中国铁设工程实验室胡文林：高铁车站的噪声控制与仿真

前言：中国国家铁路集团聚焦交通强国、铁路先行，全面贯彻新发展理念，提出了打造“畅通融合、绿色温馨、经济艺术、智能便捷”的铁路客站建设新理念和建设智能精品客站的要求。中国铁路设计集团有限公司承担高铁雄安站、北京丰台火车站等京津冀地区重点客站设计任务，主持国铁集团系统性重大科研项目“京津冀地区重点客站关键技术研究”，力求在绿色、精品、智能、人文等方向取得突破和创新，其中，噪声控制技术取得多项创新成果并在“绿色温馨”精品客站建设中发挥关键作用。

12月1日19时30分(周四)，笔者受邀在仿真秀和北京东方所联合主办《2022轨道交通技术学习月》第三期讲座带来报告《高铁车站的噪声控制与仿真》，欢迎专家学者莅临指导和交流。

一、高铁站内噪声现状及声舒适性提升面临的挑战

研究表明，列车以时速200km/h~350km/h通过高铁车站时，站台候车区噪声85~105dB(A)，线下候车厅内的噪声约70~85dB(A)，部分大型车站候车厅混响时间达5s以上，对车站声舒适性提升带来挑战。

通过国内高铁车站噪声、振动标准和适用减振降噪措施调研分析，提出设计中采用的噪声、振动限值取值，将控制过车瞬间噪声和保证候车厅音质作为提升站内声舒适性的主要方向。

二、高铁车站噪声的主要组成及频谱特性

站台候车区域主要噪声来自列车通过时经由空气传播的噪声。高架车站线下候车厅噪声包括站台噪声经空气路径传入站厅内的噪声、车致振动传递至楼板引发的二次结构噪声，以及旅客人群噪声、设备噪声等构成的背景噪声。通过实测分析，掌握不同噪声的频谱特性，为噪声控制提供基础数据。采用相控阵列声源识别（声学相机）方法，实测高速列车运行时噪声源能量空间分布及频谱特性。

三、站台层噪声仿真分析方法

采用MSC. Actran软件，基于声学有限元方法，建立列车经过站台区域时的声学仿真模型。模型包含上、下行线路及两侧站台几何轮廓和列车运行时的噪声源频谱、位置信息和吸声边界条件。采用高速铁路等效五线声源及其分声源频谱计算方法，将声源识别结果数据计算为可用于仿真模型输入的等效线声源。在保证仿真精度的前提下，对轨道、站台及动车截面细部造形进行简化，提高计算效率。

四、候车厅音质仿真分析方法

采用Odeon软件，基于几何声学原理的虚源法与射线追踪法相结合的混合法进行声场仿真计算模拟。Odeon软件预测评估铁路客站等公共交通枢纽的室内声学效果时，需要模拟接近真实的声源位置、频谱及指向性，以及将主要材料的吸声系数、铺设位置与面积反应在仿真模型中，从而获得较准确的混响时间和语言传输指数计算结果。对超大型的公共空间，广播系统的语言传输指数对于优化室内音质具有更重要参考价值。

五、高铁车站噪声综合控制技术研究及工程实践

在两座新式铁路客站的声学专项设计中，综合运用仿真分析、现场试验、实验室检测、实测类比等方法，完成声学设计方案并提出适用的噪声控制措施。雄安高铁站建有过车时速120公里的“建-桥合一”结构站房，采用站台吸声、轨道隔振降噪、室内吸声等方法，提升线下候车厅的声舒适性。北京丰台火车站是国内首座采用高铁、普铁双层车场重叠设计的特大型车站，将声学设计与建筑艺术设计融合，为候车厅、入口大厅、城市通廊、重点旅客候车厅等量身定制降噪方案，使这座亚洲最大铁路枢纽拥有优质的声学效果。

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2022轨道交通技术交流月（三）：高铁车站的噪声控制与仿真-仿真秀直播

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