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1、新建铁路站区对城市环境噪声影响特征及预测研究第15卷第5期2005年5月中国安全科学ChinaSafetyScienceJournalVo1.15No.5May2005新建铁路站区对城市环境噪声影响特征及预测研究王勐许兆义教授白明州(北京交通大学土木建筑工程学院)学科分类与代码:620.加30基金项目:北京交通大学科研基金资助(2003SM004).【摘要】在铁路车站噪声影响中,车站影响区域产生的次生噪声相对于站中心的原生噪声,是城区噪声污染的主要因素.根据不同规模车站区对周边社会及人文景观的影响程度,划分出站区噪声监测范围.通过监测对比分析,发现站中心噪声与车站规模具有显着的正相关关系,而车
2、站影响区噪声值在中小规模车站中,二者有一定的正相关关系,但当车站发展到一定大规模后,影响区内的噪声反而略有下降并趋于平稳.通过分析认为.大规模车站的建立有利于促进周边城市更合理地规划布局.根据车站布局与兴建对城市环境噪声影响的关系,以及站区噪声源变化特点,建立了不同车站规模站区的噪声值预测模型,其预测结果为新建铁路路站在城市中的规划布局,提供了实用的参考依据及有价值的建议.【关键词】车站影响区;影响范围;次生噪声影响;噪声预测CharacteristicoftheImpactofNewlyBuiltRailwayStationonUrbanEnvironmentNoiseLevelandIts
3、PredictionWANGMengXUZhao-yi.Prof.BAIMing-zhou(SchoolofCivil&ArchitectureEngineering,BeijingJiaotongUniversity)Clarificationandcodeofdisciplines:620?4030Abstract:SecondarynoiseevolvedbythetrainstationisthemajorsourceofnoisepoUutiontoambientenvironment.Accord-ingtolevelsofimpactonsurroundinghumana
4、ctivitiesandscenerybuildings,theextentsofimpactbysecondarynoisearegraded,ofwhichthenoiselevelsaremonitored.Theresultsindicatethatthenoiseleveimpactedarecorrelatedwiththescaleofthetrainstation.Amongthesmallandmediumstations,thenoiselevels8redirectlyproportionaltothescale.However,whenthestationisenlar
5、gedtoacertainextent.thenoiselevelintheimpactedareashowsadownwardtrendtowardsteady.ItisconsideredthattobuildlargestationisbeneficialtomorerationallylayouttheneighboringbuildingsSO88toreducethenoisepoUution.Accordingtothestatisticalanalysisofnoiselevelsatdifferentgradedimpactarea.anoiselevelprediction
6、modelfordifferentscalesofstationsisestabhshed.ThepredictedresultswouldprovidereferencecriteriaandvaluablesuggestiononhowtorationallylayoutthenewlybuiIttrainstation.Keywords:ImpactedareabystationAreasinfluencedImpactbysecondarynoiseNoiseprediction1前言铁路及附属设施对一个城市发展起着基础性的作用,同时由于铁路原因所产生的噪声污染对周围区域的环境也带来了
7、一定的负面影响,尤其是城区新建铁路枢纽的设立,会使车站周围区域生态成分,人文景观等特征产生显着变化,进而引起一系列新的噪声源.该类噪声的产生原因及分布特点呈现多样化,又综合影响着周边城区的发展,已成为城市规划的一个重要影响指标.目前,有关铁路环境噪声的监测及影响评价方法主要针对铁路运输本身产生的原生噪声影响,很少涉及铁路所引起的次生环境噪声.如何对该类一系列次生噪声源及噪声影响特征进行评价预测,在国家和地方都没有成熟的标准和法规n.随着我国大型铁路的不断建设,城市新建路站对城市区域环境影响会逐渐提高,对这类噪声的评价内容也成为一个较新的研究方向.?64?中国Chi腿安全Safety科学Scie
