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摘要：以日本新干线列车试验结果为基础，介绍了日本新干线列车受电弓主动降噪的实车试验方法和试验结果。
关键词：新干线;受电弓;降噪;试验
中图分类号：U270
文献标识码：A
文章编号：1672 - 9129（ 2018 ）13 - 0100 - 02
1 引言
噪声严重影响人的身心健康。随着列车速度的提高，噪声问题日益突出，日本法律规定，新干线列车产生的噪声随着传播距离的增加不断衰减，当传播到与线路垂直距离为25m的位置时，测得的A计权声压值必须在75dB以内[1]。
日本新干线列车试验研究表明，高速列车的噪声主要来自于以下几个方面：（1）受电弓及其导流罩产生的噪声;（2）列车鼻部产生的气动噪声，主要包括司机室机械门、裙板等产生的噪声;（3）列车顶部产生的气动噪声，包括绝缘子、车端连接处、空调进风口格栅、车辆表面不光滑产生的噪声;（4）车辆底部噪声，包括车辆底部振动产生的噪声、气动噪声、齿轮啮合产生的噪声等;（5）路基、桥梁等振动产生的噪音[1][2]。
为了加快噪声在传播过程中的衰减，新干线铁路沿线修建了高1-2m的噪声屏蔽墙[2]，车辆底部产生的噪音得到了比较有效的控制，但受电弓架设在列车车辆顶部，噪声声源位置高于噪声屏蔽墙，因而受电弓产生的噪声无法得到抑制。为此，日本研发了低噪受电弓，并且采用实车试验的方式对低噪受电弓的性能进行检测，在试验数据的基础上对低噪受电弓的参数进行优化。
2试验条件
2.1试验列车。实车试验采用日本FASTECH 360S和FASTECH3602列车试验列车，以及正常投入运营的E2列车。试验列车的编组数量如表1所示，FASTECH 360S和E2型列车为8编组，FASTECH 3602为6编组。
2.2试验列车受电弓。三种列车采用的受电弓类型各不相同，如图1所示，E2系列列车采用的PS207型受电弓，是日本最早研发的低噪受电弓，受电弓产生的噪声要低于传统的菱形受电弓。图2所示为FASTECH 360列车采用的两种低噪受电弓，其中a图所示为FASTECH360S列車采用的铰链式受电弓，这一受电弓在PS207型受电弓的基础上进行结构优化，将受电弓下臂置于受电弓支撑架一侧，而PS207型受电弓下臂位于支撑架中间。}）图所示为FASTECH 3602列车采用的单臂式受电弓，这种类型的受电弓是在FASTECH 360S采用的铰链式受电弓的基础上再进行优化，将受电弓下臂和上臂合二为一得来的。
2.3试验工况。如表2所示，试验共有三种工况，第一种下检测低噪受电弓的性能，第二种工况检测受电弓升起和折叠状态下产生噪声的情况，第三种工况下检测列车速度对受电弓噪声的影响。
2.4测点布置。如图3所示，试验在东北新干线仙台——北上区间的一座桥梁上进行，东北新干线线路为板式轨道，试验位置桥梁高8. 9m，线路两侧有高约1. 8m的噪声屏蔽墙。试验采用一个定向声波采集器和一个普通的声波采集器，两个采集器都设置在与邻近钢轨相距25m，高度为1. 2m的位置。
3试验结论
3.1低噪受电弓的降噪性能。图4所示为三列试验列车以不同速度通过测点时，升起的受电弓产生噪声的幅值，E2型列车构造速度小于300Km/h，因此检测得到的数值均为列车在300Km/h以下速度运行时的数据。由图可见当列车以280Km/h左右的速度通过测点时，FASTECH360S列车所采用的单臂铰链式受电弓噪声幅值约小于E2列车2dB，而FASTECH 3602列车所使用的单臂式受电弓噪声复制要小于E2列车SdB[2]。
试验还对三种受电弓在折叠状态下的性能做了检测，研究结果还表明，折叠状态下的受电弓产生的噪声幅值，FASTECH 360S约小于E2列车2dB，而FASTECH 3602约小于E2列车4dB[2]。可见相比于PS207型受电弓，FASTECH 360型列车上采用的这两类低噪受电弓噪声幅值更小。
3.2受电弓升起和折叠状态下的噪声。图5所示为列车以不同速度运行，时FASTECH 360型列车两类受电弓在不同状态下产生的噪声幅值。试验结果表明，折叠的受电弓所产生的噪声要小于升起的受电弓，这是受电弓两种不同状态下投影面积不同造成的。
3.3列车速度对受电弓噪声的影响。由图4、图5可见，随着列车速度的增加，无论是正常升起的受电弓，还是处于折叠状态下的受电弓，产生的噪声幅值都在不断增加。
4结束语
本文以日本新干线列车实车试验的结果为基础，介绍了日本低噪受电弓主动降噪研究的结果。
我国东部地区人口密集，铁路网较发达，许多车站深入城区，线路穿过城市，列车速度进一步提高后，所产生的噪声将影响沿线居民的生活。研究高速列车主动降噪措施，开展噪声控制，有益于进一步提高沿线居民的幸福指数。
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