摘要：轨道交通已成为国际化的大都市城市交通的骨干，城市轨道交通在大城市迅速发展的同时，必将对外部环境带来负面影响，如何有效减少和解决负面影响就显得尤为重要。分析了城市轨道交通产生噪声、振动原因以及对周围环境的影响特征，阐述了在噪声、振动控制的相关技术措施，为城市轨道交通的建设和可持续发展提高了决策参考。
关键词：轨道交通；噪声；振动；可持续发展
一、城市轨道交通系统与土地资源
城市轨道交通系统的建设大致分为地面上、地面下、高架三种，其中以地面上的城市轨道交通系统对土地资源的占用较多，这里在城市轨道交通系统建设中属于内部成本。但是，不论哪种城市轨道交通系统都起到了引导城市土地资源利用，引导城市经济发展的作用。城市土地价值的高低决定于城市土地的交通可达性。
轨道交通系统的建设影响着周围城市建设：城市中心尤其商业中心可能随着城市轨道交通系统的建设而转移，相应的这一地带人口密度迅速增长、出行量增加；如，上海地铁 1 号线长 16.1km，将上海的人民路广场、淮海路、徐家汇三大商业区练成一线，还形成了三大商业群落。淮海路商业额与地铁开通前相比增加了 20～30％，火车站地区的商厦、酒店营业额增加了 50％。锦江乐园游客从地铁开通前的 1173 人次/年增加到 230 万人次/年，其中 80％的游客是坐地铁来得，在北京的复八线，全长 13.5km，横穿西单、天安门、王府井、国贸中心等心脏地带，联系三大商业圈。
正因为轨道交通系统的建设带来沿线的巨大商机，地铁沿线的地产商铺、住宅价格都在攀升，产生外部收益，如下表：
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另外，城市轨道交通系统引导城市区域建设中，其沿线的地价大都有提升，但据其离所形成的市中心的距离和出行所需时间及交通花费不同有所差异，如下表：
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二、城市轨道交通系统与噪声污染
噪声污染是人们关注以久的问题，尤其在小汽车等机动车辆快速发展的时代，人们越来越多的研究了噪声的危害及防止方法。城市轨道交通系统因为其线路规划等的原因，使对居民的直接严重噪声污染较其他城市交通系统较低，得到好评。但是，城市轨道交通系统不可避免地在车厢内、站台上、以及轨道沿线地带制造了噪声污染，影响人们出行和生活质量，对经济发展造成深远影响。
三、城市轨道交通系统噪声的形成
城市轨道交通产生噪声的声源可分为：轮轨噪声,车辆非动力噪声，牵引动力系统噪声，高架轨道噪声，地下铁道的地面承载噪声等。由于列车速度小于 250km/h 时，噪声以轮轨噪声为主，所以城市轨道车辆的噪声主要是轮轨噪声；另外高架轨道噪声和地面承载噪声和振动是相当严重的干扰源，也是公众向交通部门抱怨的主要对象。
1.高架轨道噪声
当列车行驶于高架铁路上时，轮轨相互作用所产生的振动通过轨道传递给支撑结构，支撑结构将噪声向周边地区进行传播，它比之列车行驶于一般的路堤坡度轨道时所产生的噪声级要高的多，一般要高 20 分贝。
2.地下铁道的地面承载噪声
地下铁道轮轨间相互作用而产生的振动被传递给隧道结构，继而又传向周围的土壤。振动通过土壤再向临近的建筑物传播，从而导致地下及墙壁的振动和噪声向建筑物内房间的第二次辐射，它是一种低频声响，就如同外界振动使房间中的窗户所发出的声响。
四、城市轨道交通系统与振动污染
城市轨道交通系统的振动污染相对于噪声污染更为严重，也是城市轨道交通系统对环境污染方面唯一高于常规公共交通系统的一项。人们对它的认识和关注起步较晚，但随着经济发展、技术进步、居民素质和自身生活质量以及健康意识的提高，再加上城市轨道交通系统今年来的快速发展，振动污染已经越来越凸现，国际上已把振动列为七大环境公害之一，并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等。
五、城市轨道交通系统振动的形成
在轨道交通系统中，由运行列车对轨道的冲击作用产生振动，并通过结构（隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础）传递到周围的地层，进而通过土壤向四周传播，诱发了附近地下结构以及建筑物（包括其结构和室内家具）的二次振动和噪声。
