摘　要:分析了城市軌道交通噪聲的產(chǎn)生與傳播過程。根據(jù)已有的研究成果整理出了城市軌道交通噪聲影響的理論計算方法,得出城市軌道交通線路不同敷設(shè)方式噪聲影響的范圍和程度。在此基礎(chǔ)上,借用成本效益理論,提出了城市軌道交通噪聲影響的效益評價方法。

 

關(guān)鍵詞:城市軌道交通;線路敷設(shè)方式;噪聲影響;效益評價

 

　　在城市軌道交通比較發(fā)達(dá)的一些國家如美國、法國、日本、德國、英國、比利時、瑞士等,軌道交通引起的環(huán)境問題已被列為重要的科學(xué)研究課題。他們早已開始研究噪聲的產(chǎn)生原因、傳播路徑、控制方法以及對人體的危害等,并把這些研究成果應(yīng)用于城市軌道交通的規(guī)劃與設(shè)計中,使噪聲在線路投入使用前就得到有效控制[1-5]。

       針對我國城市軌道交通噪聲的環(huán)境影響問題, 國內(nèi)也已經(jīng)開展了一系列的工作[6-9]。但是,我國關(guān)于城市軌道交通建設(shè)項目環(huán)境影響的評價工作起步較晚,目前尚無一套統(tǒng)一完整的、可供線路規(guī)劃設(shè)計階段使用的噪聲影響評價方法和模式;同時,與國外相比較,國內(nèi)對城市軌道交通噪聲的研究多數(shù)僅限于事后的環(huán)境影響研究,而很少有把這些研究成果與城市軌道交通規(guī)劃結(jié)合起來,以優(yōu)化城市軌道交通的規(guī)劃與設(shè)計。鑒于此,本文根據(jù)已有的研究成果,就不同線路敷設(shè)方式的城市軌道交通噪聲影響及其影響程度進(jìn)行理論分析和計算,在此基礎(chǔ)上提出關(guān)于城市軌道交通噪聲影響的效益評價方法。

 

 

 

1. 1 城市軌道交通噪聲的產(chǎn)生與傳播

 

      從影響對象來看,軌道交通噪聲可以分為車廂內(nèi)噪聲、車站內(nèi)噪聲和路邊噪聲。車廂內(nèi)的噪聲由乘坐該車的人承受,車站內(nèi)的噪聲由在車站內(nèi)候車的人承受,而路邊噪聲影響著在軌道交通沿線區(qū)域居住或工作的人們。各種類型的噪聲可能來自一個或多個噪聲源,并且沿著各種各樣的途徑進(jìn)行傳播和擴(kuò)散。本文主要從城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計的角度研究軌道交通形成的噪聲對沿線環(huán)境的影響,即路邊噪聲對環(huán)境的影響。

 

      路邊噪聲的產(chǎn)生與傳播是通過聲源、傳播路徑及接收點這3個方面進(jìn)行的(見圖1[10]):軌道交通在運行過程中形成了噪聲源;噪聲源在傳播過程中,由于發(fā)生擴(kuò)散、吸收、屏蔽等作用而減弱;最后,噪聲到達(dá)接收點,并結(jié)合其他因素影響接收者的活動。

 

1. 2 城市軌道交通噪聲影響理論計算方法

 

      為了評價城市軌道交通噪聲的影響,除了進(jìn)行實際調(diào)查外,還需要對未來的噪聲振動影響進(jìn)行預(yù)測,這就必須有一個比較準(zhǔn)確簡單的計算模型。多少年來各國的研究者都結(jié)合具體交通情況,研究了一整套計算方法,目前還在研究之中。由于本文的工作著眼于城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計這個大方向, 是從效益角度去評價城市軌道交通的噪聲影響,不是從聲學(xué)的角度去研究問題,不是也不可能重新提出一套計算模型。至于在軌道交通環(huán)境影響評價中所需要的噪聲計算模型,主要是借鑒目前已有的研究成果,并結(jié)合城市軌道交通線路不同敷設(shè)方式的特點,對模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?初步提出一套適用于城市軌道交通線路規(guī)劃設(shè)計階段的噪聲計算方法,為線路規(guī)劃和設(shè)計時進(jìn)行噪聲影響評價提供依據(jù)。