8、nceJournal第15卷2005矩2新建铁路车站次生噪声环境特征分析新建铁路在市区的表现有两种模式:一是在原有铁路枢纽基础上进行扩建增加相应的铁路设备,扩大站场容量,二是在城市中新建的铁路车站.这两类模式最终导致城市铁路运输规模的增加,使车站规模发生变化.铁路车站建成后,站区成为人群进出城市的主要集聚地,必然会引起周围区域交通流量,用地类型,人口流量,人类活动等的改变.如区域中把旅客作为惟一的或是主要服务对象的交通服务业,商店市场,娱乐场所,运动场所,饭店旅馆等,会以车站为中心在一定范围内逐渐增多.这些要素的变化必然引起噪声源的改变,表现为原有区域噪声值重新分布2l.以车站为中心的该区域噪
9、声与一般城区噪声比较有其特殊性:即车站周边的噪声源几乎都是车站的衍生物,受到车站性质影响.一旦车站规模发生变化,则这些联系密切的相关服务行业也会随之兴盛或衰落下去,从而导致噪声环境的变化,三者之间形成链状关系如图1所示.铁路车站规模变化站l布局及人文活动环境改变站I蔓噪声特征改变图1车站区噪声变化分析简图针对这个关键因素,对不同规模车站所影响的次生活动范围划分出来,通过对范围内的噪声监测,进行类比分析,探究出新建铁路车站区噪声分布特征.3车站影响范围划分原则根据车站每天对开列车数及客流量作为评价车站规模的主要参数,按规模大小选择北京站,北京西站,保定车站,丰台站,北京南站,北京北站,近郊区站点
10、昌平北站,密云车站,通县车站等9个站区,分别进行站区噪声监测(见表1).表1监测车站列表规模大小站名通过列车数列/天客流量万人/年1北京站1582232.02北京西站1381949.03保定站861214.04丰台站47663.95北京南站38536.86北京北站14<3.67密云站9<1.88通州站2<3.69昌平北站2<3.6由于车站的存在使其周围的用地类型,人文活动等都带与车站有相互关联的特色,如积聚在周边的人口以旅客为主体,商贸服务业以旅客为主要服务对象,交通运输以旅客为主要载体等等.上述鲜明的区域景观以车站中心最为突出,并且随着距离车站愈远,其表现愈来愈淡化,
11、最终在一定距离带消失,该距离带是车站影响景观的边缘地带,也是站区环境噪声影响的边界;该边界范围大小受到周边各类用地类型的影响,往往以周边最近出现的城市固定人口生活社区为主要标志,以及特殊用地,如大型公园,大医院,城市核心交通干线,大型的商务楼等,这类城市建筑及设施往往是车站向外影响的主要屏蔽.总之,距离站中心越远,与铁路相关的人文活动相对减弱或消失,车站影响的景观特征【3就越弱,并以某些特色建筑或用地的出现作为车站影响消失边界.根据此特征,选择出各车站影响的边界景观,并以其所围成的区域,确定为车站噪声影响区.通过调查不同规模车站影响区距离站中心(进站口为标志),可归纳为如下几个类型:(1)30
12、0500in左右,如通洲,密云,北京北站,昌平北等车站.(2)500m左右,如保定站,北京南站,丰台站等车站.(3)5001000m左右,如北京站,北京西站.根据车站影响范围划分原则,确定了不同规模车站噪声影响范围,在该范围内,参考了GB3096-1993城市区域环境噪声标准进行噪声监测,其中对测点的布置L4,在点阵法的基础上,结合了站区特点进行布点:以站进口中心为圆心,以每隔50100m的距离做同心圆,在每个圆周上,均匀布点监测.如果该点有阻挡物,则以该阻挡物最近处可达到的地方为替代监测点.在变化明显区测点加密,变化不明显区可适当减少测点.监测时间为夏冬两个时间段,具体时间是2003年67月
13、,2004年1月份.测量仪器为国产HS5691智能声级计,在每一测点离地面高度1.2m,将声级计置于慢档,然后分别记录相应时间段内的等效声级与统计声级.监测主要以昼间监测为主,时间段约9:0016:00,平均每站监测两天;夜间噪声以22:00凌晨1:00.每点监测时间根据周围噪声源变化的程度按5或1015分钟计;主要监测点涉及了车站周围各种用地类型主要有:车站广场,主要,次要道路,人行道路,居民区,政府,商店,公园,学校,医院等.4噪声监测结果分析4.1车站及影响区噪声值总体特征根据不同规模车站噪声监测值,作出站区噪声等值立体分布图(见图2).可以看出,大规模的车站中心区(图中原点坐标),呈明
14、显的垄丘状凸起,向远处逐渐变得低平,如北京站.规模较小车站中心区,多位于漏斗型低噪声凹槽区,如通洲站.而中等及较大规模的车站中心区位于等值线图形高低曲线变化的过渡地带,如北京南站.第五期王勐等:新建铁路站区对城市环境噪声影响特征及预测研究?65?(a)北京站背景噪声等值线立体图(b)南站背影噪声等值线立体圈图22003年不同规模车站影响区噪声等值线立体图4.2车站原生与车站规模关系特征主中心区噪声源(以站口为代表)是客流多少的直接反应,对声值也位于中间值,如保定,丰台,北京南站.车站规模与站口各站口噪声值进行对比发现,车站规模越大,客流越多,则站口噪声值呈现很好的正相关关系(见表2,图3和图4
15、).杖表2不同规模车站中心噪声特征对比站名北京站北京西站保定丰台北尿用北京北站l密云站1通洲站l昌平站通过列车数列/天I15813886473814I9f2J2站13噪声L(dB)l71.27:2.169.36866.755.5163.Il61.6159.4簌,:一一i糟l:-_l吾Leq一一,_一L一_一*|l一一一?1:,北京站北京弭站保定丰台站北京南站北京北站密l云站通州站昌平北站图3不同规模车站口噪声值对比曲线0204060801oo12014o16o图4不同规模车站噪声监测值与预测值对比曲线根据实测数据,建立车站规模与站中心噪声值的回归分析模型:Y38=60.43l8+0.2216X
