为更安静的铁路奠定基础
发布时间:2015年12月8日亚当殿下，Eulalia Peris - Roll2Rail|暂无评论
Roll2Rail1在英国，一个大型铁路合作研究项目已经开始调查Shift2Rail中概述的未来噪音挑战2主计划。这项工作的重点是开发滚动噪声分离技术，该技术将有助于解释、描述和控制在列车通过时产生滚动噪声的不同物理机制。研究结果将有助于建设更安静的铁路，并有助于未来车辆和轨道的设计，最大限度地减少噪音排放。Roll2Rail的噪声工作包负责人Adam Mirza和项目协调员Eulalia Peris进一步解释。
尽管铁路扩建对环境、经济和社会都有诸多好处，但它也面临着一个重大问题:居住环境噪声和振动的增加。
欧洲铁路的扩建将导致生活在铁路沿线的人口增加，因此受到铁路噪音和振动影响的人口也会增加。事实上，EC路线图甚至将噪音描述为“欧洲铁路在环境方面的致命弱点，并强调如果这个问题处理不当，可能会造成严重后果。
由于实施了减少噪音和振动排放的措施，铁路项目的成本已经在增加。例如，为了保护居民，正在实施容量和速度限制以及夜间驾驶禁令等措施。因此，专注于开发减少过往列车噪音和振动排放的新措施的研究项目，通过促进铁路运输能力的提高，在扭转这一趋势方面发挥了重要作用。
欧洲铁路研究咨询委员会(ERRAC) 2030年路线图关于噪声和振动的愿景是明确的。ERRAC预计，到2030年，降噪措施将整合到铁路的所有相关流程中，铁路噪音和振动将不再被视为铁路及其周边地区的问题。由于解决铁路部门面临的噪声和振动挑战的重要性，ERRAC的目标已被纳入Shift2Rail的噪声和振动研究工作计划。
在对Shift2Rail的预期中，随着欧盟地平线2020资助项目Roll2Rail的启动，铁路噪声和振动方面的工作已经开始。欧洲铁路工业协会(UNIFE)正在协调该项目，该项目由31个合作伙伴组成，包括火车制造商、基础设施管理人员、火车运营商以及研究中心和大学。在Roll2Rail关于噪音的工作包中开展的研究将有助于实现Shift2Rail中规定的目标，并将成为实现该计划最终结果的重要组成部分。
Shift2Rail内铁路噪声和振动的目标
要讨论Roll2Rail内部的噪声，首先要讨论Shift2Rail长期计划中指定的噪声和振动目标。
Shift2Rail是欧洲首个旨在建设未来铁路系统的公私铁路技术合作项目。该计划计划于2016年全面投入运营，并将通过加速将新的先进技术集成到创新轨道产品解决方案中来寻求重点研究和创新。
Shift2Rail的工作围绕五个创新计划(ip)以及五个交叉主题(CCA)展开，这些创新计划涵盖了铁路系统的所有不同结构和功能领域。cca是在跨越所有ip的许多工作区域中结构化的。工作范围的设立涵盖总体计划所阐述的所有主要横向课题。噪声和振动研究是CCA能源和可持续性工作领域的一部分。
作为Shift2Rail项目的一部分，这项工作的目标是将暴露于铁路引起的噪声和振动所带来的烦恼降至最低。为此，该计划设想在三个不同的领域进行研究:外部噪声、内部噪声和地面振动，并将重点关注以下主题:
- 货运段减少对附近居民干扰的解决方案和方法
- 城市外部噪声的传播和影响研究及其与噪声互操作性技术规范(TSI)未来更新的关系
- 提高乘客的噪音和振动舒适度
- 当前和未来铁路系统的噪声和振动场景的听觉和可视化，包括暴露水平以及烦恼和感知参数。
为了达到上述的总体目标和目标，Shift2Rail定义了一些任务和子任务，以确保在五个ip的所有相关技术演示中适当考虑和集成噪声和振动方面。
在Roll2Rail中解决铁路噪音
Roll2Rail的WP7将有助于Shift2Rail噪声和振动工作区域的目标。特别是对“外部噪声仿真模型和分离技术”的研究工作有一定的促进作用。该项目有30个月的时间来开发和验证一种可靠的滚动噪声源分离方法。
一般来说，当车轮在轨道上滚动时，两个元素的粗糙度代表了滚动噪声的主要原因。然而，确定贡献机制和确定每个机制辐射出多少噪声仍然具有挑战性。
现有的测量新车辆发出的噪音的方法没有区分车辆和轨道的贡献。相反，他们试图通过指定表面粗糙度和轨道衰减率的限制来最小化轨道的影响。因此，在不同位置测量的噪声之间可能存在显著差异。
