8 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, Ι, τεύχ. 3 2001, Tech. Chron ...library.tee.gr/digital/techr/2001/techr_2001_i_3_9.pdf · 2016-07-13 · έρχονται από

8 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, Ι, τεύχ. 3 2001, Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, Ι, τεύχ. 3 2001, Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 9

ΠερίληψηΑντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η διερεύνηση της δυνατότητας εφαρμογής στο ελληνικό σιδηροδρομικό δίκτυο ενός μοντέλου πρό-βλεψης του θορύβου που εκπέμπεται «σε απόσταση από τη γραμμή» κατά τη διέλευση των επιβατικών συρμών. Στα πλαίσιο αυτό α) παρουσιάζονται και αναλύονται τα αποτελέσματα μιας σειράς μετρή-σεων που έγιναν με ηχόμετρο σε συγκεκριμένο σημείο του ελληνικού δικτύου, β) τα αποτελέσματα των μετρήσεων χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της δυνατότητας εφαρμογής του Γαλλικού Μοντέλου Πρόβλεψης Σιδηροδρομικού Θορύβου στο ελληνικό περιβάλλον. Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από τις δύο προσεγγίσεις του προβλήματος διαφαίνεται ότι το συγκεκριμένο μο-ντέλο που υιοθετήθηκε, παρά την ελαφρά υποεκτίμηση του θορύβου σε σχέση με τις πραγματικές τιμές, παρέχει αξιόπιστη πρόβλεψη για την ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου (ΣLeq) που δέχεται μια περιοχή λόγω της κυκλοφορίας των συρμών (ΣLeq = 64,7 dB(A) και 63,5 dB(A), αποτελέσματα μετρήσεων και μοντέλου αντίστοιχα).

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η εργασία αυτή ερευνά τη δυνατότητα εφαρμογής στο ελληνικό σιδηροδρομικό δίκτυο ενός μοντέλου πρόβλεψης του θορύβου που δημιουργείται από την κίνηση των συρ-μών. Η πρόβλεψη αναφέρεται στο θόρυβο, ο οποίος εμφανί-ζεται «σε απόσταση από τη γραμμή» και αποτελεί μια πρώτη προσπάθεια προσέγγισης του προβλήματος

Η εργασία περιλαμβάνει δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος παρουσιάζονται και αναλύονται τα αποτελέσματα σειράς ηχομετρήσεων.

Στο δεύτερο μέρος τα αποτελέσματα των μετρήσεων χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της δυνατότητας εφαρμο-γής του Γαλλικού Μοντέλου Πρόβλεψης Σιδηροδρομικού Θορύβου στις ελληνικές συνθήκες. Η επιρροή των μετεωρο-λογικών συνθηκών δεν έχει ληφθεί υπόψιν.

2. ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ

Lmax :�� µ� �� (�� dB (A))

maxP : �� µ�� (�� dB)Leq (1) : ��µ� �� µ� �� (�� dB (A))

�� µ�µ��µ�� µ��Leq (ni) : ��µ� �� µ� ��

�� µ�� n µ�� i (�� dB (A))

i : �� µ�� µ�� µ� �� µ�� (i =�,�,C,D)

ni : �� n ��µ�� µ�� i �� Leq

�Leq : �� µ� �� µ� ��(�� dB (A))

� : �� Leq (�� sec)Lo : �� µ� �� µ� ��µ��

��, ��µ�� µ� �� Vo (�� dB (A))LN : ��µ� �� % ��

�� µ�� (�� dB (A))� : �� µ�� µ�� µ��, ��

�� µ��

d : �� µ�� µ�� µ�� µµ�� (�� m)

V : �� µ�� (�� km/h)Vo : �� µ� ��

µ�� µ� Lo �� do (�� km/h)V� : �µ�� µ�� (�� km/h)Kd : �� µ��

�� (�� )l : �� µ�� (�� m)� : ��µ�� µ�� µ�� µ��te : �� (�� sec)�� : �� µ��

�� 1�+6� : �� µ�� µ�� 1

�� 6 ��µ�� µ��

Ανερχόμενες αμαξοστοιχίες: Όλες οι αμαξοστοιχίες που δι-έρχονται από το σημείο των μετρήσεων με φορά κίνησης προς Θεσσαλονίκη (βόρεια)

Κατερχόμενες αμαξοστοιχίες : Όλες οι αμαξοστοιχίες που διέρχονται από το σημείο των μετρήσεων με φορά κίνη-σης προς Πλατύ, Αθήνα (νότια)

Συμβολή στην Πρόβλεψη του Σιδηροδρομικού Θορύβου

ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΣΩΧΟΣ ΧΡΙΣΤΟΣ ΠΥΡΓΙΔΗΣ ΝΙΚΟΣ ΔΕΜΙΡΙΔΗΣΚαθηγητής Α.Π.Θ. Επίκουρος Καθηγητής Α.Π.Θ. Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ.

