铁路噪声对沿线住宅声环境影响的量化评估与防控策略研究

铁路噪声对沿线住宅声环境影响的量化评估与防控策略研究

宫泽睿 任祉杰 郭辉 曹蕾 张旭鹏 曹露

中国辐射防护研究院  山西 太原  030600

摘要：随着高速铁路和普速铁路网络的不断扩展与提速，铁路交通在促进经济发展，大宗货物运输和人员流动方面发挥着日益重要的作用。然而，与此同时，铁路噪声污染问题也日益凸显，铁路噪声不仅干扰人们的日常生活和休息，还可能对人们的健康造成长期影响，如听力损伤、睡眠障碍、心血管疾病等。因此，对铁路噪声进行科学、准确的评估，并制定相应的噪声控制措施，已成为铁路运营中需解决的重要问题。本文旨在探讨铁路噪声对沿线住宅声环境影响的量化评估方法，并提出有效的防控策略。

关键词：GIS技术；铁路噪声；沿线住宅区域；声环境

随着城市化进程的加快，铁路交通作为重要的公共交通工具，在缓解城市交通压力、促进区域经济发展方面发挥着重要作用。然而，铁路运输过程中产生的噪声问题也日益凸显，对沿线住宅声环境造成了显著影响。当前对于铁路噪声防治多是通过噪声模型以及GIS等工具更好地量化评估铁路噪声对沿线住宅声环境的影响，并制定有效的防控策略。通过建立噪声模型，可以模拟铁路运行时产生的噪声分布情况，从而识别出噪声污染最为严重的区域。这为制定针对性的降噪措施提供了科学依据。

1.铁路噪声对沿线住宅区域声环境评估方法

1.1数据收集与处理

首先，需广泛收集与铁路噪声相关的数据，包括铁路运营时刻表、列车类型与运行速度、轨道材料、车辆磨损程度等数据，为后续噪声预测提供基础。其次，环境监测数据的获取，通常布设噪声监测点，以实时记录噪声水平。这些监测点应选择在不同的住宅区域，不同楼层高度，确保数据代表性[1]。此外，需对收集的数据进行预处理，包括去除异常值、填补缺失值及数据标准化，以保证分析的准确性。

1.2噪声预测模型

在噪声预测模型的构建中，需选择合适的数学模型，以模拟铁路噪声对沿线住宅的影响。常用的模型有声传播模型和环境声级预测模型。声传播模型能模拟不同环境条件下噪声的传播特性，如地形、气象条件对声波的影响。环境声级预测模型则结合交通流量与车辆类型，通过统计学方法预测噪声水平[2]。这些模型的精度直接影响评估结果，因此在模型选择时，需充分考虑实际情况，并进行参数校正与验证。

1.3GIS技术应用

GIS技术的应用为铁路噪声评估提供强大的空间分析能力，将收集的数据与GIS平台结合，实现噪声分布的可视化展现。利用GIS工具，对沿线住宅区域进行空间分析，评估噪声影响范围、声强分布及潜在影响人群。GIS还支持多维度数据叠加，便于研究人员将噪声数据与地形、土地利用、居民分布等信息进行综合分析，帮助制定合理的噪声控制方案[3]。此外，GIS技术还进行时空分析，评估不同时间段内噪声水平的变化，为政策制定与环境管理提供科学依据。

2.铁路噪声对沿线住宅区域声环境评估内容与指标

2.1研究地点与噪声强度评估

噪声强度评估是铁路噪声对沿线住宅区域声环境评估的重要组成部分。在不同时间段对噪声进行监测，使用声级计等专业设备记录噪声强度。评估时需考虑铁路运行的频率、列车类型及其速度等因素。常用的噪声指标包括昼夜等效声级（Ldn）和最大声级（Lmax）。以甘肃省嘉峪关市嘉策铁路为例，通过现场噪声测量发现，嘉峪关市铁路沿线住宅区域的噪声水平在白天和夜间存在显著差异，同样的列车运行速度与车次，，例如15列货车与40km/h

