XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Железнодорожный транспорт - один из самых эффективных видов транспорта. Однако он имеет как плюсы, так и минусы. Железнодорожный транспорт часто становится причиной жалоб населения на повышенный шум. Шум от железнодорожного транспорта является угрозой для здоровья, а также причиной беспокойства и дискомфорта людей.Исходя из этого, уменьшение воздействия шума до допустимых величин, является важнейшим условием для труда и защиты окружающей среды.

Шумом называются звуки, мешающие восприятию полезных звуков или нарушающие тишину, а также звуки, оказывающие вредное или раздражающее действие на организм человека.

Шум по происхождению бывает:

–Механический – Аэродинамический – Гидродинамический

Электромагнитный.

Основные источники шума

– Шум локомотива и поезда;

– Звуковые сигналы;

–Аэродинамические взаимодействия подвижного состава с окружающей средой (при скорости более 200 км/ч);

–Взаимодействие пути и подвижного состава при движении (излучение шума системой колесо-рельс) – или шум качения;

– Вентиляционные системы

–Структурный шум, возникающий от передачи вибрации в системе колесо-рельс в близко расположенные здания;

–Машины и механизмы для производства работ по текущему содержанию и ремонту путей (путевые машины и механизмы);

– Производственные предприятия железнодорожного транспорта;

– Тяговые подстанции;

– Железнодорожные мосты;

– Громкоговорящие системы оповещения;

–Шум вспомогательного оборудования (вентиляционные системы, эскалаторы, уборочные машины, кондиционеры, системы отопления).

Помимо подвижного состава источниками шума при прохождении поезда являются также элементы мостовых конструкций и плитного основания пути, которые вибрируют с разной частотой и амплитудой. Для снижения вибраций и генерации шума были применены различные прокладки, мастики, резинокордовые маты, вязкие заполнители.

Р ис.1. Электропоезд «Ласточка»

Влияние шума железнодорожного транспорта на человека

Порог слышимости у каждого человека различен и зависит от возраста, состояния слуха, утомления, индивидуальных особенностей организма, а также от частоты звука (на низких и очень высоких частотах он повышается). На низких частотах чувствительность слуха ниже, чем на высоких.

Различают пять ступеней действия шума на человека в зависимости от уровня звукового давления. Если уровень звукового давления ниже порога слышимости, что соответствует полной тишине (первая ступень действия шума), то человек ощущает психологический дискомфорт. Он невольно прислушивается к шуму своего дыхания, процесса пищеварения и т.п. В природе такие условия практически не встречаются. Обычно человека окружает нормальный, привычный для него шумовой фон

(вторая ступень действия шума) с уровнями звукового давления на средних частотах 15-35 дБ. Такой шум необходим для нормальной жизнедеятельности.

При увеличении уровня звукового давления до 40-70 дБ наступает третья, психологическая, область действия шума.

Этот шум, особенно если он неконтролируем и несет определенную информацию, оказывает раздражающее действие, не изменяя функций слуха и не мешая восприятию полезных сигналов. Он может снизить производительность умственного труда, ухудшить самочувствие. Примером такого шума являются мешающая музыка или разговор, шум санитарно-технического или инженерного оборудования зданий.

Уровни звуковых давлений 75-120 дБ (четвёртая область действия шума), характерные для производственных и транспортных шумов, производят неблагоприятное физиологическое действие. В этом случае значительно раньше, чем поражается орган слуха, страдает центральная нервная система (ее вегетативная область) и сердечно-сосудистая система. Работники, подвергающиеся воздействию такого шума, часто жалуются на раздражительность, головные боли, снижение внимания и памяти, сонливость, повышенную утомляемость, нарушения сна, иногда - на головокружение. Они чаще болеют гипертонией или гипотонией, язвенной болезнью, колитами и гастритами, неврозами. У них чаще и скорее развивается профессиональная тугоухость.

Постоянный шум с уровнями звукового давления более 120 дБ, а также импульсный шум с уровнями, превышающими 150 дБ при длительности воздействия 100 мс и 160 дБ при длительности воздействия 5 мс, могут привести к акустической травме в виде значительного понижения слуха (пятая ступень действия шума).

При постоянном шуме с уровнями 170 дБ и выше и импульсном шуме с уровнями 180 дБ и выше может наступить контузия, и даже смерть.

