Метод расчета шума от потоков железнодорожного транспорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат наук Хасс, Регина Робертовна

• Хасс, Регина Робертовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Хасс, Регина Робертовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Состояние проблемы определения шумовых характеристик от

железнодорожного транспорта

1.1 Применяемая в практике оценки шума классификация железнодорожного транспорта

1.2 Шумовые характеристики железнодорожного транспорта

1.3 Причины возникновения шума от движения железнодорожного транспорта

1.4 Методы оценки шума железнодорожного транспорта

1.5 Определение шумовых характеристик по расчетным соотношениям 24 СП 23-104-2004 и Пособия к МГСН 2.04.-97

1.6 Результаты и выводы главы 1

Глава 2. Теоретическое обоснование, разработка физической модели и расчетного метода определения шумовых характеристик от движения

поездов

2.1 Физическая модель описания шума от поездов

2.2 Уравнения линейной регрессии

2.3 Определение коэффициентов уравнений линейной регрессии

2.4 Шумовые характеристики потоков поездов

2.5 Результаты и выводы главы 2

Глава 3. Экспериментальные данные

3.1 Результаты натурных измерений

3.2 Обработка результатов натурных измерений

3.3 Анализ результатов натурных измерений

3.3.1 Анализ результатов натурных измерений шумовых характеристик пассажирских поездов

3.3.2 Анализ результатов натурных измерений шумовых характеристик грузовых поездов

3.3.3 Анализ результатов натурных измерений шумовых характеристик электропоездов

3.4 Обобщение анализа результатов натурных измерений шумовых характеристик для поездов различных категорий

3.5 Результаты и выводы главы 3

Глава 4. Расчет коэффициентов уравнений линейной регрессии

4.1 Расчет коэффициентов уравнения линейной регрессии для определения максимального уровня звука от движения пассажирского поезда с локомотивной тягой

4.2 Расчет коэффициентов уравнения линейной регрессии для определения эквивалентного уровня звука от движения пассажирского поезда с локомотивной тягой

4.3 Расчет коэффициентов уравнения линейной регрессии для определения максимального уровня звука от движения грузового поезда

4.4 Расчет коэффициентов уравнения линейной регрессии для определения эквивалентного уровня звука от движения грузового поезда

4.5 Расчет коэффициентов уравнения линейной регрессии для определения максимального уровня звука от движения электропоезда

4.6 Расчет коэффициентов уравнения линейной регрессии для

определения эквивалентного уровня звука от движения электропоезда

4.7 Уравнения линейной регрессии для расчета максимального и эквивалентного уровней звука от движения поездов

4.8 Результаты и выводы главы 4

Глава 5. Анализ полученных результатов. Определение шумовых

характеристик для потоков поездов. Точность расчетного метода

5.1 Анализ, обработка и применение полученных результатов

5.1.1 Соотношения для расчета максимального уровня звука поезда

5.1.2 Соотношения для расчета эквивалентного уровня звука поезда

5.1.3 Расчет шумовых характеристик потоков поездов

5.1.4 Расчет эквивалентных уровней звукового давления в октавных полосах частот

5.1.5 Соотношения для инженерных расчетов

5.2 Сопоставление результатов расчета с экспериментальными 71 данными

5.3 Оценка точности расчетных соотношений

5.3.1 Оценка точности расчетных соотношений, определяющих шумовые 75 характеристики пассажирского поезда с локомотивной тягой (категория 1)

5.3.2 Оценка точности расчетных соотношений, определяющих шумовые характеристики грузового поезда (категория 2)

5.3.3 Оценка точности расчетных соотношений, определяющих шумовые характеристики электропоезда (категория 3)

5.4 Результаты и выводы главы 5

Глава 6. Расчет шума от движущихся поездов на местности

6.1 Снижение шума от железнодорожного транспорта на пути распространения

6.2 Геометрическая дивергенция звуковой энергии при распространении шума от железнодорожного транспорта

6.3 Геометрическая дивергенция звука при расчете эквивалентного уровня звука

6.4 Результаты и выводы главы 6

Выводы и основные результаты работы

Список используемой литературы

Приложение. Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущихся поездов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод расчета шума от потоков железнодорожного транспорта»

Введение

Задача снижения транспорта ого шума в населенных пунктах является одной из актуальных задач современной акустики. Одним из типов транспортного шума является шум от железнодорожного транспорта. В крупных городах строительство жилых сооружений достаточно часто происходит в небольшом удалении от железнодорожных магистралей. Данный фактор вызван рядом причин, связанных с удобством расположения домов, дешевой стоимости жилья, историческим расположением железной дороги и т.д. Железнодорожный транспорт характеризуется повышенными уровнями шума в круглосуточном режиме, и, соответственно, влияет на степень шумового комфорта, особенно в ночное время, что приводит к справедливым жалобам населения.

Методом борьбы с шумом от движения поездов является устройство шумозащитных экранов и строений на примагистральных территориях. Данный метод наиболее эффективен на этапе проектирования железных дорог, что позволяет проводить расчеты ожидаемых уровней звука на селитебиых территориях, примыкающих к железнодорожным линиям и, при необходимости, разрабатывать меры по снижению шума, действующего на население. В этой связи особое значение имеет надежность методов расчета шума от железнодорожного транспорта и правильность определения шумовых характеристик поездов.

Актуальность работы

Известно, что pía уровень шума от движения поезда влияют различные факторы, такие как категория поезда, его длина, скорость движения и другие. Таким образом, представляет интерес изучение количественного влияния данных факторов на уровень шума от железнодорожного транспорта.

Исследованиями, связанными с разработкой методов расчета железнодорожного шума, занимались отечественные и зарубежные специалисты:

Н.И. Иванов, А.П. Кочнев, Д.А. Куклин, Г.Л. Осипов, И.Е. Цукерников, Н.Д.

Николов, D. Bechert, D.H. Cato, S. Peters, P.J. Remington, и др.

Вместе с тем действующие на территории Российской Федерации нормативные документы и метода расчета содержат формулы, дающие заниженное значение шумовых характеристик, а также имеющие противоречия физическому смыслу. Так, при определенных условиях возможны случаи, когда расчетное значение эквивалентного уровня звука в рассматриваемой точке превышает расчетное значение максимального уровня.

Таким образом, изучение факторов, влияющих на шумовые характеристики железнодорожного транспорта, и создание метода, позволяющего точно расчитывать значения шумовых параметров, можно считать одной из актуальных задач современной акустики в области борьбы с транспортным шумом.

Цель диссертационной работы

Цель диссертационной работы - исследование влияния различных факторов на уровень шума от движения поездов, а также разработка инженерного метода расчета уровней звука. Предложенный метод расчета должен прогнозировать значения максимального и эквивалентного уровней звука при движении подвижного состава.

Основные задачи исследований:

- изучение факторов, влияющих на уровень шума от движения поезда;

- натурные измерения уровней шума от движения поезда;

- применение физической модели излучения шума поездом как линейным источником конечной длины, и получение на ее базе выражений для расчета шумовых характеристик поездов;

приведение полученных выражений к виду, удобному для практического применения;

- разработка уточненных методов расчета шумовых характеристик потоков поездов и уровней шума от поездов на местности.

Научная новизна работы:

1. На основе физической модели излучения шума движущимся поездом как линейным источником конечной длины получено выражение для эквивалентной корректированной интенсивности звука за время прохождения поезда мимо точки наблюдения.

2. Получены уравнения линейной регрессии для расчета шумовых характеристик поездов в виде максимального и эквивалентного уровней звука в зависимости от длины, скорости движения, и типа подвижного состава (пассажирский поезд с локомотивной тягой, грузовой поезд, электропоезд). Параметры уравнений линейной регрессии определены путем оптимизации по критерию наилучшего совпадения результатов расчета и натурных измерений.

