Программы борьбы с шумом на железной дороге на примере Германии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курганский институт железнoдoрoжнoгo транспoрта

Филиал Уральскoгo гoсударственнoгo университета путей сooбщения. г. Курган

Программы борьбы с шумом на железной дороге на примере Германии

Кудрявцев Е.В.

Петренко Е.И.

В настоящее время проблема шума, исходящего от железной дороги при прохождении подвижного состава достаточно остра из-за распространённости данного вида транспорта. Шум негативно влияет на спокойствие и здоровье жителей близлежащих районов. Поэтому необходимо вводить различные меры, для снижения шума на железной дороге.

Существует немало различных факторов, влияющих на возникновения шума на железной дороге.

Основными источниками внешнего шума на железнодорожном транспорте являются тяговый подвижной состав и специальный подвижной состав, а также используемые на транспорте автомобили и строительно-дорожные машины. Они различаются режимом работы приводных двигателей, частотным спектром генерируемого шума и удалением от жилых массивов, что определяет долю вносимого каждым источником шума в акустическую обстановку окружающей среды.

Шум от движения поездов на железных дорогах подразделяется на две категории:

«визжащий» шум, возникающий при движении подвижного состава в кривых;

шум качения, возникающий в зоне контакта колеса и рельса при взаимодействии их поверхностей.

Рис 1. Схема возникновения шума качения

Внешний шум подвижного и специального подвижного состава, строительно-дорожных машин и автомобилей определяет силовая установка (двигатели), качение колесных пар по рельсам и т. д. Основной вклад в возникновения шума при движении подвижного состава вносит шум от качения колесных пар. Составляющие которого приведены на рисунке 1. Влияние перечисленных факторов на интенсивность излучаемого шума существенно зависит от скоростного режима (частоты вращения коленчатого вала), т. е. от нагрузки двигателей. Внешний шум, излучаемый двигателями внутреннего сгорания, существенно зависит от скорости истечения отработавших газов из выхлопного патрубка, которая достигает 80 - 100 м/с. Поэтому аэродинамический шум выхлопа LВХ на расстоянии 1 м от среза выхлопного патрубка достигает 100-120 дБ. Большое влияние на создаваемый шум оказывает также длина состава.

Железные дороги Германии (DB) и федеральное министерство транспорта и цифровой инфраструктуры (BMVI) начали осуществлять программу развития I-Lena (Initiative Larmschutz - Erprobung neu und anwendungsorientiert), целью которой является привлечение поставщиков технических средств и оборудования для железнодорожного транспорта, высшие учебные заведения, ассоциации и отдельных специалистов к разработке и испытаниям специального оборудования, а также осуществления прочих мер, в комплексе направленных на снижение уровня шума, исходящего от железных дорог при проходе поезда. Она реализуется за счёт бюджетных грантов и отчислений.

Тестирование предлагаемых средств и мер защиты от шума должно проводиться без каких-либо финансовых затрат со стороны разработчиков. Соответствующие расходы будут покрываться за счет грантов общей суммой 5,7 млн. евро, выделяемых в рамках государственной программы перспективных инвестиций.

Средства борьбы с шумом должны быть представлены в виде прототипов, готовых к проведению тестирования. Их техническую пригодность будет оценивать Федеральное бюро железнодорожного транспорта (EBA).Ответственность за установку средств защиты и последующее проведение измерений шума возложена на компанию DBNetz - оператора железнодорожной инфраструктуры.

К середине августа 2016 г. было получено около 50 заявок на тестирование предложений разной направленности: от подавления шума в источниках до установки шумозащитных экранов разной конструкции. Для их оценки используется комбинированный критерий, включающий степень инновационности и то, насколько легко можно получить разрешение на их внедрение в практику работы железных дорог. Отобранные для тестирования заявки должны пройти согласование с их авторами, чтобы можно было приступить к испытаниям на железных дорогах Германии в первой половине 2017 г.