Методы борьбы с шумом

Железные дороги имеют огромное преимущество перед другими видами транспорта по всему комплексу факторов воздействия на окружающую среду, в том числе и по шумовым характеристикам. На основании исследований, ВСМ производят меньший шум по сравнению с автомагистралью одинаковой провозной способности, при этом спектральные характеристики и периодичность проявляют свойства, меньше беспокоящие человека. Также эффективны методы защиты от шума с помощью инженерных устройств – барьеров, лесонасаждений, искусственных насыпей. В силу того, что линии входят в центральные городские районы, а шум, производимый поездами, увеличивается по мере роста скорости движения, перед администрацией железных дорог стоит выбор: снижение скорости движения поездов или поиск эффективных средств борьбы с шумом. К настоящему времени, благодаря исследованиям и разработкам инженеров, были установлены причины и определены эффективные средства снижения шумового воздействия от поездов.

Во-первых, улучшение акустических параметров высокоскоростного подвижного состава и постоянных устройств ВСМ и, как следствие, меньшая генерация шума поездами, конструкциями пути при больших скоростях движения.

Во-вторых, эффективные инженерные и организационно-технические методы защиты от шума, генерируемого при прохождении поездов по высокоскоростным магистралям.

Снижение шума механического происхождения обеспечивается повышением качества рельсов: большей ровностью поверхности катания, а также регулярным проведением регламентных работ по поддержанию на должном уровне поверхности головки рельса своевременной шлифовкой и поверхности катания колес регулярной проточкой.

Значительные успехи были достигнуты в области конструирования малошумящих колес. Например, в Японии прошли успешные испытания колеса с упругими промежуточными элементами. Обнаружилось явление, при котором использование колес с упругими промежуточными элементами снижает уровень вибрации в рельсах в частном диапазоне около 1 кГц и повышает уровень вибраций в колесах в диапазоне 1,6 – 4 кГц. При скорости более 300 км/ч доминирующей становится аэродинамическая составляющая внешнего шума от поезда.

Аэродинамический шум пропорционален аэродинамическому сопротивлению поезда и растет в квадратичной зависимости от скорости.

Для снижения шума от качения колес по рельсу на высокоскоростных магистралях применяют следующий метод: экранируют тележки вагона и устраивают звукозащитные ограждения на эстакадах и вдоль насыпей линии ВСМ.

Существует еще ряд методов по снижению шума на железнодорожном транспорте:

–Устранение износов и дефектов поверхности катания колес;

–Шлифовка рельсов, уложенных в пути;

–Ограничение скорости движения поездов;

–Акустическое шлифование рельсов;

–Контроль за техническим состоянием колёсных пар ;

–Применение малого акустического экрана.

–Снижение звукоизлучения рельса (установка вибродемпфирующих накладок на шейку рельса;

–Повышение гибкости системы буксового рессорного подвешивания тележек;

Все эти методы являются эффективными и помогают снизить уровень шума на железнодорожном транспорте.

В связи с жалобами населения на шум железнодорожного транспорта, мной были проведены исследования на железной дороге г.Кургана при помощи шумомера, показывающего уровень шума в дБ.

Мои исследования на примере железных дорог Кургана

Уровень шума пассажирского поезда измерялся на расстоянии 20м от магистральной железной дороги на участке станция Курган – станция Утяк при

Уровень шума пассажирского поезда измерялся на расстоянии 20м от магистральной железной дороги на участке станция Курган – станция Утяк при прохождении пассажирских и грузовых поездов. Шум, производимый пассажирским составом при скорости движения 40 км/ч достигает 77 дБ.( рис.1). А при движении грузового состава уровень шума достигает 80 дБ при скорости 30 км/ч. ( рис.2)

Р ис 2. Шум пассажирского поезда

Рис 3. Шум грузового поезда

Из результатов, можно сделать следующий вывод:

Уровни звуковых давлений железнодорожного транспорта принадлежат к четвёртой области действия шума (75-120 дБ). Данная область производит неблагоприятное физиологическое действие, и люди, подвергающиеся воздействию такого шума, часто жалуются на раздражительность, головные боли, снижение внимания и памяти, сонливость, повышенную утомляемость, нарушения сна.

Чтобы уменьшить уровень шума следует предпринять различные методы, при помощи которых будет происходить снижение шума железнодорожного транспорта. Например, при помощи улучшения акустических параметров подвижного состава или засчет повышения качества рельсов

Список использованной литературы:

1. Снижение шума на железных дорогах//Железные дороги мира. –2016. –№9. –С.70–72.

2. Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий курс: в 2 т.–т.1/И.П. Киселёв и [др]. –М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. –308 с.

Код для цитирования: Скопировать