3. Выражения для расчета шумовых характеристик поездов представлены в виде простых для расчета инженерных формул, удобных при проектировании.

4. Разработан уточненный метод расчета шумовых характеристик потоков поездов и уровней шума от движения поездов на местности.

5. Даны границы применения упрощенного выражения для спада эквивалентных уровней звука с удалением от поезда.

Практическая ценность работы:

1. Полученные в работе результаты могут быть использованы для расчета уровней шума от поездов в зависимости от скорости движения, длины подвижного состава и типа поезда.

2. Настоящий метод расчета может применяться при разработке комплекса мероприятий по снижению уровня шума от движения поездов, в том числе на этапе проектирования генерального плана застройки населенного пункта.

3. Разработанный метод расчета шумовых характеристик потоков поездов и уровней шума на местности от движения поездов внедрен в практику посредством ГОСТ Р 54933-2012 "Шум. Методы расчета уровней внешнего шума, излучаемого железнодорожным транспортом". Стандарт утвержден и введен в действие на территории Российской Федерации приказом Росстандарта № 153-ст от 05.12.2012 с датой введения 1 марта 2013 года.

Положения, выносимые на защиту:

1. Уточненное выражение для шумовой характеристики движущегося поезда в виде эквивалентного уровня звука.

2. Уравнения линейной регрессии для расчета шумовых характеристик поездов в зависимости от длины, скорости движения, а также типа подвижного состава (пассажирский поезд с локомотивной тягой, грузовой поезд, электропоезд).

3. Расчетные инженерные формулы, удобные для использования при проектировании.

4. Уточненный метод расчета шумовых характеристик потоков поездов и уровней шума от них на местности.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Диссертационная работа посвящена исследованию теоретических основ распространения и расчета уровня шума от движения железнодорожных поездов, а также созданию нового уточненного метода расчета, что подпадает под пункты 3 и 7 паспорта научной специальности 01.04.06 "Акустика".

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты работы докладывались на международной научно-практической конференции «Энергосбережение и экология в строительстве и ЖКХ, транспортная и промышленная экология», Будва, Черногория, 2-10 сентября 2010 г., на III Всероссийской научно-

практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия», Санкт-Петербург, 22-24 марта 2011г., на конференции «Triannual Forum Acusticum conference», Дания, Аальборг, 26 июня - 1 июля 2011г., на III Академических чтениях, посвященных памяти академика Осипова Г.Л. «Актуальные вопросы строительной физики», МГСУ Москва, 5-7 июля 2011г., на международной научной конференции V Академические чтения, посвященные памяти академика РААСН Осипова Г.Л. «Актуальные вопросы строительной физики. Энергосбережение. Надежность строительных конструкций и экологическая безопасность», МГСУ Москва, 2-4 июля 2013.

Результаты диссертации опубликованы в пяти работах, в том числе в двух изданиях по списку, ВАК.

Автор выражает благодарность с.н.с. НИИСФ РААСН Аистову В.А. за предоставленные материалы.

Глава 1. Состояние проблемы определения шумовых характеристик

железнодорожного транспорта

1.1 Применяемая в практике оценки шума классификация железнодорожного

транспорта

Эксплуатируемые в Российской Федерации на железнодорожных путях общего пользования поезда классифицируются согласно таблице 1.1 [1]:

Таблица 1.1 - Классификация поездов

Категория Тип поезда Максимальная скорость движения, км/ч

1 Пассажирский поезд с локомотивной тягой 200

2 Грузовой поезд 90

' 3 Электропоезд 160

4 Высокоскоростной поезд 250

1.2 Шумовые характеристики железнодорожного транспорта

Шумовыми характеристиками железнодорожного транспорта являются эквивалентный ЬЛсс1 и максимальный Ьлтах уровни звука уровни звука на расстоянии 25 м от оси ближнего к расчетной точке пути. В соответствии с ГОСТ 20444-85 «Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики» [2] значения шумовых характеристик определяют на высоте 1,5 м за часовой период времени.

В соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» [3] основными нормируемыми характеристиками непостоянного шума являются эквивалентный и максимальный уровни звука, значения которых регламентируют отдельно для дневного и ночного времени суток. Эти уровни отличаются на 10 дБ А (в ночное время - ниже). Поэтому и указанные шумовые характеристики задают отдельно для дневного и ночного времени суток.

В соответствии с ГОСТ 31296.1-2005 «Шум. Описание, измерение и оценка окружающего шума. Часть 1. Основные величины и процедуры оценки» [4] для оценки шума на селитебной территории применяют оценочные уровни звука, определяемые по эквивалентному и максимальному для дневного ЬЛ1Ы, ¿/мтах и ночного Ьп1Ы, Цитах времени, а также комбинированные суточные оценочные уровни звука в периоде «день-ночь» , Г^тах или «день-вечер-ночь»- и'м, Эти же характеристики применяют для целей мониторинга

шума по ГОСТ Р 53187-2008 «Акустика. Шумовой мониторинг городских территорий» [5] с дополнением их аналогичными величинами для вечернего времени суток - Ьсм , Кроме того, для оценки тонального шума и шума с

превалированием низких частот должны быть использованы также соответствующие оценочные уровни звукового давления в октавных полосах частот п'х, П1{, , ¿ди. В связи с этим наряду с указанными выше шумовыми характеристиками для целей оценки шума железнодорожного транспорта на местности для потоков поездов целесообразно ввести шумовые характеристики в виде эквивалентного и максимального уровней звука, а также эквивалентных уровней звукового давления в октавных полосах частот за время оценки, принимаемое в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [3], равным 16 ч для дня и 8 ч для ночи.

1.3 Причины возникновения шума от движения железнодорожного

транспорта

Среди основных причин возникновения шума от движения железнодорожного транспорта можно выделить:

1. качение колеса по рельсам;

2. колебания (вибрация) корпусов вагонов;

3. колебания рельсового полотна (рельсы, шпалы, балласт);

5. соударения вагонов и элементов состава между собой;

6. колебания ограждающих конструкций, возбуждаемых вибрацией, проникающей через грунтовой массив от верхнего строения пути и тоннельной обделки.

Железнодорожный транспорт различных категорий характеризуется тем, что вышеуказанные факторы в разной степени имеют различный вклад. Ниже рассмотрим данные особенности для поездов некоторых категорий.

Для скоростных поездов выявлено, что главным источником звука является шум от диска колеса, который доминирует на частотах выше 1600 Гц. В диапазоне частот от 500 до 800 Гц основным источником шума является каркас вагона [6].

При движении поезда сам рельс производит малый шум, вместе со шпалами и балластом он доминирует на низких частотах. Общий вклад отзвука (вибрации) от корпуса вагона и аэродинамического шума незначительны.

Так как в настоящее время строительство вагонов происходит без специальных требований по удовлетворению шумовым характеристикам, при недостаточных нагрузке и демпфировании вибрации от колес передаются вагону. Экспериментально установлено, что нагруженные вагоны менее шумны, чем пустые при порожнем беге. В целях уменьшения шума предлагаются технологические решения, которые также приведут к ряду новых задач.

Так установлено [7], что максимальное снижение уровня шума таких вагонов в результате замены колодочных тормозов на дисковые достигает 5 дБА. Но процесс реализации достаточно сложен, чтобы отказаться от старых колодочных тормозов. В частности, зависимости тормозного пути от скорости движения поезда для двух систем существенно отличаются. Поэтому эксплуатация грузовых вагонов с разными тормозами в одном и том же составе не может быть допущена. Следовательно, стандартное переформирование вагонов для разных поездов требует того, чтобы тормозная система всех

элементов была одной и той же, что приводит к полной перекомплектации всего состава и большим затратам.

