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(jì)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)

 

　　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(shí)、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?cè)缫验_始研究噪聲的產(chǎn)生原因、傳播路徑、控制方法以及對(duì)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(jì)中,使噪聲在線路投入使用前就得到有效控制[1-5]。

       針對(duì)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(xiàng)目環(huán)境影響的評(píng)價(jià)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(jì)階段使用的噪聲影響評(píng)價(jià)方法和模式;同時(shí),與國外相比較,國內(nèi)對(duì)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(jì)。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(jì)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(píng)價(jià)方法。

 

 

 

1. 1 城市軌道交通噪聲的產(chǎn)生與傳播

 

      從影響對(duì)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(gè)或多個(gè)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(jì)的角度研究軌道交通形成的噪聲對(duì)沿線環(huán)境的影響,即路邊噪聲對(duì)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(diǎn)這3個(gè)方面進(jìn)行的(見圖1[10]):軌道交通在運(yùn)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(diǎn),并結(jié)合其他因素影響接收者的活動(dòng)。

 

1. 2 城市軌道交通噪聲影響理論計(jì)算方法

 

      為了評(píng)價(jià)城市軌道交通噪聲的影響,除了進(jìn)行實(shí)際調(diào)查外,還需要對(duì)未來的噪聲振動(dòng)影響進(jìn)行預(yù)測(cè),這就必須有一個(gè)比較準(zhǔn)確簡單的計(jì)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(jì)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(jì)這個(gè)大方向, 是從效益角度去評(píng)價(jià)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(jì)算模型。至于在軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)中所需要的噪聲計(jì)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(diǎn),對(duì)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(jì)階段的噪聲計(jì)算方法,為線路規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行噪聲影響評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

 

1. 2. 1 計(jì)算步驟

 

      本文參照道路EIA(Environment ImpactAnaly-sis)指標(biāo)體系中聲環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)手冊(cè)》(以下簡稱《手冊(cè)》)[10],并結(jié)合線路敷設(shè)方式對(duì)噪聲影響的特點(diǎn),采用的城市軌道交通噪聲預(yù)測(cè)方法如圖2所示�？梢岳迷摲椒▽�(duì)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(cè)和評(píng)價(jià),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。

 

1. 2. 2 計(jì)算方法

 

1. 2. 2. 1 參考暴露聲級(jí)

 

      參考暴露聲級(jí)(Lref)是在特定運(yùn)行條件下,線路上的某一點(diǎn)通過1列車的聲級(jí)。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(jì)算點(diǎn)的Lref,參考不同運(yùn)營條件下的修正公式和線路敷設(shè)方式修正值,可以計(jì)算噪聲源在參考點(diǎn)(距離軌道中心15 m處)的基礎(chǔ)噪聲值(Lbas)。具體運(yùn)營特征包括車流量、運(yùn)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(duì)沿線環(huán)境的干擾不大,所以不對(duì)其影響進(jìn)行評(píng)價(jià))。相關(guān)計(jì)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(yùn)營特征,可以得到列車在線路上行駛時(shí)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(diǎn)的噪聲值。這就涉及到噪聲擴(kuò)散傳播時(shí)由于距離、吸收和屏蔽等作用產(chǎn)生的衰減,來對(duì)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(diǎn),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(yùn)營特征計(jì)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(jì)算點(diǎn)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(duì)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(duì)噪聲的影響程度,利用以上預(yù)測(cè)方法,對(duì)假定的軌道交通線路進(jìn)行噪聲影響預(yù)測(cè)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(yùn)營特點(diǎn)、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(jì)算可知,不同的線路敷設(shè)方式對(duì)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(huì)使周圍的環(huán)境惡化,產(chǎn)生的后果有可能會(huì)使土地的商業(yè)價(jià)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(gè)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(píng)價(jià)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(cè)的基礎(chǔ)上,現(xiàn)提出城市軌道交通噪聲的效益評(píng)價(jià)方法。

 