 

1. 2. 1 計算步驟

 

      本文參照道路EIA(Environment ImpactAnaly-sis)指標(biāo)體系中聲環(huán)境評價指標(biāo)的評價方法和美國聯(lián)邦公共交通管理局于2006年5月頒布的《交通噪聲與環(huán)境評價手冊》(以下簡稱《手冊》)[10],并結(jié)合線路敷設(shè)方式對噪聲影響的特點,采用的城市軌道交通噪聲預(yù)測方法如圖2所示。可以利用該方法對不同線路敷設(shè)方式的城市軌道交通線路進(jìn)行噪聲預(yù)測和評價,并對結(jié)果進(jìn)行比較。

 

1. 2. 2 計算方法

 

1. 2. 2. 1 參考暴露聲級

 

      參考暴露聲級(Lref)是在特定運行條件下,線路上的某一點通過1列車的聲級。不同的城市軌道交通類型(地鐵、輕軌、通勤鐵路等),噪聲源的Lref有所不同,可按文獻(xiàn)[10]確定Lref。

 

1. 2. 2. 2 基礎(chǔ)噪聲值

 

      根據(jù)噪聲源在計算點的Lref,參考不同運營條件下的修正公式和線路敷設(shè)方式修正值,可以計算噪聲源在參考點(距離軌道中心15 m處)的基礎(chǔ)噪聲值(Lbas)。具體運營特征包括車流量、運行速度。線路敷設(shè)方式分為地面線路和高架線路(由于地下線路噪聲對沿線環(huán)境的干擾不大,所以不對其影響進(jìn)行評價)。相關(guān)計算模型可以參考文獻(xiàn)[11]。

 

1. 2. 2. 3 傳播過程的噪聲修正值

 

      根據(jù)軌道交通類型和運營特征,可以得到列車在線路上行駛時產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度。不僅應(yīng)關(guān)心列車在線路上噪聲的大小,而且要取得離軌道交通線路不同距離和高度地點的噪聲值。這就涉及到噪聲擴(kuò)散傳播時由于距離、吸收和屏蔽等作用產(chǎn)生的衰減,來對基礎(chǔ)噪聲進(jìn)行修正。關(guān)于這方面的修正方法已基本成熟。本文的幾種修正模型或修正值是結(jié)合城市軌道交通地面和高架線路的特點,參考文獻(xiàn)[12-14]的相關(guān)研究成果得來的。

 

1. 2. 2. 4 噪聲強(qiáng)度

 

      由不同軌道交通類型和運營特征計算得到的Lbas加上由于擴(kuò)散和傳播產(chǎn)生的修正值Lcor,最終可得在計算點處產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度Leq=Lbas+Lcor。

 

1. 3 不同線路敷設(shè)方式下噪聲對沿線環(huán)境的影響

 

      為了具體研究軌道交通線路不同敷設(shè)方式對噪聲的影響程度,利用以上預(yù)測方法,對假定的軌道交通線路進(jìn)行噪聲影響預(yù)測和分析。為使研究成果具有一定的普遍性,假定的軌道交通線路在系統(tǒng)制式、運營特點、線路特征等方面與目前普遍采用的城市軌道交通線路一致。

 