1.4 Методы оценки шума железнодорожного транспорта

Акустические явления в городской среде описываются достаточно сложными математическими моделями. На практике эти модели значительно упрощаются. Например, поезд можно рассматривать как линейный источник шума. Такое допущение справедливо только для тех случаев, когда шумовой характеристикой поезда, лежащей в основе расчета, является эквивалентный уровень звука за период времени, превышающий продолжительность прохождения транспортного средства. Ещё одним допущением является рассмотрение распространения шума в условиях однородной, изотропной, невозмущённой среды. В действительности, атмосфера находится в непрерывном движении.

Необходимо также учитывать следующие факторы [8]:

1. Характеристики источника шума:

а) звуковая мощность, излучаемая поездом;

б) длина и скорость его движения;

в) число железнодорожных полос.

2. Характеристики пути:

а) повороты;

б) наклоны;

в) стрелки;

г) ускорение;

д) торможение;

е) наличие железнодорожных мостов.

3. Геометрическое затухание, связанное с расширением фронта звуковой волны при распространении.

4. Характеристики среды:

а) направление и изменение скорости ветра, приводящие к рефракции звуковых лучей в направлении земли или вверх с образованием зоны звуковой тени [9];

б) температурная инверсия с высотой, также приводящая к преломлению лучей относительно Земной поверхности [10];

в) поглощение энергии звуковых волн: классическое (обусловлено рассеиванием, теплопроводностью и вязкостью среды; незначительное) и молекулярное (вызываемое колебательной релаксацией молекул преимущественно азота). Турбулентность атмосферы увеличивает рассеяние энергии при распространении звуковых волн [11-13].

Шум от движения как обычных, так и высокоскоростных поездов обуславливается следующими факторами [14]:

- взаимодействие колеса и пути при движении поезда;

- тип тормозной системы;

- аэродинамические колебания.

В настоящее время для обычных поездов основными и самыми значимыми являются первые два источника, а для высокоскоростных — третий. Использование дисковых тормозов на колёсах вместо обычных колодочных позволяет снизить уровень шума от 5 до 15 дБА (в зависимости от условий движения, структуры самих тормозов и вагонов), а применение специальных ободов колёс и демпфирующих устройств - на 2-6 дБА.

В этой работе приведены обзоры нескольких статей, посвящённых данной проблеме. В частности, в работах [15] и [16] приняты во внимание лишь силы, лежащие в плоскости диска колеса. Самыми важными параметрами данной модели являются диапазон шероховатости обода колеса и поверхности ж/д пути, площадь соприкосновения колеса и рельса, коэффициент потерь который определяет скорость затухания вибраций рельсов в вертикальном направлении. Выводятся отдельные выражения для диапазона звукового давления. Колесо

моделируется как монотонный источник, рельс - как линейный, в котором скорость затухания вибрации растёт как ещ>(-г\Ь), где Ь — длина вдоль рельса. Получено численное значение ?/. По результатам испытаний на обычных поездах, сделан вывод, что для звука частотой около 315 Гц доминирует шум,

г

издаваемый колёсами, на больших частотах - рельсами. Однако, эти результаты не универсальны, так как относительный вклад шума колёс и рельсов зависит от местности наблюдения, геометрии и коэффициента потерь т|.

В работе [17] рельс моделируется как вибрирующая проволока с амплитудой, соответствующей измерениям. Вклад звука, исходящего от рельсов, в общий вклад шума меньше, чем от колёс для высокоскоростных поездов, двигающихся по сварным рельсам.

Измерения, проведённые на британских ж/д [18], показали, что вибрации рельсов в вертикальном и поперечном направлениях одинаковы. Показано, что вибрация рельсов вносит незначительный вклад при определении уровня общего шума по сравнению с колёсным шумом и строением рельсов. В работах [17] и [19] предложено выражение для расчёта уровня звукового давления для обычного поезда. Оно основано на модели акустического диполя и имеет вид:

Г л \

1г

\

Г тт \

Ь = Ь0+Ю1оё — -201оё +С>8 ^ , (1.1)

и,

\Д20/

где А - среднее значение осей на вагон, N - число вагонов, 1С - длина вагона (м), 17о - скорость поезда (км/ч), С^ - множитель при скоростном члене, Ьс - член, описывающий геометрическое затухание.

Ьс может быть вычислен интегрированием по непрерывной области распространения акустических диполей и даётся выражением

Ь0 = 10 \og\ip ■ аг^Р + Р • бш(2аг^Р)]+ 83, (1.2)

где Р = —-, с1- расстояние от края путей (м), / - длина поезда (м). 2 а

Множитель при скоростном члене приблизительно равен 30-40 для большинства европейских пассажирских поездов, 20 - для японских высокоскоростных, что доказывает зависимость звука от скорости поезда [18].

Аналогичное выражение получено в работе [20]. При рассмотрении поезда в виде множества точечных источников шума средняя величина квадрата звукового давления вычисляется по формуле

, АрсЖ 1

"''ТБф/^гБ' (]3)

где И = с1/1у, ¿/-расстояние между наблюдателем и источником шума;

./V- число одинаковых вагонов;

А - число осей (пар колёс) у вагона,

1У — длина вагона, м,

Ж- мощность, излучаемая линейным источником шума длиной /у (Вт).

Шум от контакта колеса с рельсом моделируется точечным источником. Все точечные источники лежат на одной линии, поэтому поезд моделируют линейным источником, состоящим из множества некогерентных точечных. Тогда уровень звукового давления Ь, отнесённый на 20 мкПа, вычисляется по формуле

Ь = 101оЕ _^г + 101оё^шг^^-201оё/у+101о§^:-5дБ, (1.4)

уП 2В у

где значение функции 101с^

М 1 Л

— аШе-

В 21) у

N

можно найти по таблицам.

Отмечается, что предлагаемая модель распространения звука позволяет оценить уровень звука с точностью 95% (погрешность в пределах 5 дБ) по методу определения уровня шума Ь = Ь+ ксг. Испытания проводили на дорогах

британского ж/д узла. Вдоль путей на расстоянии 800 м земля была гладкой - без изменения рельефа местности и застроек.

Если вместо Ж использовать экспериментальные данные, соответствующие по ГОСТ 20444-85 [2] значениям уровня звука на расстоянии 25 м от колеи пути, то формула может быть записана в виде

л

50)^ (агс(%(1х, Иг)

Ь = Ь25- 101В -^-+1018

\ ^ ) \

(1.5)

Значения для Ь2 5 для пассажирских, грузовых и пригородных электропоездов могут быть получены из выражений, приведенных в своде правил [21].

В работе [22] предложен метод расчета шума автотранспортного потока, который моделируется бесконечным числом некогерентных, ненаправленных точечных источников шума с одинаковой звуковой мощностью, расположенных через определенные интервалы / на одной прямой линии. Математическая постановка задачи о моделировании распространения звуковых волн включает в себя совместное рассмотрение уравнения движения, состояния и непрерывности. Как правило, задача решается в полярных координатах, и система сводится к дифференциальному уравнению в частных производных - уравнению распространения звуковой волны.

В этой работе приняты следующие допущения:

- равенство нулю высоты источника шума над землёй;

- постоянство расстояния между источниками шума;

- цилиндрическая форма суммарного фронта звуковой волны.

Известное уравнение распространения звуковых волн сводится к

уравнению распространения квазицилиндрических волн, т.е. таких волн, уровень звукового давления в которых снижается на каждое удвоение расстояния в пределах от 3 до 6 дБ. Получено решение волнового уравнения для таких волн:

t S 2jn + \\ , ( Т7Г Yf . TTC A . тл (л ,,

"('••')=уг[—У ЪЫ J4^r\lf(t¥m~ )sm~ { ]

где Г - гамма-функция;

J„_x - функция Бесселя полуцелого порядка;

с - скорость распространения звука, м/с; г е [0;+œ) - расстояние до транспортного потока, м;

t е [0;+со) - время излучения звука;

/ - полупериод функции, задающей звуковое давление p(r,t) на поверхности источника в любой момент времени t.

