《探索交通》轨道之“声”

抖音热门 2025年08月22日 19:55 1 admin

有一种记忆，无需影像，不靠文字，却能绕梁三日、历久弥新；声音，如同空气般无处不在，构成了我们全方位感知世界的“第二法门”，但是，当声音超过舒适的阈值，成为纷扰的源头，便不再作为物理现象被赞美，而成为一个“大音希声”的公共命题，称之为噪声污染防治。今天，我们要关注的领域是现代社会奔腾的动脉——城市轨道交通。

截至2024年底，中国大陆58座城市、361条线路、1.2万公里的运营里程冠绝全球。在庞大的线网规模之下，是对宁静轨道日益迫切的呼唤，而现在，工程师们已经可以“聆听”轨道系统发出的讯息。

陈鹏，确认一下45号房间振动测点1

好的，看一下有没有问题

众所周知，噪声是由于振动激扰产生的，而钢轮钢轨制式下的轨交系统，轮轨相互作用而激发振动、产生轮轨噪声，同时诱发二次结构噪声。随着列车运行时速、频次以及年限增长，这些振动噪声污染带来的轮轨状态劣化情况会愈演愈烈，因此，解决问题最行之有效的措施就是振动噪声一体化综合治理。

生态环境部城市轨道交通振动与噪声控制工程技术中心（筹）主任、教授级高级工程师邵斌：

我们通俗的解释叫振动是万恶之源，早期我们大部分的轨道交通都是地面上跑，靠声屏障至少能够起一部分作用，但是后来地铁的概念就是在地下修这个隧道的形式来建设，那么过车的时候振动产生噪声，影响到（上部）的这个环境，如果不搞轨道减振，居民楼内的叫做地传振动引起的二次结构噪声，这个影响是特别难解决的。

在土地资源集约化利用的形势下，地铁上盖开发成为一种趋势，并对轨道交通振动噪声控制提出严苛的要求，因为它直接关乎着居民生活品质和商业空间的价值。经过24小时持续在线的数据采集，接下来，就是对声音的解构分析。

它的最大振级已经达到了78.1分贝，如果对标咱们的环境振动标准10070的2类区，它的一个昼间要求是75分贝、夜间72分贝，78分贝已经超标（昼间限值）3分贝（夜间限值）6分贝了，那这个超标量值是相对比较大的，在轨道或者建筑上必须采取一些减振降噪措施才可以。

之后，以实测数据为基础，借助仿真平台，分析线路对敏感建筑产生的振动噪声影响，并对不同建设阶段进行跟踪测试，再通过反复地讨论、验证，直到获得最优方案。

北京九州一轨环境科技股份有限公司总工程师办公室主任、高级工程师孙方遒：

这个项目规模确实比较庞大，整个大概得有50多栋高层建筑，然后还有一些别墅，也有小学、有幼儿园这样的一些需求，实际上这个方案提出是一个针对性的概念，因为我们（轨道）源强的多样性、由于建筑结构的多样性、布局的差异性，往往我们在做这种项目的时候呢，都是用一种定制化的思路去制定方案，试车线是打算采用钢弹簧浮置板（改造），工程车线这些现在是打算把现有扣件换成减振扣件，然后对于现在这些开敞部分，用声屏障去做封闭，总体方案基本就是这样的一个情况。

一段时间后，相同的点位，同样的采集方法，最终得到的结论却大有不同。

北京九州一轨环境科技股份有限公司总工程师办公室主任、高级工程师孙方遒：

室内振动、室内二次结构噪声二类区达标，然后呢，环境振动一类区的要求。

刚刚我们见证了技术团队采用量身定制化的思路减少轨道交通振动噪声对敏感建筑的影响。然而，当我们把历史的钟表拨回到本世纪伊始，中国还在为特殊等级隔振产品感到头疼。

生态环境部城市轨道交通振动与噪声控制工程技术中心（筹）主任、教授级高级工程师邵斌：

早期国内陆续的引进了一些不同等级的减振措施，其他技术当年国产化都做得比较好了，唯独从德国引入的钢弹簧浮置道床，垄断了将近10年，地铁公司、各方面都受不了了，一个是造价太高，另外呢，包括设计以及工程完成之后的审计，都非常难于操作，这时候领导要求我们启动反倾销诉讼，打国际贸易官司我们是不擅长的，那只能是从技术角度走国产化，所以这时候经过了三年多的努力，07年才在北京市科委立项，09年就正式在4号线应用，10年我们课题验收是顺利完成了，12年一起搞的科技成果鉴定，整体成果达到国际先进，部分成果达到国际领先。之后又研制了预制道床，既提高施工效率，又能够提高产品的质量。后面呢，骨干城市都有一个提速的需求了，特别后来呢，多网融合，市域郊、城际都是按照160-200km/h的速度来跑，那么这时候对高速轨道的减振降噪也是逐渐提高要求了，就是这么一个过程。

随着越来越多的减振措施涌入市场，开始为更多地区的轨道交通提供多样化选择。

兰州，九曲黄河穿城而过，狭长的地形促使地铁1号线建设不可避免地出现了小曲线半径，列车经过时，轮轨产生的摩擦力更大，长时间的磨损容易出现病害，尤其是钢轨波磨，将严重影响轮轨使用寿命，也造成行驶途中出现颠簸。在轨道交通的发展中，钢轨波磨是全世界面临的共性难点问题，而此刻的兰州，正在开展新的治理措施试验，选取地铁区间150米加装新型钢轨阻尼器，并通过轨道声纹在线监测系统实时监测振动噪声情况。这天夜间，技术团队再次来到现场。