Первый транш по программе I-Lena рассчитан на двухлетний период, однако ожидается, что программа I-Lena будет продолжена до 2020 г. Это лишь одна из совместных инициатив DB и федерального правительства, призванных решать проблему улучшения шумовой обстановки на железнодорожных дорогах, которая в последние годы постепенно приобретает политический характер. Массовые протесты, вызванные шумом, который создают железные дороги, становятся важным фактором, тормозящим продвижение новых железнодорожных проектов. Правительство Германии стремится практическими мерами снижать активность представляющих население инициативных групп, принимая решения о государственном финансировании мер по борьбе с шумом на железных дорогах.

Не менее заинтересованы в доведении до общественности своих намерений добиваться экологической чистоты и DB. Руководство компании уже публично заявило о том, что к 2020 г. намерено уменьшить вдвое уровень шума, создаваемого железными дорогами. Предполагается, в частности, полностью оснастить парк грузовых вагонов тормозными колодками из композитных материалов. В первую очередь такими тормозными колодками будут снабжены вагоны, эксплуатируемые в составе маршрутных поездов. Результатом программы должно явиться снижение создаваемого уровня шума на 10 дБ, что означает снижение на 50% уровня шума, воспринимаемого человеческим ухом.

Программа совершенствования подвижного состава DB находится в русле пакета мероприятий, названного QuietRailStrategy и касается деятельности в трех направлениях.

На переоснащение парка грузовых вагонов тормозными колодками из композитных материалов к 2020 г. будет выделено 152 млн. евро. Кроме того, на магистральных линиях сети DB будут обустроены 15 шумоизмерительных станций, в задачу которых входит оценка эффективности мер по переводу грузовых вагонов на композитные тормозные колодки. С помощью таких станций предполагают охватить измерениями около 70% передвижений грузовых поездов, осуществляемых на территории Германии.

Одна из мер поощрения владельцев малошумных грузовых вагонов действует уже с 2013 г. Она предполагает дифференциацию оплаты за доступ к железнодорожной инфраструктуре в зависимости от шумовых характеристик подвижного состава. В частности, к поездам, в состав которых включались вагоны, превышающие нормативные значения по уровню генерируемого шума, применялась надбавка в размере 1.5% к действующему тарифу. В конце 2014 г. эта надбавка была увеличена до 2%, в 2015г - до 3%.

Вторым направлением пакета QuietRailStrategy является проведение мер по защите окружающей железнодорожную инфраструктуру среды. К ним, в частности, относится возведение вдоль железнодорожных линий шумозащитных стенок и экранов и прочие меры пассивного характера, включая установку в окнах домов, расположенных вблизи железной дороги, звуконепроницаемый стекол. Государство финансирует эти мероприятия с 2007 г.; до 2015 г. средства на их реализацию выделялись в размере 100 млн. евро в год, а начиная с 2016 г. финансирование увеличивается до 150 млн. евро в год.

Третье направление предусматривает вступление в силу закона, согласно которому с 2020 г. ни один грузовой вагон, не соответствующий критериям контроля шумоизлучения, не может быть допущен на национальную сеть железных дорог.

Другие меры нормативно-правового характера предполагают внесение изменений в нормы, определяющие допустимый уровень шума на железных дорогах. С начала 2015 г. действует требование о снижении его на 5 дБ по шкале А и снижении порога шумоподавления на 3 дБ (А). С этого же времени ещё более строгие требования применяются в отношении вновь строящихся и модернизируемых железнодорожных линий, в частности коридора Alpha-E между Ганновером Гамбургом и Бременом.

В соответствии с положениями законодательства, действующими с 2013 г., ответственность за планирование мер по снабжению уровня шума на железнодорожных линиях вне зон застройки возложена на EBA. Данный орган также принимает участие в подготовке и управлении реализацией предложений, касающихся снижения уровня шума на городских территориях.

В основу планов мероприятий составляемых EBA на первом этапе, должны быть положены данные карт распределения шумов, которые предстоит составить в течение следующих 12 мес. Свободный план мероприятий, охватывающий все магистральные линии национальной сети железных дорог Германии, должен быть подготовлен в течение 2018 г.