\<п<2, при этом при п=1 получаются цилиндрические волны, при п=2 сферические.

После упрощения и перехода к уровням автор получает выражение для уровня звукового давления квазицилиндрической волны:

Z(r) = Z(r0) + 10(«-l)lg^- + 201g

Отмечается, что данная формула дает строгую физическую картину дефинированной квазицилиндрической волны при соответствующих условиях.

Далее, используя ииой подход решения волнового уравнения для квазицилиндрической волны для уровня звукового давления автотранспортного потока на расстоянии г0 = 7,5 м получено выражение:

L(r) = L7i5 - lOnlg^ (L8)

' 9

R ( R

L(R) = L7 5 — lOnlg—L(R) = L7i5 — 10 I 1 + J lg—которое после выражения

' 7.5 ' \ J 7.5

коэффициента п через величины /иг приведено к виду:

Ja=L (œ Л — г

2 \С J

2 Л кС )

(1.7)

Кг) = ¿7,5 - 10тг1ё^Цг) = ¿7,5 - 10 ^

' ' ?

(1.9)

Это выражение, формально переписанное для г0 = 25 м:

(1.10)

рекомендовано в работах [22] и [23] для расчета снижения уровня шума при увеличении расстояния от движущегося поезда.

В этой связи необходимо отметить, что выражение (1.9) получено в предположении цилиндрической формы суммарного фронта звуковой волны, справедливом при рассмотрении принятой в работе [24] модели автотранспортного потока в виде цепочки равноудаленных некогерентных, ненаправленных точечных источников шума бесконечной длины. Поэтому при значениях г, существенно превышающих 1/ж из выражений (1.9) и (1.10) следует снижение уровня звукового давления на 3 дБ при удвоении расстояния, что характерно для распространения цилиндрической волны. Движущийся поезд является протяженным источником конечной длины и на значительном удалении от него снижение уровня звукового давления при удвоении расстояния будет приближаться к б дБ, что характерно для распространения сферической звуковой волны. Поэтому вряд ли правомочно формальное распространение выражения (1.9) на представление шума движущегося поезда.

В работе [25] при моделировании распространения шума учтено

геометрическое расхождение и эффект влияния земли. Получено выражение для

£

уровня звукового воздействия, определяемого в виде ЬАЕ =101о£—-—, где ро=20

мкПа, 1 с. Звуковое воздействие для поездов, двигающихся с постоянной скоростью V вдоль оси Ох на расстоянии й от оси, вычисляется по формуле

Ро*0

VI [ соэ2 Ф

йФ.

(1.11)

'О ж +—

2

где Ф = агс^— Ф = ^ — с/ с1

В работе рассматривается движение поезда по мосту. Вводится понятие линейной плотности мощности звука по шкале А: ЖАе при движении поезда не

по мосту, ЖАЬ при движении по мосту. Как правило, ШАе < Шм. Эффект влияния

земли возникает за счёт интерференции прямой и отражённой волн. Математически это отражается появлением в формулах функции, зависящей от расстояния у между источником и приёмником, их высот г и Н и параметров полного сопротивления относительно земли. В результате получены выражения без учета влияния грунта:

ЬАЕ=^+\01оё ^ у) + тЦх, у)] ^,

(1.12)

и с учётом влияния грунта для открытых пространств (без застроек и экранов):

ЬАЕ=Ь+Жо%

3(г + Н)2 \ + (т-\)И(х,у)

к Ы0

1 +

где

1 Ж

(У ху + 22 ' Х + Г

{У, х+у я 1 у J

+ -

(1.13)

(х+1)у ху

{х+1)2+у2 х2+у2

- уровень линейной плотности энергии звука с учётом влияния

¿=101оё

г \ V '"о У

земли (/5), т =

ж

АЬ

Ае

В случае, когда территория до моста застроена, уровень звукового воздействия оценивается по формуле

Ъ(г + Н)2 8(х,у) + тЯ(х,у)

8 у10

1 + Г(У"о)

(1.14)

В модели, построенной в статье, имеются три свободных параметра {Ьи,т, у), для определения которых потребовалось три измерения уровня звука:

- для определения коэффициента т, зависящего от моста, проведены два испытания на одинаковых высотах и расстояниях от ж/д путей (т= 1, если моста нет);

для оценки у потребовалось третье измерение на другой высоте г и другом расстоянии у.

Проведена оценка для случая открытого и полуоткрытого пространства.

В уточнённой теории считается, что О, учитывающая эффект влияния грунта, пропорциональна не квадрату расстояния с1, а его п-ой степени, поэтому модификация уравнений, аппроксимирующих эффект влияния земли, выглядит следующим образом:

Ол(Ф*) = Р

С тЛ"

г + Н

V 'о У

1 + у

у

-1

(1.15)

В результате для уровня звукового воздействия получены выражения для открытых пространств:

ЬАЕ=Ь+ 101оё

ГЪ (г + Н)" 1 + (т-\)11(х,Р)Л V 1 + г(Г>/10У

(1.16)

для полуоткрытых пространств:

1АЕ =1м+101Оё

8£>/п

1 + Г(Я/10У

(1.17)

Для определения п требуются дополнительные измерения, что приводит к усложнению вычислений.

Основной шум, создаваемый высокоскоростными поездами, создаётся за счёт вибрации от соприкосновения колёс с железнодорожными путями [7]. Если поезд рассматривать как множество точечных источников шума, то средняя величина квадрата звукового давления вычисляется по формуле

_2 АрсЖ 1

р =1Б^агс,ЧЪ' 0Л8)

где й = у/1 (I, м - длина поезда), у - расстояние между наблюдателем и источником шума, N - число одинаковых вагонов, А - число осей (пар колёс) у вагона, /у - длина вагона, Ж, Вт - мощность источника шума. Тогда уровень звукового давления БРЬ, отнесённый на 20 мкН/м2, вычисляется по формуле:

8РЬ = 101оё^- + 101оЕ^агс^]-201оЕ/у+101оё^;-5^, (1.19)

В 2£>

N

Уровень звукового давления задаётся формулой:

8РЬ = 101ё^,, (1.20)

где 10 = 10~12 В/м2 для.

Одним из главных источников шума для высокоскоростных поездов является аэродинамический шум. На основе рассмотрения шума от корпуса самолёта [26], выведена эмпирическая формула:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хасс, Регина Робертовна, 2013 год

Список используемой литературы:

1. ГОСТ Р 54933-2012. Шум. Методы расчета уровней внешнего шума, излучаемого железнодорожным транспортомт М.: Стандартинформ, 2013. - 42 с.

2. ГОСТ 20444-85. Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики. М.: Изд-во стандартов, 1994. — 20с.

3. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы. -М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. - 9 с.

4. ГОСТ 31296.1-2005. Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 1. Основные величины и процедуры оценки. - М.: Стандартинформ - 2005, - 18 с.

5. ГОСТ Р 53187-2008. Шумовой мониторинг городских территорий. -М.: Стандартинформ - 2009. - 13 с.

6. Curie, N. The influence of solid boundaries upon aerodynamic sound. -Proceedings of the Royal Society (London), A231, p. 505-514 (1955).

7. Parkin, P.H., Schles, W. E. The horizontal propagation of sound from a jet engine close to the ground at flatfirld. - J. Sound Vib., 2, p. 353-374 (1965).

8. Николов Н.Д. Теоретические основы проектирования мероприятий по защите городских зданий от транспортного шума. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: НИИСФ РААСН, (2009). - 260 с.

9. Шрайбер Л. Распространение звука в свободном пространстве. - В кн.: Справочник по технической акустике. Ленинград, Судостроение, стр. 284-299 (1980).