16、一0.0ol6+4.410,相关性系数为0.966,图4为实测与预测数据比较.可以看出拟合效果较良好j.4.3车站次生噪声(影响区噪声)与车站规模关系监测范围内噪声背景平均值k反映了车站影响范围内的总体噪声情况.根据监测结果作出各站区噪声变化表(见莒一十表3),如图5所示.可以看出,站区的背景值噪声k,除了密云车站有例外,其他站区间变化幅度很小,尤其是较大规模车站与大规模车站之间,噪声背景值几乎没有什么改变,即相对于站中心噪声值,小规模车站影响区背景噪声值有偏大的特点.分析认为,噪声背景值表现特征,与站的规模大小对景观及人类活动的影响程度不同有关系.小规模站区的影响边界较带相对模糊,影响区内叠
17、加的与车站无关联的城区活动比例较大,是引起噪声值偏大的主要原因.如通州车站区,虽然有部分活动是以车站为主,如站前商店,旅馆,出租车集中区等.但以当地居民为主要目服务对象的用地类型,服务活动也穿插在其中,在所占比例还较大,如城市百货大楼,娱乐饭店等.而大型车站如北京站,影响区内外的景观变化较明显,站区内主要是以车站活动为主的用地类型,所叠加的城区活动所占比例很小,影响边缘区往往是低噪声的公园,车站相关的高层建筑以及宽阔的道路等,这是造成整个站区平均噪声值降低的主要因素.表3不同规模车站各类噪声值特征对比站名北京站Ij泵四站I保足J手苜北尿甯站l北泵北站I掰石I逋洲斯I昌平斯通过列车数列/天158
18、l138864738I14J9J2f2站影响区(dB)59.5j58.8I59.2J59.955.958.148.6l58.6I57.4鲫硝酡:2鲫如0韶?66?中国China安全Safety科学ScienceJournal第15卷2005拄165l50135l2O鬈0560453Ol00图5不同规模车站影响区内背景噪声值对比曲线通过对监测数据的分析,由于背景噪声值总体变化幅度很小,对站规模进行了再规类处理,把对开列车数从大到小分别划为>100列,50100列,105o列,110ylJ4个规模,对每个规模车站噪声值进行加权平均,得出不同规模车站噪声情况,通过SPSS系统,建立站区背景噪声
19、值与车站规模相关关系的数值模拟方程:y:54.6189+0.2861X0.051X+2.710绘出各类监测分析曲线与预测曲线拟合对比图(见图6),分析发现预测模型与实际监测分析值拟合效果良好.65,6o55做瞽5O0255075100125列车数(列/天)图6站区背景值预测与实测对比曲线5不同规模车站对次生噪声的影响通过以上对比分析,车站的次生噪声与其站中心的原生噪声变化不同,其并不随车站规模呈正相关关系,在规模增大到一定程度,影响区的次生噪声反而有降低趋势,并趋于平稳.原因分析如下:(1)随着车站规模增大,站区的城市用地及活动规划,会更趋于合理和改善,如在交通枢纽类型上,地下通道,地下广场,
20、地铁,立交桥等类型明显多于中小规模站区.:66o3营57i48(2)大规模车站会吸引周边的用地特征向服务设施良好的方向发展,如大型写字楼,大型宾馆等等逐渐取代嘈杂的小型饭店,售货亭等,从而相应地减少了噪声的产生和传播.(3)在噪声防护治理方面,大规模站区由于影响度增加也会促使政府在该区域环境管理等方面的的更多投入.笔者通过分析认为,在建立中小等规模车站之初就要考虑到合理的市政规划,应该借鉴大规模车站建设中有关减噪降噪的有效做法;并结合自身特征,在车站建立同时就对周边的市政规划进行长远的考虑,积极吸引大型商贸服务业,合理搭配站区用地布局.6结论(1)根据车站对周边的影响程度差异特征,从景观特征的
21、角度划分出了车站影响区的范围,从而确立了次生噪声监测范围.(2)站影响区内的噪声,其并不随车站规模呈正相关关系.一般中等规模车站(如列出到开数为50100列/天的车站)噪声值最大;大规模车站,如大于100列/天的北京西站及北京站,其站区噪声值反而相对较小;建立相关数学模型,可以对新建铁路站区周边环境噪声进行较好的预测评价.(3)通过噪声变化趋势的分析,说明在中小规模车站建设的同时,应该用政府或市场的手段积极引导周边用地类型和环境规划,控制车站区的次声生噪声影响.(收稿:2004年10月;作者地址:北京市西外上园村;北京交通大学土木建筑工程学院;邮编:100044)参考文献焦大化,铁路噪声环境影响评价的方法CJ;.铁道劳动安全卫生与环保,2001,28(3):151159王勐,许兆义,新建铁路对城市噪声的影响特点及其噪声预测方法J.中国安全科学,2004,14(1):97100刘敏燕,杨献朝.北京市铁路噪声特性实例分析研究CJ;.铁道劳动安全卫生与环保,1999,26(3):145148戴天兴.城市环境生态学CM.北京:中国建材工业出版社,2002.7:283306苏金明等.统计软件SPSSforWindows实用指南M.北京:电子工业出版社,2001.1
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