      通過理論分析和計算可知,不同的線路敷設(shè)方式對噪聲的影響程度是不同的。一般來說,在其他條件都相同的情況下,高架線路噪聲較地面線路噪聲要高1~6 dB(A),因此高架線路的噪聲影響范圍也要比地面線路大5~40 m。如圖3所示,如果線路設(shè)聲屏障,那么高架線路在距離線路中心20~25m處能滿足3類區(qū)的噪聲控制要求,而地面線路在15~20 m左右就能滿足3類區(qū)的要求;高架線路在65~70 m處能達(dá)到2類區(qū)噪聲控制要求,而地面線路在30~35 m處就能達(dá)到2類區(qū)的要求;高架線路在100 m范圍內(nèi)無法達(dá)到1類區(qū)的噪聲控制要求,而地面線路在距離線路中心60~65 m處就能達(dá)到1類區(qū)噪聲控制要求。

 

 

      噪聲影響會使周圍的環(huán)境惡化,產(chǎn)生的后果有可能會使土地的商業(yè)價值下降。要控制噪聲的影響就要采取各種措施,就必然要進(jìn)行投入,這就帶來了一個以什么樣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行投入才是最合理的問題,或者說要評價帶來最大經(jīng)濟(jì)效益的投入水平。因此,在進(jìn)行城市軌道交通線路噪聲預(yù)測的基礎(chǔ)上,現(xiàn)提出城市軌道交通噪聲的效益評價方法。

 

2. 1 城市軌道交通噪聲影響效益評價原理

 

      成本效益分析(Cost-benefitAnalysis)是評價各種公共項目經(jīng)濟(jì)效率性的最基本方法[15]。它把項目實施費用和項目所產(chǎn)生的效益換算成貨幣后進(jìn)行對比、評價,從而確定該項目實施的可行性。效益是指用貨幣單位表示出的因項目實施而產(chǎn)生的效果。費用是指因項目實施而喪失的財產(chǎn)或福利價值。如果可以把軌道交通產(chǎn)生的噪聲影響換算成貨幣,就可以用成本效益分析方法對其進(jìn)行效益評價。

 

      從噪聲構(gòu)成的環(huán)境影響來分析,其經(jīng)濟(jì)成本可以分為直接損失、間接損失和降噪措施成本[16]。直接損失包括房產(chǎn)價格的下降。間接損失包括用于治療相關(guān)疾病的費用和個人工作效率的下降。由于噪聲形成的直接和間接損失隨著噪聲的影響程度的提高而增加,所以降噪措施的最終目的還是減少直接損失和間接損失。這就意味著增加對降噪措施的投入,即增加降噪措施成本,以降低噪聲對沿線環(huán)境的影響,因而減少其間接和直接損失。因此,就存在一個投入多少的問題�？偟脑瓌t自然是希望通過一定量的投入獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。這也正是噪聲效益評價的思想和原理。

 

2. 1. 1 噪聲影響造成的損失

 

2. 1. 1. 1 直接損失

 

      噪聲影響造成的直接損失是降低了居住和工作環(huán)境的舒適度和安全性。雖然這種降低程度很難用經(jīng)濟(jì)來直接評價,但是可以通過一些相關(guān)的經(jīng)濟(jì)行為來間接估計其損失程度。

 

      一個常用的方法是利用特征價格法研究房價受噪聲和振動影響的程度,得到噪聲敏感指數(shù)(NoiseDepreciation Sensitivity Index)INDS用以計算房價下降程度。例如,當(dāng)INDS為0. 4%,噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)值為55dB(A),則房產(chǎn)受噪聲影響產(chǎn)生的價格降低百分比為(房產(chǎn)處噪聲值-55)×0. 4%。反過來說,如能將噪聲降低1 dB(A),那么相當(dāng)于受影響房產(chǎn)的房價升值0. 4%。根據(jù)國外的研究成果[17],對于不同的交通方式以及噪聲源的INDS取值范圍在0. 2% ~1.3%之間,其中由于軌道交通產(chǎn)生的INDS平均值為0. 9%。

 

2. 1. 1. 2 間接損失

 