10. Parkin, Р.Н., Schles, W. Е. The horizontal propagation of sound from a jet engine close to the ground at flatfirld. - J. Sound Vib., 2, p. 353-374 (1965).

11.Embleton, T.F.W., Olson, N., Piercy, J.E., Rollin, D. Fluctuations in the propagation of sound near the ground.- J. Acoust. Soc. Amer., 55, p. 485-496 (1974).

12. Kragh, J. Jordvoldes stojdaepning. Lydteknisk laboratorium Akademiet for de tekniske Videnskaber. - Rapport nr. 11, Lyngby, 43 s. (1978).

13.Piercy, J. E., Embleton, Т. F. W. , Sutherland, L.C. Review of noise propagation in the atmosphere. - J. Acoust. Soc. Amer., 61, № 6, p. 1403-1418 (1977).

14. King III, W.F. and Bechert, D. On the Sources of Wayside Noise Generated by High-Speed Trains - J. Sound Vib., 66, p. 311-332 (1979).

15. Remington, P.J. Wheel/rail noise - Part I: Characterization of the wheel/rail dynamic system. - J. Sound Vib., 46, p. 359-379 (1976).

16. Remington, P.J. Wheel/rail noise - Part IV: Rolling noise. - J. Sound Vib., 46, p. 419-436(1976).

17. Peters, S. The prediction of railway noise profiles. - J. Sound Vib., 32, p. 87-99 (1974).

18. Peters, S., Hemsworth, N. and Woodward, B. Noise radiation by a railway rail. - J. Sound Vib., 35, p. 146-150 (1974).

19. Cato, D.H. Prediction of environmental noise from fast electric trains. - J. Sound Vib., 46, p. 483-500 (1976).

20. Peters, S. Prediction of Rail-Wheel Noise High Speed Trains. - Acustica, Vol. 28 (1973).

21. СП 23-104-2004. Оценка шума при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов метрополитена. Госстрой России, М.: 2004. - 56 с.

22. Николов Н.Д. Метод расчета уровней шума транспортных потоков в открытом пространстве на основе модели квазицилиндрических волн. -Academia. Архитектура и строительство. № 5, с. 240-245 (2009).

23. Николов Н.Д., Шубин И.Л. Теоретическое исследование характера снижения шума поездов. - Academia. Архитектура и строительство. № 5, с. 267269 (2009).

24. Николов Н. Теория квазицилиндрических волн и Методы расчета транспортного шума. Проектирование защиты городских зданий от транспортного на основе теории квазицилиндрических волн. Saarbrücken, Palmarium Academic Publishing GmbH & Co KG (2012). -273 с.

25. Makarewicz, R., Koga, J.-I. and Tonda, S. Ground Effects on Railway Bridge Noise. - J. Acoust. Soc. Jpn. (E), 20, 4 (1999).

26. King III, W.F. and Bechert, D. On the Sources of Wayside Noise Generated by I-Iigh-Speed Trains - J. Sound Vib., 66, p. 311-332 (1979).

27. Градостроительные меры борьбы с шумом. - М., 1975.

28. Защита от шума в градостроительстве: Справочник проектировщика / Под ред. ОсиповаГ.Л. -М.: Стройиздат, 1993.

29. Цукерников И.Е., Хасс Р. Уравнения линейной регрессии шумовых характеристик пассажирских поездов/ Сб. докладов Ш-й Всерос. науч.-практич. конференции с международным участием, «Защита населения от повышенного шумового воздействия»/ БГТУ, СПб, 2011. С. 284-290.

30. Пособие к МГСН 2.04.97.Проектирование защиты от транспортного шума и вибраций жилых и общественных зданий. М.: ГУП "НИАЦ", 1999. - 20 с.

31. Handbook of noise and vibration control/ Edited by Malcolm J. Crocker. John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, USA - 2007 - 1567 c.

32. Tsukernikov I.E. and Hass R. (born Karle). Equations of Linear Regression of Noise Characteristics of Passanger Trains/ Proceedings of Forum Acusticum 2011/ Aalborg, Danmark, European Acoustics Association - EAA, 2011. p. 2749-2753.

33. Noise and vibration from high-speed trains. Ed. By V.V.Krylov. Department of Civil and Engineering Nottingham Trent University, published by Thomas Telford Publishing. 2001.

34. Левин. Статистика для менеджеров. - М.: Вильяме, 2004. - с. 792-872.

35. ГОСТ Р 53187-2008. Шумовой мониторинг городских территорий. -М.: Стандартинформ - 2009. - 13 с.

36. МУК 4.3.2194-07. Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях. М.: 2007

37. Цукерников И.Е., Хасс Р. Расчет шумовых характеристик подвижного состава железнодорожного транспорта/ Научно-технический журнал Вестник МГСУ/ - 2011 - №3, т.1. С. 87-92

38. ГОСТ 12.2.056-81. Система стандартов безопасности труда. Электровозы и тепловозы колеи 1520 мм. Требования безопасности.- М.: ИПК Издательство стандартов - 2002. - 19 с.

39. ГОСТ Р 53188.1-2008. Шумомеры. Часть 1. Технические требования. -М.: Стандартинформ - 2008. - 32 с.

40. Куклин Д.А., Курцев Г.М. Расчет шумовых характеристик потоков железнодорожного транспорта. / Сб. докладов III-й Всерос. науч.-практич. конференции с международным участием, «Защита населения от повышенного шумового воздействия»/ БГТУ, СПб, 2011. С. 546-548

41. Цукерников И.Е., Хасс Р., Аистов В.А. Соотношения для инженерных расчетов шумовых характеристик железнодорожного транспорта. Безопасность жизнедеятельности, 2013, №10.

42. ГОСТ 31295.2-2005. Затухание звука при распространении на местности. Общий метод расчета. - М.: Стандартинформ - 2009, - 19 с.

43. Руководство по расчету и проектированию средств защиты застройки от транспортного шума. М.: Стройиздат, 1982. - 38с.

44. Звукоизоляция и звукопоглощение: Учеб. Пособие для студентов вузов/ Г.Л. Осипов, В.Н. Бобылев, JI.A. Борисов и др.; Под ред. Г.Л. Осипова, В.Н. Бобылева. -М.: ООО «Издательство ACT»: ООО «Издательство Астрель», -2004.-464 с.

Приложение. Результаты натурных измерений шумовых характеристик

движущихся поездов

В таблицах 1-14 приведены результаты натурных измерений шумовых характеристик движущихся поездов различных категорий (категория 1 -пассажирский поезд с локомотивной тягой, категория 2 - грузовой поезд, категория 3 - электропоезд) на участках Октябрьской железной дороги в пределах от Ленинградского вокзала (Москва) до станции Алабушево.