黄工你好，今天的这个检测结果如何？

目前咱们钢轨阻尼器安装段它的钢轨表面粗糙度的一个增量仅为未安装段的一半，钢轨的振动降低了5db左右，这个钢轨病害它情况怎么样？

安装后我们观察了将近一年，主要是波磨这块的话，比这边要明显地减缓。

经过改造，钢轨成功减少了打磨次数，与此同时，运营人员创新性关注了时刻陪伴列车行驶的另一类重要人群：地铁司机，他们每天在幽闭且复杂的环境下工作，更被噪声所扰。

兰州市轨道交通有限公司运营分公司副总经理、教授级高级工程师孙志强：

因为地铁在设计的时候它就会经过我们城市的最繁华的一些金融区、居民区，它在选线的时候就会曲线半径就会比较小，在这样的一个区段呢，噪声就会非常大，在这方面研究我们采取了一个创新的思路叫调频钢轨阻尼器这个设备，我们可以把车轮跟钢轨的这种振动的能量通过谐振弹簧组把它吸收掉，我们研发了整个的这种声纹监测装置安装在列车上以及我们的隧道内，经过我们400多天的实验取得了非常好的效果，同样，我们就在研究的过程中就发现比较有意思的一件事情，就是90%的司机反映都是噪声对他的影响是比较大的，我们想是否能够通过中国的这些音乐疗法对我们的司机来进行一个干预治疗，目前在全国只有兰州地铁在做这方面的研究，也是希望能够在对于我们（司机）职工的职业健康方面能够有所探索。

兰州地铁1号线轨道病害及振动噪声综合解决方案实现了从被动处理到主动预防的转变，在这其中，有一个值得关注的重点：轨道声纹在线监测系统。

信息技术的提升推动监测水平快速升级，距离兰州1500多公里的天津，正在进行这场升级中的一项重要测试。

与兰州地铁1号线主要采用传感设备实施断面的监测不同，光纤传感因为频带宽、大容量、低能耗、灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀等特性，在长距离大范围的监测上具有更大的优势，而它的监测范围，不仅有轨道结构及减振产品，还有隧道、桥梁等结构，这一次试验的成功也将推动光纤传感技术在地铁正线的应用。

实验场内，工程师们将模拟不同轨道结构病害，以此探究光纤响应的不同表现特征，首先开始的是模拟钢弹簧浮置板剪力板缺失对振动信号的影响，激振设备已到达指定位置，在两种工况下分别对钢轨进行仿真激励。

我们可以从屏幕上明显看出，激励过程中信号是明显变化的，两者是有明显差异的。

北京九州一轨环境科技股份有限公司副总裁、副总工程师、教授级高级工程师丁德云：

我们减振的原理叫质量弹簧阻尼系统，那么这些硬件产品放在轨道下面，列车每天来回跑它就会出现一些问题，现在我们要往信息化方面去转化，基于这个行业的两个焦点问题，第一就是环境的振动噪声的投诉问题，第二就是病害导致了增加这个运维的成本，当时基于这两个现实问题我们就想怎么能够捕捉这些信息来指导后面的运维降本增效呢？有个专业术语叫声纹，我们说白了就是想听轨道的声音，要听轨道声纹，那就在线实时监测是最好的方式，所以我们又发展出来轨道声纹在线监测，我们现在打造的叫“三全一真”，三全就是全时间、全空间、全过程地来捕捉轨道声纹信息，来管理它，一真呢，就是得到真实的状态信息，因为以前的传统的检查检测手段大部分是在我们列车停运以后检查轨道、隧道、车辆有没有毛病，我们这些数据都是实时的，这才是能够体现列车与轨道之间相互作用真实的一种做法，而且是比较切合实际的做法。

从过去单一物理防治向信息化、数字化转型，不仅是技术能力的增强，标准也在不断更新。

北京九州一轨环境科技股份有限公司副总裁、副总工程师、教授级高级工程师丁德云：

我们在七八年前就布局了这套系统的开发，其实这个布局是早于我们国家噪声法颁布的，我们国家噪声法其实在22年6月份才正式实施，那么它的里头就要求我们轨道的运营单位必须要有这些对噪声振动的重视和监测，随着国家噪声法实施，那“十四五”已经马上结束了，“十五五”马上来了，那么它会有更高对于宁静的这样一些环境的要求，特别现在宁静住宅、宁静交通，都会打造整个宁静中国的这样一个非常好的画面；另外一方面，还有现在国家提到了一个叫安全韧性发展，那么就是我们在这个宁静轨道这块，声纹监测系统是有一定的应用空间的，第一个就是安全，第二就是高效运维，第三个就是我们的环保，通过这三个方面也是在达到一个叫轨道交通高质量发展的一个缩影，现在确实，不管是国外的还是国内，轨道交通监测这一方面现在研究的人非常多，目标就是想能够推动未来城市轨道交通行业这样一个新质生产力，通过我们自己的技术贡献来为我们现在行业数字化和智慧化、智能化发展做一些贡献，这个我觉得很有信心的。

这场始于对声音讯息的解析洞察，在现代科技的加持下，被赋予了新的意义，虽然，噪声永远不会消失，但是凭借精妙的想象力与创造力，人们探索出一条与振动噪声和解的共存之路，在可以预见的未来，宁静轨道将变成可以企及的目标，疾驰的列车将化作城市背景中一道“风过而竹不留声”的风景，在技术边界被不断拓展的过程中，一个由智慧塑造的未来，正在轨道的延伸处，感知着历史的回声。