Υποβλήθηκε: 23.2.2000 Έγινε δεκτή: 6.11.2000


3. Ο ΘΟΡΥΒΟΣ ΣΤΑ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΑ ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ

3.1. Είδη και πηγές θορύβου

Οι πηγές του θορύβου στα σιδηροδρομικά μέσα μεταφο-ράς και οι παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγή και τη διάδοσή του, είναι πολυάριθμοι. Επιπλέον η επίδραση αυτών των παραγόντων γίνεται πολυπλοκότερη λόγω της μεγάλης ποικιλίας των τύπων των σιδηροδρομικών μέσων μεταφοράς και των συνθηκών λειτουργίας και εκμετάλλευ-σης ενός σιδηροδρομικού δικτύου [1].

Ανάλογα με την πηγή που τους προκαλεί, διακρίνονται πέντε είδη θορύβου [4], [8]:• Μηχανικός θόρυβος.• Θόρυβος κύλισης.• Αεροδυναμικός θόρυβος.• Θόρυβος ηλεκτρικού τόξου.• Δυναμικός θόρυβος.

Ο ηλεκτρομηχανολογικός εξοπλισμός ενός συρμού και κυρίως των ελκόντων οχημάτων, ανάλογα με το σύστημα έλξης που χρησιμοποιείται, προκαλεί σημαντικό θόρυβο. Ο θόρυβος αυτός, που χαρακτηρίζεται ως μηχανικός θόρυβος, είναι εντονότερος στα ντηζελοκίνητα οχήματα απ’ ό,τι στα ηλεκτροκίνητα και προέρχεται από διάφορες πηγές, όπως οι κύλινδροι της μηχανής, το σύστημα πέδησης, το αμάξωμα του οχήματος (λόγω συντονισμού) ή οι ηλεκτρογεννήτριες κυρίως στα ηλεκτροκίνητα οχήματα. Αυτός ο τύπος θο-ρύβου γίνεται κυρίως αντιληπτός και αποκτά μεγαλύτερη σημασία στις χαμηλές ταχύτητες κίνησης [2].

΄Ενα άλλο αίτιο, που προκαλεί θόρυβο στα σιδηρο-δρομικά μέσα μεταφοράς, είναι ο φυσικός μηχανισμός καθοδήγησης ενός σιδηροδρομικού οχήματος. Το σύστημα σιδηροδρομικός άξονας - σιδηροτροχιά ευθύνεται για τη δημιουργία του θορύβου κύλισης, ο οποίος παράγεται κατά την επαφή των σιδερένιων τροχών με τις σιδηροτροχιές και κατά δεύτερο λόγο από τις ταλαντώσεις του αμαξώματος [2]. Ως αιτίες γένεσης αυτού του τύπου θορύβου μπορούν να θεωρηθούν:- Οι ασυνέχειες της γραμμής στην περίπτωση μη συνεχώς συγκολλημένων σιδηροτροχιών (παρουσία αμφιδετών).- Η επαφή όνυχα τροχού-σιδηροτροχιάς και η ανάπτυξη των δυνάμεων καθοδήγησης.- Οι οφιοειδείς κινήσεις των αξόνων που δημιουργούνται λόγω σφαλμάτων γραμμής.- Συντονισμός και δονήσεις των φορείων και του αμαξώμα-τος (δευτερεύων θόρυβος) [1], [2].