Таблица 1 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между Ленинградским вокзалом (Москва) и платформой Рижская (* - одновременный проезд пассажирского поезда и электропоезда)

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, гит Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда £рАтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда £рАег125, ^БА

1 16 28 75,6 68,0

1 17 25 76,5 67,4

1 16 20 78,0 73,3

Участок между 1 12 22 80,3 70,9

Ленинградским 1 19 23 75,1 70,7

вокзалом (Москва) и 1 20 23 75,2 70,2

1 12 25 73,3 68,5

3 8 25 76,7 68,0

платформой 3 8 24 77,9 71,6

Рижская, 3 8 17 71,5 63,2

протяженность 3 8 20 75,6 69,7

3 8 24 77,0 70,3

2,1 км 3 8 22 73,5 67,6

3 8 25 75,3 68,3

1 3 8 12 20 24 77,2* 70,5*

Таблица 2 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Рижская и платформой Останкино

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда 1рАтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда 1РАед25, дБА

Участок между 1 16 45 83,9 76,1

платформой 1 13 40 80,6 76,2

Рижская и 3 8 50 94,1* 78,7*

платформой 3 10 42 83,5 75,8

Останкино (на 3 10 38 78,0 72,3

участке 3 12 43 82,3 77,9

находится парк 3 12 40 78,3 75,5

прибытия- 3 12 43 81,5 75,;3

отправления поездов), 3 10 44 84,1 77,:3

3 8 52 86,4 79,5

протяженность 3,7 км 2 24 14 75,6 64,6

* - значения уровней шума с учетом гудка

Таблица 3 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Останкино и платформой Петровско-Разумовское

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда £рАтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде ПОеЗДа ЬрЛе(125, дБА

1 12 47 86,9 80,6

1 12 45 81,0 78,6

1 7 60 89,5* 84,3

1 15 50 90,1 85,6

1 17 64 93,2 86,3

1 12 72 92,5 87,5

1 8 52 84,2 80,7

Участок между платформой Останкино и 3 10 53 84,5 79,7

3 12 45 83,1 78,1

3 12 41 89,6 84,7

платформой Петровско-Разумовское, протяженность 3,4 км 3 12 43 92,9 85,8

3 8 47 86,5 80,5

3 8 64 90,1 85,2

3 10 58 87,8 82,3

3 10 55 87,9 80,3

3 10 57 87,3 81,8

3 10 40 82,6 ■ 78,6

3 8 69 90,3 89,3

3 8 36 81,1 76,5

3 10 56 88,5 84,3

3 8 69 94,8 88,5

3 8 78 96,4 89,3

2 37 31 83,2 78,1

* - при продолжительной подаче гудка максимальный уровень звука составляет 102 дБ

Таблица 4 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Петровско-Разумовское и платформой НАТИ

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда ЪрАтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда ЬрАед25, дБА

Участок между 1 14 75 89,0 84,7

платформой 1 14 67 87,3 81,2

Петровско- 3 8 51 90,8 84,3

Разумовское и 3 10 54 87,2 82,3

платформой 3 8 75 96,1 91,7

НАТИ, 3 8 60 92,0 85,3

протяженность 3 8 69 94,2 88,4

1,6 км 3 8 60 92,3 87,9

Таблица 5 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Ховрино и платформой Левобережная

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда £рАтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда 1рАед2й, дБА

1 15 55 82,5 77,3

1 16 58 81,4 75,7

1 12 52 81,4 75,7

3 12 43 87,7 81,0

3 12 56 84,2 80,7

Участок между 3 12 53 88,5 83,5

платформой 3 12 55 85,3 80,0

Ховрино и 3 10 48 87,9 80,3

платформой 3 12 47 85,2 79,8

Левобережная, 3 12 50 78,6 74,6

протяженность 3 8 56 81,8 78,8

3,5 км 3 8 59 84,2 78,3

3 10 55 87,3 79,9

3 8 48 82,0 75,4

2 50 26 84,7 78,2

2 63 27 87,5 82,7

2 73 21 86,2 76,7

Таблица 6 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Левобережная и платформой Химки

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда v, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда LpAmax25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда ЬрЛед25, дБА

1 12 50 78,8 73,7

1 15 56 84,3 79,6

1 16 47 84,0 78,4

1 13 58 79,8 72,5

1 12 46 81,2 77,3

Участок между платформой Левобережная и платформой Химки, протяженность 1,4 км 3 10 40 79,4 75,7

3 10 41 82,3 78,3

3 8 38 80,0 73,5

3 10 43 83,8 75,5

3 10 38 82,4 75,2

3 8 35 78,5 73,5

3 8 43 80,5 73,2

3 10 45 86,9 81,5

3 12 35 80,5 72,7

3 12 36 83,5 77,:3

3 10 36 85,1 77,5

3 8 37 78,2 72,4

2 54 26 86,0 82,5

Таблица 7 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Химки и платформой Планерная (* - одновременный проезд пассажирского поезда и электропоезда)

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда ЬрЛтах25, ¿>БА Эквивалентный уровень звука при проезде ПОеЗДа ЬрЛеЧ25, дБА

1 17 60 82,3 78,3

1 16 60 83,5 78,9

1 1 16 21 36 45 78,7* 74,2*

1 16 67 85,1 80,8

1 18 73 86,2 82,1

1 14 70 88,0 83,5

1 12 62 84,3 78,3

1 18 75 88,3 82,9

Участок между 3 8 52 84,0 78,1

платформой 3 10 72 86,5 78,6

Химки и 3 8 72 88,5 82,9

платформой 3 10 70 87,2 81,5

Планерная, 3 10 68 88,9 82,5

протяженность 3 8 45 77,3 71,3

5,5 км 3 10 62 85,2 80,3

3 8 60 85,0 78,1

3 10 72 79,6 75,0

3 8 47 81,0 72,0

3 12 78 90,6 84,4

3 8 60 83,3 75,5

3 8 56 84,6 78,8

3 10 62 90,4 82,7

2 48 40 85,9 75,2

2 47 30 81,6 76,9

Таблица 8 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Планерная и платформой Новоподрезково

Эквивалентны

Наименование и Число Скорость Максимальный й уровень

протяженность Категория вагонов в движения уровень звука при звука при

участка поезда составе, поезда V, проезде поезда проезде

измерений шт км/ч 1^рЛтах25> дБА ПОеЗДа ЬрАед25, дБА

1 16 56 85,0 79,1

1 12 50 80,5 75,6

1 14 64 85,3 80,5

1 12 58 84,3 78,4

3 10 56 86,9 78,1

3 12 50 77,5 73,8

Участок между платформой Планерная и платформой Новоподрезково, протяженность 2,4 км 3 12 30 74,3 68,6

3 10 46 85,2 78,6

3 8 41 83,9 75,4

3 10 46 82,8 75,9

3 10 40 81,0 75,5

3 10 47 84,0 78,7

3 10 52 85,0 77,:3

3 10 54 86,1 78,0

3 8 47 85,5 80,0

3 10 36 77,5 72,:3

3 10 39 82,5 77,:3

3 8 36 78,8 73,9

2 23 26 79,3 75,2

2 76 33 76,7 72,:3

Таблица 9 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Новоподрезково и платформой Подрезково

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда ЬрАтах25, ¿>БА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда ЬрАед25, дБА

1 14 60 82,5 78,7

1 16 67 84,3 77,3

1 18 75 87,5 82,3

1 17 72 85,8 80,1

1 12 69 84,2 76,5

1 15 75 86,7 81,9

3 12 52 86,3 81,5

Участок между 3 10 67 87,0 82,3

платформой 3 10 69 88,5 83,5

Новоподрезково 3 8 48 84,5 79,2

и платформой 3 8 54 85,5 81,0

Подрезково, 3 8 69 89,0 85,6

протяженность л 10 63 87,5 82,3

1,5 км 3 12 60 89,5 84,5

3 12 60 88,9 81,7

3 12 59 88,2 81,4

3 10 68 86,7 80,5

3 12 42 82,7 75,3

2 71 40 88,3 84,2

2 54 44 86,5 83,9

2 50 31 84,5 80,8

Таблица 10 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Подрезково и платформой Сходня

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда ЪрЛтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда ЬрАед25, дБА

1 14 64 87,9 84,0

1 18 75 92,7 88,0

1 15 73 88,5 81,4

1 20 75 92,8 87,9

1 16 69 88,5 82,5

1 17 72 91,3 86,7

Участок между 3 8 56 78,2 75,2

платформой 3 8 36 81,0 76,1

Подрезково и 3 10 64 87,7 82,5

платформой 3 10 52 85,2 79,5

Сходня, 3 8 47 88,4 81,4

протяженность 3 12 65 87,9 83,5

2,4 км 3 8 53 89,8 82,6

3 10 64 91,6 83,1

3 10 47 86,8 82,2

3 8 36 74,4 69,8

3 12 62 88,7 81,2

3 8 43 82,9 74,3

2 31 50 87,5 82,5

Таблица 11 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Сходня, платформой Фирсаново и платформой Малино

