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如何改善地铁噪声,且看伦敦和旧金山的高招?-2o18年葡京赌侠诗

* 来源 : 声学在线 * 作者 : 声学在线 * 发表时间 : 2016-11-24 * 浏览 : 241

Cindy

    1863年1月9日世界第一条地铁诞生,其后美国的芝加哥、法国的巴黎、德国的柏林、美国的纽约、日本的东京相继建成了地下铁路,地铁逐渐成为了城市中最常见、最便利的交通工具。然而,享受地铁的交通便利的同时,地铁噪声却像顽疾一样,轰隆隆地伴随着地铁运行在城市间穿梭。

    生活在地铁沿线的居民——特别是在地面的城铁系统,噪声每天都会准时拜访,无论是你的耳膜,还是你家猫咪的耳朵;而置身于地铁车厢之中,为了听清耳机里的音乐,你不得不把音量调到最大;置身于地铁车厢,为了让你面前的人听清楚你说什么,你不得不把提高嗓门。有什么办法既享受地铁的便利,又不用忍受嘈杂的噪声呢?
    英国——世界上最早拥有地铁国家,最近正尝试着一种新的解决地铁噪音的方法。伦敦人引以为傲的“百年”伦敦大地铁一直被令人发指的巨大噪声所害。马萨诸塞州洛厄尔大学的建筑声学家亚历克斯对噪声和地铁的关系这样解释道:这就像神话中的巨人,为了支撑其庞大身躯的正常运行,一些细枝末节的问题只能被暂时忽略。实际上,噪声污染也影响了大地铁的安全。广播设备肩负着紧急状况时疏散乘客的重任,但也处于噪声的影响范围。危急时刻,噪声干扰的危害不言而喻。
    英国奥雅纳工程顾问公司(Arup)与纽约大都会运输(MetropolitanTransportation Authority,MTA)合作,尝试建造一个更安静的地铁站。在继承伦敦大地铁安全耐用的优良传统的同时,MTA还希望英国奥雅纳工程顾问公司(Arup)解决地铁的噪声顽疾。Arup声学实验室借助第二大道地铁的数字模型,提出了一种超乎寻常的创造性设想:如同古人治水一样,在噪声进入乘客耳中前将其“疏导”到无人区域。

    “降低震动”,这是Arup声学实验室为解决噪声问题给出的关键词。在宏观架构上,新地铁抛弃了传统地铁的主要建材砖瓦和石块,因为它们具有良好的反射、传递声音的特性,转而采用具有吸声能力和硬度更强的玻璃纤维建造顶棚,搭配矿物棉、冲孔薄板、搪瓷用钢板等硬质材料,将声音引导至地铁外或“锁”在天花板中。在细微处,新地铁站将在铁轨的连接处加垫氯丁橡胶垫等缓冲垫。如下图,Arup用玻璃纤维覆盖地铁顶棚的冲孔薄板,将噪声绝隔在富尔顿中转中心。

    同时,新地铁的独特建筑设计,结合共振原理,将声音引导向火车本身而非站台,提高了人声的保真度。这也解决了噪声和失真对广播系统威胁。

    伦敦的地铁降噪工程极大的改善了地铁站内的噪声环境,而美国旧金山湾区捷运系统则从车轮下手,根源处改善噪声问题。

    长久以来,美国旧金山湾区捷运系统的乘坐体验极差,与当地的经济科技发展完全不同步。终于,在旧金山湾区捷运系统投入使用的44年后,当地的运输代理商开始着手改善乘客体验,降低运输系统产生的噪音。

    承包商们聘请德国专业工程师,耗时4年,依靠电脑建模研发新型车轮,又经过约一年的测试。终于,旧金山湾区捷运系统在近日敲定,将车轮打磨掉2毫米减少噪音,669节车厢将安装新型车轮,这一计划将在两年内为全部完成,以优化每周共约42万乘客的乘坐体验。

    研究结果显示,影响噪声大小的重要因素,就是车轮的形状。旧金山湾区捷运系统当前使用的圆形车轮安装在固定轴(fixed axle)上,所以车轮之间不会彼此独立的旋转。当火车启动后,外侧的车轮总有一种倾向,即比内侧相对应的车轮转得更快。换言之就是,外侧轮“拽”着内侧轮走。而内侧轮的“拖动”,会严重磨损铁轨,这种损伤被称为“corrugation”,而其最明显的后果就是,产生让人难以忍受的噪声。

    新型的轻型车轮,将被安装在捷运系统的标准车厢上,车轮削薄后,可以在旋转时自动“重调”,这可以有效减少对铁轨的磨损,内侧车轮的噪声也会大大减少。安全且安静,可谓一举两得。虽然绝对的安静乘车体验还不能达到,但至少,不用调高音量,你可以听见耳机里的声音了。

    地铁噪声问题是一个顽疾,解决顽疾不会是一蹴而就,轻松容易。然而,将建筑工程学,材料学与声学融合,会给地铁噪声治理带来了新希望。

 

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