      間接損失中用于治療相關(guān)疾病的費用是指由于噪聲造成的心理和生理疾病的治療費用,還包括因為噪聲導(dǎo)致個人工作效率的降低。由于這些損失根據(jù)不同的影響個體其具體情況有很大的不同,根據(jù)市場經(jīng)濟(jì)的特點,可認(rèn)為在直接損失的貨幣計算過程中,已把間接損失計算在內(nèi)了。即房產(chǎn)價格已反映了由于噪聲造成的個人損失。因此,在評價過程中可以用房產(chǎn)價格的下降代表噪聲影響的損失。

 

2. 1. 2 噪聲控制成本

 

      為降低列車運行噪聲對沿線敏感點的影響,可以通過多種方法和途徑來實現(xiàn)。宏觀層面,可以通過合理的線路規(guī)劃和城市規(guī)劃避開噪聲敏感點,比如采用對外界噪聲影響小的線路敷設(shè)方式。而具體措施更是多種多樣,包括:優(yōu)先選用聲學(xué)性能優(yōu)良的城市軌道車型,采用重型軌,鋪設(shè)無縫線路等;對噪聲超標(biāo)的敏感地段設(shè)置吸(隔)聲屏障;在車輛段總體布局上,將噪聲源遠(yuǎn)離敏感區(qū)域,空壓機(jī)等設(shè)備采取消音措施等。不同的方法和途徑其成本也各有不同。因而,降噪措施成本與所采用的噪聲控制方法和措施緊密相關(guān)。具體計算中,可以根據(jù)實際情況選擇合適的降噪方法,統(tǒng)計其費用。

 

2. 2 城市軌道交通噪聲影響成本效益評價方法

 

      成本效益分析中,費用和效益不是根據(jù)項目實施前后的變化來計算,而是進(jìn)行有無比較,計算項目實施和不實施情況下的差異。在噪聲超標(biāo)的情況下,假如不采取降噪措施,將導(dǎo)致房產(chǎn)價格下降;如果采取了降噪措施,房產(chǎn)價格的下降程度將減少或者價格升高。因此,可以把房產(chǎn)價格的減少或者升高作為效益項,把降噪措施成本作為成本項進(jìn)行評價。評價標(biāo)準(zhǔn)可以采用費用效益比(Cost BenefitRatio)RCB,即用項目實施所產(chǎn)生的效益的總現(xiàn)值和費用的總現(xiàn)值之比來表示項目經(jīng)濟(jì)上的核算性,如果RCB>1,就可以判斷項目的效益比較合理。具體方法如圖4所示。

 

 　首先通過噪聲預(yù)測方法得到評價區(qū)域的噪聲值Nf,根據(jù)區(qū)域環(huán)境的噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)Ns判斷預(yù)測值是否超標(biāo)。如果未超標(biāo)說明該項目符合環(huán)境要求,不需要實施減振降噪控制;如果預(yù)測值超標(biāo),即Nf>Ns,可以考慮采用各種降噪控制措施來降低噪聲。通過實施控制措施后會得到新的噪聲Nfn。利用噪聲敏感指數(shù)INDS、噪聲的降低量、房價(P)和受噪聲影響的房子面積(S),可以得到采取控制措施得到的效益,即房地產(chǎn)的升值,表示為B=INDS×(Nf-Nfo)PS;同時通過研究所采取的不同控制措施的成本Ci(i=1,…, n),可以得到整個項目進(jìn)行環(huán)境控制所花費的成本,即C=∑Ci。最后計算費用效益比RCB=B /C。如果RCB≥1表示所采取的控制措施是合理的,項目可行;如果RCB<1,表示采取的控制措施不合理,應(yīng)通過調(diào)整控制措施最終使RCB≥1。

 

 

      通過研究分析城市軌道交通噪聲的評價方法, 得到了不同的線路敷設(shè)方式噪聲影響的范圍和程度。在此基礎(chǔ)上,借用成本效益理論,提出了城市軌道交通噪聲影響的效益評價方法。在城市軌道交通的規(guī)劃與設(shè)計過程中,可以利用該方法對線路的噪聲影響進(jìn)行分析和評價,以優(yōu)化線路的設(shè)計。

 

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