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда v, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда LpAmax25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда LpAeq25, дБА

1 12 52 78,4 75,5

1 16 45 80,1 76,2

1 14 56 83,2 77,3

3 8 53 79,2 75,0

Участок между 3 8 60 78,6 71,5

платформой 3 8 53 77,9 70,5

Сходня, 3 10 50 82,3 75,9

платформой 3 12 52 83,5 77,5

Фирсаново и 3 10 55 80,7 75,8

платформой 3 12 50 82,5 77,8

Малино, 3 8 60 84,1 78,6

протяженность 3 10 78 86,7 79,7

3,3+2,8 = 6,1 км 3 8 56 81,2 76,5

3 8 37 74,4 67,1

2 57 58 88,6 84,4

2 32 50 86,5 79,:3

2 47 60 86,8 79,9

Таблица 12 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке между платформой Малино и станцией Крюково

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда 1-рАтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда ЬрЛеЧ25< дБА

1 17 41 84,2 81,2

1 7 37 82,4 77,2

1 13 36 77,5 73,4

3 8 47 76,5 70,9

Участок между платформой Малино и 3 10 45 85,0 79,1

3 12 56 90,1 84,7

3 8 45 81,1 75,4

станцией Крюково, протяженность 2,6 км 3 8 64 89,8 84,0

3 8 43 84,2 79,3

3 10 48 83,8 78,9

3 10 46 84,4 78,4

3 8 56 80,9 71,6

3 8 28 76,7 72,4

3 12 39 80,8 75,9

3 12 37 76,3 71,6

3 12 34 75,7 70,8

Таблица 13 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участке междув выемке в районе платформы Алабушево

Наименование и протяженность участка измерений Категория поезда Число вагонов в составе, шт Скорость движения поезда V, км/ч Максимальный уровень звука при проезде поезда ЬрЛтах25, дБА Эквивалентный уровень звука при проезде поезда ЬрАщ25, дБА

3 10 65 78,9 72,9

Участок в 3 12 64 81,1 76,1

выемке в 3 12 62 82,2 78,4

районе 3 12 70 84,7 78,5

платформы 3 12 72 83,0 78,4

Алабушево 1 13 52 77,6 73,7

2 35 60 87,0 82,1

Таблица 14 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участках Октябрьской железной дороги

Наименование и протяженность участка измерений Особые случаи

Участок между платформой НАТИ и платформой Моссельмаш-Ховрино Здесь расположены сортировочная и товарные станции со множеством путей, на ряде которых стоят составы из пассажирских и товарных вагонов. На станции в районе плат. Моссельмаш имеются две горки, оборудованные пневматическими замедлителями. Основные источники шума - маневровые тепловозы, движение расцепляемых вагонов, скрип колес, удары сцепок вагонов, срабатывание пневматических замедлителей, временами громкоговорящая связь, а также проходы по главным путям поездов всех типов. Измеренные уровни звука на платформе Моссельмаш, расположенной на расстоянии 50 м от правой (по направлению к Москве) горки и на расстоянии 100 м от левой горки, составили: а) при работе только правой горки максимальный уровень звука Ьдмакс. большую часть времени не превышает 95 дБА; в отдельные моменты времени при особенно резком скрипе колес, тормозных колодок и одновременной работе замедлителей и громкоговорящей связи Ьдмакс. возрастает до 105 дБА; б) при работе только левой горки - максимальный уровень звука Ьдмакс. составляет в наиболее типичном режиме до 92 дБА, возрастая в отдельные моменты до 103 дБА; в) при совместной работе горок уровень звука составляет большую часть времени 96-98 дБА, в отдельные моменты времени (резкие удары, скрип колес и т.п.) Ьдмакс повышается до 109 дБА; д) при работе громкоговорящей связи (остальные основные источники шума временно не действуют) Ьдмакс. составляет до 79 дБА; е) уровень фона на плат. Моссельмаш в паузах при временно недействующих основных источниках шума составляет 64-70 дБА; ж) максимальные уровни звука за границей сортировочной станции в непосредственной близости от 12-ти этажных жилых домов (расстояние от плат. Моссельмаш 200 м, от границы станции 100 м) составили при наиболее интенсивной работе станции 85-88 дБА, а эквивалентный уровень звука за 1 час — около 75 дБА; з) уровни фона вблизи жилых домов при наиболее шумном периоде работы станции составили ГД0^ = 60-65 дБА, Ьдэкв. за 15 ми». = 51-55 дБА.

Участок между плат. Химки-плат.Планерная а) при проезде мимо измерительной точки на расстоянии 25 м от оси пути тепловоза ЧМЭЗ без вагонов со скоростью V = 24 км/ч максимальный уровень звука Ьдмакс. составил 82 дБА (максимальный уровень фона 51 дБ А); б) проезд тепловоза ЧМЭЗ с 1 вагоном, V = 5 км/чЬдШКс. = 80 дБА, LtU = 48 дБА; в) проезд электровоза BJI-23 без вагонов, V = 45 km/hLamkc. = 74 дБА, Lf:KC. - 50 дБА.

Таблица 14 - Результаты натурных измерений шумовых характеристик движущегося поезда на участках Октябрьской железной дороги

Наименование и протяженность участка измерений Особые случаи

Участок между Фирсановкой и Сходней При проезде мимо измерительной точки дрезины, V =25 км/ч Ьдмакс. = 81,5 дБА, Ьф™акс = 72,3 дБА.

Участок между плат. Новоподрезково и плат. Подрезково г) проезд тепловоза ЧМЭЗ с 3 вагонами, V = 43 км/чЬдмакс. = 83 дБА, Ь д0л"акс = 47 дБА; д) проезд электровоза ВЛ-23 с 16 вагонами, V = 10 км/ч, Ьдмакс. = 75 дБА, 1^;;акс = 53 дБА;

Участок между плат. Малино-плат. Крюково е) проезд электровоза ВЛ-23 без вагонов, V = 21 км/ч, Ьдмакс. = 73 дБА, Ь'^''акс = 57 дБА; ж) проезд тепловоза ЧМЭЗ с 17 вагонами, V = 15 км/ч, Ьдмакс. = 84 дБА, ЬП, =60дБА; ) проезд локомотива и двух вагонов V =35 км/ч 1,Амакс. = 68 дБ А, ^Амакс = 64 дБА.

Участок между плат. Петровско-Разумовское -плат. НАТИ з) над железной дорогой Москва - С.Петербург проходит по металлическому мосту Окружная железная дорога. В точке на расстоянии 25 м от моста и 25 м от дороги М-С.П. измеренные уровни шума составили: и) при проезде по мосту грузового поезда с 71 вагонами, V = 10 км/ч, ЬАмакс. = 95 дБА, = 58 дБА; к) при проезде по мосту грузового поезда с 50 вагонами, V = 10 км/ч и одновременном проезде по дороге М.-С.П. пассажирского поезда (12 вагонов) V = 70 км/ч максимальный уровень звука составил , Ьдмакс = 94 дБА, = 56 дБА; л) проезд по мосту грузового поезда с 73 вагонами, V = 10 км/ч и одновременном проезде по мосту в обратную сторону сдвоенного локомотива (тепловоза ИМ) со скоростью V =10 км/ч максимальный уровень звука составил ЬАмакх. = 97 дБА, Ьд0ь"акс = 60 дБА;

Участок между плат. Планерная и плат. Химки м) На этом участке железной дороги М.-С.П. расположен мост, по которому проходит автомагистраль М.-С.П. с интенсивным движением автомобилей. Измерениями установлено, что шумовые характеристики автомагистрали составляют в часы «пик»: Ьдмакс. = 98 дБА, Ьдэкв. 1 ч. — 85 дБА, что приводит к значительному зашумлению территории в районе указанного участка.