2. 1 城市軌道交通噪聲影響效益評(píng)價(jià)原理

 

      成本效益分析(Cost-benefitAnalysis)是評(píng)價(jià)各種公共項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效率性的最基本方法[15]。它把項(xiàng)目實(shí)施費(fèi)用和項(xiàng)目所產(chǎn)生的效益換算成貨幣后進(jìn)行對(duì)比、評(píng)價(jià),從而確定該項(xiàng)目實(shí)施的可行性。效益是指用貨幣單位表示出的因項(xiàng)目實(shí)施而產(chǎn)生的效果。費(fèi)用是指因項(xiàng)目實(shí)施而喪失的財(cái)產(chǎn)或福利價(jià)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(duì)其進(jìn)行效益評(píng)價(jià)。

 

      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(jià)格的下降。間接損失包括用于治療相關(guān)疾病的費(fèi)用和個(gè)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(duì)降噪措施的投入,即增加降噪措施成本,以降低噪聲對(duì)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(gè)投入多少的問題。總的原則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(píng)價(jià)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(píng)價(jià),但是可以通過一些相關(guān)的經(jīng)濟(jì)行為來間接估計(jì)其損失程度。

 

      一個(gè)常用的方法是利用特征價(jià)格法研究房價(jià)受噪聲和振動(dòng)影響的程度,得到噪聲敏感指數(shù)(NoiseDepreciation Sensitivity Index)INDS用以計(jì)算房價(jià)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(jià)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(jià)升值0. 4%。根據(jù)國外的研究成果[17],對(duì)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(fèi)用是指由于噪聲造成的心理和生理疾病的治療費(fèi)用,還包括因?yàn)樵肼晫?dǎo)致個(gè)人工作效率的降低。由于這些損失根據(jù)不同的影響個(gè)體其具體情況有很大的不同,根據(jù)市場經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),可認(rèn)為在直接損失的貨幣計(jì)算過程中,已把間接損失計(jì)算在內(nèi)了。即房產(chǎn)價(jià)格已反映了由于噪聲造成的個(gè)人損失。因此,在評(píng)價(jià)過程中可以用房產(chǎn)價(jià)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(yùn)行噪聲對(duì)沿線敏感點(diǎn)的影響,可以通過多種方法和途徑來實(shí)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(diǎn),比如采用對(duì)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(duì)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(jì)算中,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的降噪方法,統(tǒng)計(jì)其費(fèi)用。

 

2. 2 城市軌道交通噪聲影響成本效益評(píng)價(jià)方法

 

      成本效益分析中,費(fèi)用和效益不是根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施前后的變化來計(jì)算,而是進(jìn)行有無比較,計(jì)算項(xiàng)目實(shí)施和不實(shí)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(jià)格下降;如果采取了降噪措施,房產(chǎn)價(jià)格的下降程度將減少或者價(jià)格升高。因此,可以把房產(chǎn)價(jià)格的減少或者升高作為效益項(xiàng),把降噪措施成本作為成本項(xiàng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以采用費(fèi)用效益比(Cost BenefitRatio)RCB,即用項(xiàng)目實(shí)施所產(chǎn)生的效益的總現(xiàn)值和費(fèi)用的總現(xiàn)值之比來表示項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)上的核算性,如果RCB>1,就可以判斷項(xiàng)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(cè)方法得到評(píng)價(jià)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(cè)值是否超標(biāo)。如果未超標(biāo)說明該項(xiàng)目符合環(huán)境要求,不需要實(shí)施減振降噪控制;如果預(yù)測(cè)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(shí)施控制措施后會(huì)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(jià)(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(shí)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(gè)項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境控制所花費(fèi)的成本,即C=∑Ci。最后計(jì)算費(fèi)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(xiàng)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法。在城市軌道交通的規(guī)劃與設(shè)計(jì)過程中,可以利用該方法對(duì)線路的噪聲影響進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),以優(yōu)化線路的設(shè)計(jì)。

 

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