Στα σύγχρονα τρένα υψηλών ταχυτήτων κάνει αισθητή την εμφάνισή του ένα διαφορετικό είδος θορύβου, ο αερο-δυναμικός θόρυβος. Ο θόρυβος αυτός κυριαρχεί στις πολύ υψηλές ταχύτητες (> 270 km/h), είναι σημαντικός στις υψηλές ταχύτητες (200 km/h <V<250 km/h), ενώ θεωρεί-ται αμελητέος στις συμβατικές ταχύτητες (V< 160 km/h). Οφείλεται στην αύξηση των αεροδυναμικών αντιστάσεων του συρμού και εξαρτάται σημαντικά από τη μετωπική επι-

φάνεια προσβολής του συρμού, την πλευρική επιφάνεια του συρμού και το μήκος του. Σημαντικό ρόλο στη γένεση του θορύβου αυτού παίζουν επίσης οι παντογράφοι που χρησι-μοποιούνται για την παροχή στο συρμό, από το ηλεκτρικό δίκτυο, της ενέργειας κίνησης [5], [7], [11].

Η ηλεκτρική έλξη ευθύνεται επιπλέον και για τη δημι-ουργία του θορύβου του ηλεκτρικού τόξου (arcing noise) που παράγεται σε περίπτωση ασυνέχειας στην επαφή παντο-γράφων και εναέριων καλωδίων τροφοδοσίας [4], [12].

Τέλος, ένας παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται πά-ντοτε υπόψη κατά τη μελέτη της ηχητικής όχλησης ενός σιδηροδρομικού συστήματος μεταφοράς είναι οι δονήσεις που δημιουργούνται λόγω της κίνησης των σιδηροδρομικών οχημάτων και οι οποίες γίνονται αντιληπτές είτε ως μηχανι-κές ταλαντώσεις, όπως αυτές μεταδίδονται από το έδαφος, είτε ως θόρυβος πολύ χαμηλής συχνότητας (δυναμικός θό-ρυβος) [13].

3.2. Δείκτες μέτρησης

Για την αντικειμενική εκτίμηση του θορύβου δημιουρ-γήθηκαν σταδιακά ειδικοί δείκτες, οι οποίοι συνδυάζουν την απόλυτη τιμή του φαινομένου με τις υποκειμενικές αντιδρά-σεις του κοινού λαμβάνοντας υπόψη τη μεταβολή των ηχη-τικών φαινομένων χρονικά. Οι δείκτες αυτοί μπορούν γενικά να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες: στατιστικούς δείκτες και ενεργειακούς δείκτες.

Στην πρώτη κατηγορία ανήκει ο δείκτης LN, o οποίος ορίζεται ως η στάθμη του θορύβου σε dB (A) που υπερβαί-νει το Ν% του χρόνου των μετρήσεων.

Συνηθέστερα χρησιμοποιούνται οι δείκτες:• L1 που αντιστοιχεί στην ανώτατη τιμή• L10 για τη γενική εκτίμηση των ανώτατων τιμών αντί της

μέγιστης L1• L50 για τη γενική εκτίμηση μιας μέσης τιμής• L90 για τη γενική εκτίμηση των κατώτατων τιμών αντί της

κατώτατης L99• L99 που αντιστοιχεί στην κατώτατη τιμή και ουσιαστικά

ταυτίζεται με το θόρυβο βάθους. Ως θόρυβος βάθους ορί-ζεται ο θόρυβος που προέρχεται από όλες τις άλλες πηγές που δεν έχουν σχέση με τον υπό μελέτη θόρυβο [6].

Στη δεύτερη κατηγορία ανήκει ο δείκτης Leq που ορίζεται ως η ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη σε dB (A). Μαθηματικά εκφραζόμενη (σχέση 3.1) είναι ίση με μια σταθερή στάθμη θορύβου, η οποία στο ίδιο χρονικό διάστημα εκπέμπει ίση ποσότητα ενέργειας με εκείνη του κυμαινόμενου θορύβου. Ο δείκτης αυτός είναι ιδανικός για χρήση σε περιπτώσεις έντονα κυμαινόμενου θορύβου και δίνει έμφαση σε ορισμέ-νες υψηλές αιχμές που είναι ιδιαίτερα ενοχλητικές. Είναι δε αποδεκτός και χρησιμοποιείται για την εκτίμηση του κυ-κλοφοριακού και σιδηροδρομικού θορύβου σε χώρες όπως Γαλλία, Γερμανία και ΗΠΑ [14].

(3.1)


Ένας άλλος ενεργειακός δείκτης που χρησιμοποιείται εί-ναι ο δείκτης Ldn (day-night sound average) ο οποίος δίνεται από την επόμενη σχέση (3.2.)