В таблицах 15-20 приведены результаты промежуточных вычислений по главе 4.

Таблица 15 - Промежуточные результаты расчета для определения коэффициентов уравнения линейной регрессии для максимального уровня шума от движения пассажирского поезда с локомотивной тягой

/ У, -му (у, -м>) (у,-к)2

1 1,30 77,84 -0,41 -5,84 2,41 0,1712 34,06

2 1,34 80,15 -0,37 -3,52 1,31 0,1386 12,42

3 1,36 74,93 -0,35 -8,74 3,09 0,1246 76,42

4 1,36 75,03 -0,35 -8,64 3,05 0,1246 74,71

5 1,40 73,15 -0,32 -10,52 3,33 0,1004 110,75

6 1,40 76,34 -0,32 -7,34 2,32 0,1004 53,85

7 1,45 75,44 -0,27 -8,24 2,20 0,0716 67,84

8 1,56 77,35 -0,16 -6,33 1,00 0,0251 40,04

9 1,57 82,29 -0,15 -1,39 0,20 0,0215 1,92

10 1,60 80,45 -0,11 -3,23 0,36 0,0127 10,42

11 1,61 84,04 -0,10 0,36 -0,04 0,0104 0,13

12 1,65 80,85 -0,06 -2,82 0,17 0,0038 7,97

13 1,65 83,74 -0,06 0,06 0,00 0,0038 0,00

14 1,65 79,94 -0,06 -3,74 0,23 0,0038 13,96

15 1,66 81,05 -0,05 -2,62 0,14 0,0027 6,88

16 1,67 86,75 -0,04 3,08 -0,13 0,0018 9,46

17 1,67 83,84 -0,04 0,16 -0,01 0,0018 0,03

18 1,70 78,65 -0,02 -5,02 0,08 0,0002 25,24

19 1,70 80,35 -0,02 -3,32 0,05 0,0002 11,05

20 1,70 89,94 -0,02 6,27 -0,10 0,0002 39,27

21 1,72 84,08 0,00 0,40 0,00 0,0000 0,16

22 1,72 81,25 0,00 -2,42 0,00 0,0000 5,88

23 1,72 78,25 0,00 -5,42 -0,01 0,0000 29,42

24 1,72 77,45 0,00 -6,23 -0,01 0,0000 38,78

25 1,74 82,34 0,03 -1,33 -0,03 0,0007 1,78

/ У, х, -Мх У,-Му {х,-Мх) (у.-му) {х-Мх)2

26 1,88 92,63 0,16 8,96 1,44 0,0257 80,22

Таблица 16 - Промежуточные результаты расчета для определения коэффициентов уравнения линейной регрессии для эквивалентного уровня шума от движения пассажирского поезда с локомотивной тягой

/ У, У,~Му (у.-л*,) {х,-Мх)г

1 1,30 73,17 -0,41 -5,30 2,19 0,1712 28,10

2 1,34 70,79 -0,37 -7,68 2,86 0,1386 59,03

3 1,36 70,57 -0,35 -7,91 2,79 0,1246 62,57

4 1,36 70,06 -0,35 -8,41 2,97 0,1246 70,77

5 1,40 68,39 -0,32 -10,08 3,19 0,1004 101,67

6 1,40 67,27 -0,32 -11,20 3,55 0,1004 125,54

7 1,45 67,87 -0,27 -10,60 2,84 0,0716 112,38

8 1,56 73,29 -0,16 -5,19 0,82 0,0251 26,92

9 1,57 77,14 -0,15 -1,34 0,20 0,0215 1,79

10 1,60 76,09 -0,11 -2,39 0,27 0,0127 5,70

И 1,61 81,07 -0,10 2,60 -0,26 0,0104 6,74

12 1,65 78,49 -0,06 0,02 0,00 0,0038 0,00

13 1,65 75,97 -0,06 -2,50 0,15 0,0038 6,26

14 •1,65 76,07 -0,06 -2,40 0,15 0,0038 5,77

15 1,66 77,19 -0,05 -1,28 0,07 0,0027 1,65

16 1,67 80,49 -0,04 2,02 -0,09 0,0018 4,07

17 1,67 78,27 -0,04 -0,20 0,01 0,0018 0,04

18 1,70 73,59 -0,02 -4,88 0,08 0,0002 23,84

19 1,70 75,49 -0,02 -2,98 0,05 0,0002 8,90

20 1,70 85,48 -0,02 7,00 -0,11 0,0002 49,04

21 1,72 80,63 0,00 2,15 0,00 0,0000 4,62

22 1,72 75,59 0,00 -2,88 0,00 0,0000 8,31

/ У/ х:,-Мх У, -Му {х,-Мх)

23 1,72 75,39 0,00 -3,08 0,00 0,0000 9,50

24 1,72 73,59 0,00 -4,89 -0,01 0,0000 23,90

25 1,74 77,18 0,03 -1,30 -0,03 0,0007 1,68

26 1,75 77,18 0,03 -1,29 -0,04 0,0011 1,67

27 1,75 79,48 0,03 1,00 0,03 0,0011 1,01

28 1,75 78,97 0,03 0,50 0,02 0,0011 0,25

29 1,76 78,29 0,05 -0,18 -0,01 0,0024 0,03

30 1,76 72,39 0,05 -6,09 -0,30 0,0024 37,07

31 1,76 75,57 0,05 -2,90 -0,14 0,0024 8,42

32 1,78 84,24 0,06 5,76 0,37 0,0040 33,22

33 1,78 78,58 0,06 0,11 0,01 0,0040 0,01

34 1,78 78,77 0,06 0,30 0,02 0,0040 0,09

35 1,78 78,17 0,06 -0,30 -0,02 0,0040 0,09

36 1,79 78,19 0,08 -0,28 -0,02 0,0060 0,08

37 1,81 80,38 0,09 1,91 0,17 0,0084 3,64

38 1,81 83,88 0,09 5,41 0,49 0,0084 29,23

39 1,81 86,17 0,09 7,70 0,70 0,0084 59,22

40 1,83 81,08 0,11 2,61 0,29 0,0124 6,80

41 1,83 80,67 0,11 2,20 0,24 0,0124 4,83

42 1,83 77,17 0,11 -1,30 -0,14 0,0124 1,69

43 1,84 76,39 0,12 -2,08 -0,26 0,0154 4,34

44 1,84 82,37 0,12 3,90 0,48 0,0154 15,20

45 1,85 83,38 0,13 4,91 0,64 0,0170 24,08

46 1,86 87,39 0,14 8,92 1,27 0,0203 79,51

47 1,86 79,97 0,14 1,50 0,21 0,0203 2,24

48 1,86 86,57 0,14 8,10 1,15 0,0203 65,54

49 1,86 81,28 0,15 2,80 0,42 0,0221 7,85

50 1,86 81,97 0,15 3,49 0,52 0,0221 12,20

51 1,88 84,58 0,16 6,11 0,98 0,0257 37,29

52 1,88 81,78 0,16 3,30 0,53 0,0257 10,91

/ У, х,-Мх У,-Му (у,-К) (у,-К)2

53 1,88 82,77 0,16 4,29 0,69 0,0257 18,43

54 1,88 82,17 0,16 3,69 0,59 0,0257 13,63

55 1,88 87,87 0,16 9,39 1,51 0,0257 88,22

56 1,88 87,76 0,16 9,29 1,49 0,0257 86,25

Таблица 17 - Промежуточные результаты расчета для определения коэффициентов уравнения линейной регрессии для максимального уровня шума от движения грузового поезда

/ У, х,-Мх у,-м} {у,-Му) Ь-кУ

1 1,15 75,45 -0,39 -9,17 3,59 0,1535 84,18