对于地下铁道，其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用了隔振措施等，此外列车与轨道的动力相互作用也会加大振动作用；对于高架轻轨系统，其影响因素主要有列车速度、车辆重量、桥梁结构类型和基础类型、桥梁跨度、刚度、挠度等，列车与桥梁的动力相互作用也会加大振动作用。
六、城市轨道交通系统振动相关数据及特点
1.地铁相关振动
根据铁路部门的实测，距线路中心线 30m 附近的振动可达 80d B。地铁列车通过时，在地面建筑物上引起振动的持续时间大约为 10s。在一条线路上，高峰时，两个方向 1h 内可通过 30 对列车或更多，振动作用的持续时间可达到总工作时间的 15%～20％。最近在我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试，结果表明，当地铁列车以 15～20km/h 的速度通过时，地铁正上方居民住宅的振动高达 85d B，如果列车速度达到正常运行的 70km/h 时，其振级可能还要大得多。
2.地铁列车在隧道内高速运行时，距轨道水平距离 1.5m 处，振级平均值为81d B；24m 处，振级平均值为 71.6d B。这说明随着距轨道水平距离的增加，振级将不断衰减.此外，地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深.速度越高，振动干扰越强，影响范围越大（列车速度每提高一倍，隧道和地面的振动增加 4～6d B）；埋深越大，影响范围越小。
3.采用计算机模拟的方法得到地铁列车引起的地面振动随距离的分布：在距隧道中心线 40m 左右的地面为加速度的局部放大区；对于 1～3Hz 的低频振动加速度，尽管幅值大小不同，都在 0、36、60m 附近出现了放大区；对于 5～6Hz 的中频加速度，只有 0m 和 30m 两个放大区，距离再大时就迅速衰减；对>8Hz 的高频加速度则随距离的增加而逐渐衰减.北京曾就地铁列车对环境的振动影响进行过实测，得到了与上述分布规律相同的结果。
七、城市轨道交通系统振动污染的相关影响分析
由于城市轨道交通系统带来的噪声、振动等环境污染是较为复杂的，很难在经济分析或决策上量化，基本上都只能定性分析，在方案比较和选择时参考较多的也是一些指标，如影响生活环境的因素全重等，如下表：
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尽管如此，城市轨道交通系统引起的振动污染会对城市轨道交通系统经济、城市经济等带来严重影响。对周边建筑物寿命的危害，以及振动引起周边地产等经济的损失或许是可以用货币来衡量的，是有形的；但是，对文化遗产的损害，对人民生存环境、身体健康的破坏是不能用货币度量，是无形的。例如，国家自然科学基金资助项目地点在捷克繁忙的公路和轨道交通线附近，一些砖石结构的古建筑因车辆通过时引起的振动而产生了裂缝，其中布拉格、哈斯特帕斯和霍索夫等地区发生了由于裂缝不断扩大导致古教堂倒塌的恶性事件。又如，在北京西直门附近，距铁路线约 150m 处一座五层楼内的居民反映，当列车通过时可感到室内有较强的振动，且受振动影响一段时间后，室内家具也发生了错位。我国目前正处在大力发展城市轨道交通建设阶段，并且做为有五千年悠久历史的文化古国，我们有太多的古建筑、文化遗产需要保护，所以发展城市轨道交通系统减震技术，对我们尤为重要，其经济收益、社会收益都是不可估量的。
小结
城市轨道交通系统在发展中尽显其主动性，引导着土地资源的利用，带动着尤其城市轨道交通系统周边地价升升值，城市形象提升等，为我们带来有形和无形的外部收益。但是，发展的同时也带来相应的问题，如噪声、振动等，这些不但影响了人们的生活环境，也影响了城市轨道交通系统对城市经济发展的贡献。如城市轨道交通系统本身应能带动轨道交通沿线房地产发展，带来客观效益，但由于以上原因，对房地产开发的类型有了较大限制，同时对房地产防震隔音等建设标准有了较高的要求。因此，完善城市轨道交通系统对经济发展有着实际意义。
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论文作者:曹嘉滨
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/17
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