须按部就班,不可“大跃进”。在工作步骤上氛围调查噪音的现状、分析噪音的产生来源、确定噪音的级别、采取针对性措施等四部。在工作内容上则可以分为对噪音产生源头的控制、对噪音传播过程的控制以及对噪音控制措施的确定等三个步骤。总之,铁路客车内部噪音降噪基技术必须分步进行,才能逐渐深化。 3.2控制和降低铁路客车内部噪音的方法
首先是吸声降噪。所谓的吸声降噪,是指借助吸声材料进行噪音的降低。众所周知,噪音对人们的影响并不是只借助噪声源的直达声完成的。而是噪声在发出之后在传播的过程中被不断的反射、折射而形成混合噪音,这种混合噪音往往比直达声更具破坏力和影响力。吸声降噪就是通过在封闭空间的顶部和四周用吸声材料进行布置和安装,防止和降低混合噪音的形成的方法来降低噪音。
其次是隔音降噪。隔音降噪是目前国内应用较为广泛的一种降噪方法。所谓的隔音降噪就是通过专门的隔音装置来讲噪音发生源与噪音接受者隔开,进而达到降低噪音对接受者影响力的方法。常见的隔音降噪方式主要有降噪隔音墙、隔音间等,借助单独空气间的建设,形成密闭的噪音处理场域,有效降低噪音分贝。
最后是安装消音器。在噪音产生地带和传播地带安装消音器是一种降噪效果十分明显的一种降噪方式。然而,安装消音器的降噪方式往往受到多方面因素的制约,很难得到大范围的应用和推广。首先是降噪成本的因素。消音器的安装和设置需要较大的成本投入。其次是技术因素。消音器的选择和设置需要综合实际因素和声学理论等各个因素进行综合的控制。最后是消音器自身的因素。消音器作用的发挥需要经过仔细的测量和计算,而我国铁路客车内部环境在客观上有很多局限之处。
4.结语
我国铁路客车内部降噪工作是一项立足于人性化原则的重要工程,铁路客车内部降噪技术和方法十分多样。但必须在人性化原则的基础上,坚持工作针对性、多样性等原则,通过吸声、隔音以及消声等多个方式来完成铁路客车内部降噪工作。
参考文献:
[1]郑长聚.环境工程手册(环境噪声控制卷)[M].第一版.高等教育出版社,2000:49—53.
[2]乾正幸等(日).内然动车车内隔声研究[J].国外铁道车辆,2000,6(37):28一31.
[3]龚农斌,陈士杰,王吉荣.窗隔声性能试验研究.噪声与振动控制[M].湖北工商出版社,2009:128一129.
[4]施桂蓉.广深线准高速铁路空调客车噪声试验研究[J].铁道车辆,2012,3(12):30一36.
[5]张艳平,杨宜谦,柯在田.城市轨道交通振动和噪声的控制[J].中国铁路,2010,3(7):43一45.