高鐵能又快又靜，為什么地鐵做不到？

地鐵，給公眾的出行帶來極大便利的同時，運行噪音問題也時常引發關注。

而同屬軌道交通的高鐵動車，已經實現又快又靜又穩定，甚至快到將“全球最快高鐵”的桂冠收入囊中——CR450動車組在試驗中創下單列453km/h、相對交會896km/h的世界紀錄。

反觀地鐵，一般最高運行速度僅80-120公里/小時，速度相對較慢，但噪音卻不少，這是為什么呢？

地鐵噪音來自哪里？

地鐵運行中，產生的噪音有非常多樣的來源，包括輪軌噪音、空氣動力噪音、車輛設備噪音、電弧噪音等。

輪軌噪音

地鐵列車不同于汽車，沒有方向盤，轉彎需要依靠轉向架，輪對通過曲線軌道時，車輛轉向架前軸外輪的輪緣與外軌接觸產生金屬摩擦聲，同時鋼軌表面上微米級別的微小凸起與車輪產生振動，無序的振動能量會通過空氣向外傳播，形成輪軌噪音。

輪軌噪音包括滾動噪音、沖擊噪音和尖嘯噪音。

滾動噪音：車輪與鋼軌摩擦、振動向外輻射形成。

沖擊噪音：輪軌相互撞擊形成。

尖嘯噪音：制動時形成尖嘯聲。

空氣動力噪音(風噪)

顧名思義就是由于列車運行擾動空氣產生的噪音。眾所周知，地鐵列車運行的隧道通常是封閉且狹長的，列車在運行時壓縮隧道內的空氣形成活塞風，氣流相互振動形成氣流噪音。

氣流噪音在列車高速運行時比較明顯，車速較低時影響較小。

車輛設備噪音

車輛設備噪音，指的是齒輪箱、發電機、壓縮機等在運行過程中形成的噪音。現在的地鐵列車都配備空調，空調機組運行時也會產生噪音。

電弧噪音

電弧噪音則指的是集電弓與架空接觸網間發生摩擦產生的噪音。

那么，哪種噪音最影響搭乘地鐵的聽覺體驗？輪軌噪音！

在地鐵列車運行過程中，輪軌噪音是主要的噪音源，也是影響地鐵乘坐聽覺體驗的主要原因。據上文所述，車輪和鋼軌接觸時，鋼軌表面上微米級別的微小凸起與車輪產生振動，無序的振動能量通過空氣向外傳播，形成噪音。

噪音為何時大時?。?/strong>

列車運行線路的曲率半徑大小決定了高鐵和地鐵兩種截然不同的乘坐體驗。

城市地鐵線路上的站點距離近，且不在一條直線上。地鐵線路在設計時會有很多曲線路段，這些曲線的曲率半徑往往較小，一般在400m以下。曲率半徑越小，彎曲越明顯。

列車拐彎時車輪與鋼軌間相互擠壓，發生嚴重波磨的同時，縱向摩擦振動加劇，也會產生高頻的刺耳噪音。

那為什么高鐵能又快又穩？主要原因是高鐵線路的曲率半徑大，一般在4000m以上。曲率半徑越大，幾百米的線路近乎是條直線，列車在直線線路行駛時，車輪與鋼軌的摩擦擠壓遠遠小于在彎道行駛時，噪音的響度頻率也遠遠低于過彎道時產生的噪音。

此外，道岔的不連續性也增大了噪音。

道岔是一種使列車變換軌道的線路連接設備，是軌道的重要組成部分。列車通過道岔時，為使車輛方向改變，道岔尖軌會在車輪邊緣施加側向推力，在壓力作用下車輪與鋼軌發生相對運動，鋼軌的不連續性會產生瞬時頓挫感和沖擊高頻噪音。

車速越快、車輛越重，經過道岔時，由鋼軌的不連續性產生的摩擦力越大，噪音的頻率就會越高。

地鐵噪音辨別大全

如果從噪音出現先后順序來說，地鐵噪音一般按照以下的順序“登場”：空氣動力噪音、輪軌噪音、車輛設備噪音。

回憶一下，當你踏進地鐵車廂后，列車一啟動，首先襲來的主要是空氣動力噪音。它通過地板、窗戶、門和舷梯連接，以及通過門密封件的縫隙傳播，隨著列車速度的持續增大，你會發現耳邊的呼嘯聲也同步擴大。

當列車加速狀態結束、以高速狀態穩定行駛時，空氣動力噪音會“退居二線”，輪軌噪音、車輛設備噪音等通過結構傳聲的低頻噪音接下了“接力棒”。

在到達下一站的路程里，你大多數時候感受到的是輪軌噪音，即輪軌滾動的聲音。雖然地鐵內門窗封閉良好，但輪軌噪聲可通過車體傳播到車內，強大的聲能激振車體外殼，使車內地板、墻板、車窗等產生振動，向你所在的車廂輻射噪聲。無論你在車廂的哪個位置，輪軌噪音用“實力”實現了“全覆蓋”。

如果你搭乘的地鐵剛好從地面進入地下，穩定下來的噪音會再次增大。各類噪聲實驗發現，當地鐵在地下行駛時，產生的噪音會明顯大于在地面行駛。

這是因為當地鐵在地面行駛時，噪聲能量能夠向外傳遞和衰減，而當列車在密閉狹長的隧道內運行時，本來向四周擴散的聲音經隧道壁反射疊加，再次進入列車車廂內，使噪音的強度增大。

在某些特定時刻，你還會聽到刺耳的“尖叫聲”，如尖刀滑過鐵器那般讓人頭皮發麻。這通常是列車正通過曲線路段轉彎，車輪與鋼軌之間產生橫向滑移，摩擦加劇而產生的“尖嘯噪聲”。

降噪措施

對于地鐵噪音，地鐵運營方從來不是聽之任之，而是采取一些降噪措施，盡可能提高車廂安靜程度，提升乘客的乘車舒適性。

首先，地鐵運營方會通過對列車、軌道等各個環節進行調整和改善，運用多項新技術和新材料，有效地降低列車在行駛過程中產生的摩擦和震動噪音。

其次，維修師傅會對不平順地段進行鋼軌打磨，使輪軌接觸面變得平滑，從而減小導向輪與鋼軌之間的摩擦力和沖擊力，達到降低噪音的目的。

再者，地鐵運營方會設置正線鋼軌自動涂油機的出油量和出油頻率，潤滑車輪輪緣和鋼軌軌頭工作邊。針對自動涂油機不能覆蓋的區域，采用人工涂油的方法，降低輪軌摩擦時的滑動阻力。

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來源：北京科技報、北京科技中心、深圳市軌道交通、烏魯木齊地鐵