的速度运行，昼间与夜间等效声级差4dB。铁路噪声受车辆速度与交通流量影响较大。通过对不同时，计算出该区域的昼夜等效声级（Ldn）为65分贝，而最大声级（Lmax）则达到80分贝。

不同速度下列车铁路边界30m处噪声预测分析，单位dB

2.2噪声影响程度评估

噪声影响范围评估则通过GIS技术或者噪声模拟软件，将噪声传播模型与地理信息相结合，分析铁路噪声对周边环境的影响。采用声传播模型（如ISO 9613标准），结合地形、气象条件等因素，绘制噪声影响区域图。对比不同距离的噪声强度，确定影响范围内的住宅数量及其受影响程度。研究表明，离铁路50米以内的住宅受到的噪声影响显著，Lmax可达到90分贝，而100米以外的住宅噪声水平则显著降低。

3.铁路噪声防治措施

针对铁路噪声对沿线住宅区域的影响，制定有效的噪声控制措施是保护居民生活质量的重要环节。首先，从源头控制噪声，建议在新建或者改建铁路工程时，采用低噪声轨道和轨道结构，比如使用弹性轨道结构和吸音材料，降低列车运行时产生的噪声。同时，合理选择列车型号，鼓励使用更为安静的电力机车替代传统柴油机车，以减少噪声排放。其次，沿线设置噪声屏障是一项有效的措施。屏障的高度和材料选择，应根据噪声传播特性进行优化，常用的材料包括混凝土、砖石和吸音板等。研究表明，适当高度的屏障可降低噪声传播至住宅区的强度。例如，在城市的铁路沿线，安装了高度超过3米的噪声屏障后，周边居民的噪声暴露水平降低了约10分贝，显著改善了周边环境。在城市规划中，新建住宅区应尽量远离铁路，或在规划时考虑设置隔离带，如绿化带或低噪声区，以减轻铁路噪声对居民的影响。同时，在改建或扩建现有住宅区时，可考虑对建筑进行隔音处理，例如采用双层玻璃窗或声学材料进行内外墙的加固。此外，实施交通管理措施，也能减少噪声污染。对铁路运行时段进行合理安排，尽量避免在夜间进行高噪声的列车通行，减少对居民的打扰。可考虑在特定时间段内限制重载列车的通行，降低高峰时段的噪声。

研究表明，采用特定材料和设计的隔音屏障，或者居民房屋设置双层玻璃等方式可以降低噪声10-15分贝，在很大程度上减轻了居民的噪声干扰。其次，优化铁路设计及运营是另一重要策略。对铁路线路进行合理规划，居民区附近尽量降低行进速度禁止鸣笛等措施。同时，调整列车运行速度和发车频率，尤其是在夜间，有效降低噪声影响。采用低噪声列车、进行定期的轨道维护和使用减震材料，也是减少噪声产生的重要措施。此外，部署声环境监测设备，实时收集噪声数据，为后续的噪声控制措施提供依据。这种系统不仅可帮助管理部门及时响应居民的投诉，还能为政策制定提供数据支持，确保噪声控制措施的科学性和有效性。

4.结语

在铁路噪声评估中，GIS技术可以实现对噪声源、传播路径和受声点的全面分析和模拟，从而更准确地评估铁路噪声对沿线住宅区域声环境的影响。通过科学的噪声评估和控制措施，减少铁路噪声对沿线居民生活质量的负面影响，促进铁路交通与环境保护的协调发展。

参考文献：

[1]岳思. 基于GIS平台的铁路噪声预测智能技术研究[J]. 绿色科技,2021,23(22):241-242,250.

[2]李晏良,刘兰华,李志强. 基于地理信息系统的高速铁路噪声地图绘制技术[J]. 中国铁道科学,2022,43(1):182-188.

[3]卫永刚,张志刚,吴文平,等. 考虑数字成像的GIS设备机械振动故障控制方法[J]. 机械与电子,2024,42(6):60-64,69.