在以前的研究项目中(例如stairs和ACOUTRAIN)已经开发和评估了一些分离车辆和轨道贡献的实验方法，但这些方法受到很大的不确定性和一些难以控制的影响。它们也没有得到足够详细的验证，无法在监管环境中使用。
Roll2Rail的工作旨在开发和验证几种可选的先进分离方法，这些方法考虑到了车辆和轨道声辐射的性质。这些将使用多通道测量，如麦克风阵列或先进的传输路径分析。从这项研究的结果，将有可能说出分离方法的哪些方面是必需的，以及从实际实施中可以期望的精度是多少。
这项工作由瑞典庞巴迪公司的Adam Mirza领导，参与这项工作的合作伙伴包括火车运营公司(SNCF和DB)、制造商供应商(西门子、庞巴迪、阿尔斯通、CAF和Talgo)和研究机构(ISVR和KTH)。这些利益相关者对于确保结果的成功采用和促进滚动噪声分离技术的进一步发展至关重要。工作计划分为以下四项不同的任务，从开发新的声学分离方法到通过实地测试进行验证。
- 新分离方法规范
这项任务将确定声学分离方法的规范。它打算披露允许这些技术在监管环境中使用所需的精度，以及此类方法的成本限制。此外，除了限值外，还将进行可行性研究，以引入粗糙度和航迹衰减率的“推荐值”。
- 现有和新的分离方法的研究
这项任务将评估现有的以及新的声学分离方法的潜力。将研究现有方法的优点、缺点和准确性，以及如何通过将它们组合成混合方法来改进它们。将进行初步测试和分析，以评估近场方法、波束形成和传递路径方法的潜力。此外，行业合作伙伴将对这些方法的实用性和成本进行严格审查。
- 现场测试以收集用于验证的数据
这项任务的目标是为验证不同的分离方法收集实验数据。数据将在一次大规模测量活动中收集，并将确保数据允许每种分离方法的应用。通过时的轨道边测量将包括:轨道加速度、通过噪声、阵列测量和近场测量。支持测量将包括:轮轨粗糙度，轨道衰减，车轮频率响应和传递函数测量。
- 使用测量数据验证分离方法
本任务的目标是使用现场研究数据验证各种分离方法。使用从测量活动中获得的测量数据，将确定一个“正确的”结果，并将其用作源贡献的参考。同时，所调查的每一种方法都将独立地用于确定来源贡献。还将考虑将现有方法中的部分结合起来使用各种混合方法。这些比较的结果将验证新方法和现有方法的成功。将确定进一步开发的潜在方法和进一步验证的需要。
实施、应用及进一步工作
考虑到制造商和终端用户的需求，以及欧洲层面的噪音目标，Roll2Rail热衷于将其未来的成果付诸实践，并在项目生命周期内快速实施所取得的技术进展。因此，预计本研究的结果将为Shift2Rail未来的噪声活动奠定基础。该噪声WP的输出将是分离滚动噪声的最佳策略的选择，Shift2Rail的研究活动将进一步改进这些策略。例如，将进行研究，以扩大噪音分离方法的使用，以便获得其他轨道来源，如空气声学和牵引的贡献。此外，更广泛的铁路车辆将纳入进一步的研究。
这项研究在授权的背景下也很重要，其中车辆使用具有特定特性的轨道进行测试，这些特性可能不能代表所有铁路轨道。目前，测量的噪声值可能不能代表车辆的排放，因为无法隔离单个因素对滚动噪声的影响。该项目的结果有望为定义改进的TSI噪声测试方法提供基础，稍后将随着Shift2Rail的工作进行扩展。
参考文献
传记
Eulalia Peris于2006年毕业于声音与图像通信工程专业，并于2013年获得环境声学博士学位。她于2015年1月加入联合国儿童基金会，担任技术事务经理，目前是欧盟资助的两个项目——Roll2Rail和REFRESCO的协调员。在此之前，Eulalia曾在英国索尔福德大学工作，在那里她参与了由英国环境、食品和农村事务部(Defra)资助的两个研究项目，以及一个FP7欧盟资助的铁路噪声和振动领域的项目。
Adam Mirza拥有斯德哥尔摩KTH技术声学硕士学位(2008年)。毕业后，他加入了庞巴迪公司的声学和振动团队，一直致力于降低铁路噪音的研究和产品开发。他是欧盟资助的RIVAS研究项目的工作包负责人，致力于减少铁路的地面振动。除了在Roll2Rail担任WP7负责人外，Adam目前还参与了斯德哥尔摩新地铁车辆的开发。