На данном этапе ведется подготовка пилотного плана мероприятий по улучшению шумовой обстановки на участках железных дорог вне городских территорий. Его выполнение позволит определить наиболее эффективные меры по снижению уровня шума, подлежащие включению в сводный план мероприятий, который будет формироваться в 2018 г. В дальнейшем EBA будет обновлять указанный сводный план через каждые 5 лет.

В соответствии с контрактом, заключенным 28 июня 2016 г., составление карт распределения шумов возложено на консорциум в составе компании Disy, Poyry и SoundPlan. Работы должны быть выполнены до середины 2017 г. В соответствии с директивой 2002/49/EC, касающейся оценки и контроля шумового загрязнения окружающей среды, страны - члены EC должны каждые 5 лет готовить и публиковать карты распределения шумов и планы мероприятий по борьбе с шумом на территории городов с населением более 100 тыс. чел., автомобильных дорогах с интенсивностью движения более 3 млн. машин в год, железнодорожных линиях, пропускающих более 30 тыс. поездов в год, и в аэропортах, где в год совершается более 50 тыс. взлётов и посадок самолётов.

Порученная консорциуму работа является чрезвычайно трудоемкой ввиду большого объёма и разнородности учитываемых данных. Эксплуатационная длина контролируемой DB национальной железнодорожной сети составляет около 33 тыс. км, из которых 3,7 тыс. км приходится на территории, чувствительные к шуму. На сегодняшний день шумозащитными мерами охвачены линии суммарной протяженностью порядка 1.3 тыс. км, к 2020 г. протяжённость защищённых от шума линий предполагают увеличить до 2000 км, а к 2030 г. довести до требуемых 3.7 тыс. км.

На основании вышеизложенного предлагается вводить на российских железных дорогах подобные меры, адаптируя их под условия окружающей среды и учитывая протяжённость страны.

В рамках нашей страны более целесообразно будет использовать данные методы борьбы с шумом:

Шлифовка рельсов (эффект снижения шума после шлифования рельсов составляет около 6 дБА.)

Рис. 2. Уровни звукового давления звука на расстояниях 1 м и 25 м до и после, шлифования рельсов

Делать накладки на шейку рельса

Рис 3. Результаты измерений УЗД на расстоянии 1 м от рельса с накладкой и без накладки, при проезде пассажирского поезда

Рис 4. Результаты измерений УЗД на расстоянии 1 м от рельса с накладкой и без накладки, при проезде электропоезда

Рис 5. Результаты измерений УЗД на расстоянии 1 м от рельса с накладкой и без накладки, при проезде грузового поезда

Возводить акустические экраны.

Рис 6. Результаты акустической эффективности экрана при прохождении пассажирского поезда

Рис 7. Результаты акустической эффективности экрана при прохождении грузового поезда

Устанавливать в домах, расположенных вблизи железных дорог звуконепроницаемые стёкла.

Заниматься лесопосадкой вдоль железных дорог.

Обобщая вышеупомянутое, борьба с шумом на железной дороге ведётся достаточно эффективно, за счёт существования множества методов и средств борьбы с ним. Всё это, несомненно, положительно сказывается на здоровье всех людей.

Список литературы

шумность подвижной железный дорога

1. Программы борьбы с шумом на железных дорогах Германии // Железные дороги мира. - 2017. - № 1. - с. 74-77.

2. Куклин Д.А. Снижение шума подвижного состава железнодорожного транспорта в источнике образования и на пути распространения. URL: http://ivas.su/poleznye-stati/snizhenie-shuma-podvizhnogo-sostava-zhel/ (дата обращения 21.11.2018).

3. В.Г. Булаев, В.С. Саблин. Защита от шума железнодорожного транспорта URL: http://docplayer.ru/37196244-Zashchita-ot-shuma-zheleznodorozhnogo transporta.html.

Размещено на Allbest.ru