(3.2)

Πρόκειται για ένα δείκτη που εφαρμόζεται για τη μέτρη-ση του θορύβου καθ’ όλη τη διάρκεια του 24ώρου και στην ουσία επαυξάνει την ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη της νύχτας (22.00-7.00) κατά 10 dB λόγω του ευαίσθητου της χρονικής αυτής περιόδου [14], [15].

Τέλος, ένας δείκτης, που χρησιμοποιείται στην εκτίμηση του θορύβου από τα σιδηροδρομικά μέσα μεταφοράς, είναι η στάθμη μεμονωμένης διέλευσης SEL (Sound Exposure Level), η οποία ισούται με τη συνολική ηχητική ενέργεια που παράγεται κατά τη διέλευση ενός συρμού και δίνεται από τη σχέση 3.3:

(3.3)

3.3. Ελληνικές συνθήκες/προδιαγραφές

Όσον αφορά στον σιδηροδρομικό θόρυβο από την κί-νηση των αμαξοστοιχιών, ως ανώτατη στάθμη του δείκτη Leq (24h) 2m από την πρόσοψη της πλησιέστερης οικίας νομίμως οργανωμένης δόμησης ή οικοδομικής γραμμής ορίζονται τα 67 dB(A) [16].

Όσον αφορά τις δονήσεις, ορίζονται ως ανώτατα όρια της ταχύτητας δόνησης (PPV - «κορυφαία εδαφική ταχύ-τητα») [16]- για συχνότητα 16,5 Hz τα 12mm/sec- για συχνότητα 63 Hz τα 15mm/sec

4. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ

4.1. Αντικείμενο και πεδίο εφαρμογής

Σκοπός της πραγματοποίησης των μετρήσεων ήταν η εκτίμηση των πραγματικών επιπέδων ηχητικής όχλησης που υφίστανται περιοχές, από τις οποίες διέρχονται οι υπεραστι-κές σιδηροδρομικές γραμμές, και κυρίως η συγκέντρωση ενός πλήθους αποτελεσμάτων ικανού να βοηθήσει στον έλεγχο αξιοπιστίας του Γαλλικού Μοντέλου Πρόγνωσης

Θορύβου (Guide de bruit) στην περίπτωση των ελληνικών σιδηροδρόμων.

Οι αρχές και οι διαδικασίες, που ακολουθήθηκαν για την εκτέλεση των μετρήσεων, προσαρμόστηκαν στις οδηγίες που προδιαγράφονται από διεθνείς περιβαλλοντικούς και μη οργανισμούς (ISO, EPA) [9], [10], προκειμένου να υπάρχει γενική αποδοχή των αποτελεσμάτων, δυνατότητα αξιολόγη-σης και σύγκρισής τους [1].

4.2. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία, που ακολουθήθηκε για τη διεξαγωγή των μετρήσεων, περιλαμβάνει τα παρακάτω στάδια [1]:

α. Επιλογή της θέσης μέτρησηςΠροκειμένου τα αποτελέσματα των μετρήσεων να μπο-

ρούν να συγκριθούν με αυτά του μοντέλου, πρέπει να εξα-σφαλίζονται οι παρακάτω προϋποθέσεις:• Προσπελασιμότητα και δυνατότητα εύκολης προσέγγισης

του σημείου μέτρησης.• Επιπεδότητα του εδάφους στην περιοχή των μετρήσεων

και απουσία στοιχείων στην περιοχή πέριξ της γραμμής που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως εμπόδια στη διάδοση του ήχου.

• Επιδομή γραμμής στο σημείο των μετρήσεων που να απο-τελείται από συνεχώς συγκολλημένες σιδηροτροχιές και στρωτήρες από σκυρόδεμα.

• Το σημείο μέτρησης να μην βρίσκεται οριζοντιογραφικά σε καμπύλη γραμμή ή το πολύ να βρίσκεται σε καμπύλη ακτίνας μεγαλύτερης από την ελάχιστη που καθορίζεται από τις προδιαγραφές μέτρησης σιδηροδρομικού θορύ-βου.

• Στο σημείο μέτρησης να μην εμφανίζονται άλλες έντονες πηγές θορύβου πέρα από αυτή που επιδιώκεται να προσδι-οριστεί και γενικά να υφίσταται χαμηλής έντασης θόρυβος βάθους.

• Στο σημείο που θα επιλεγεί για τις μετρήσεις να παρατη-ρούνται ταχύτητες συρμών τέτοιες, ώστε να είναι δυνατή η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα του μοντέλου (V>80 km/h) και γενικά οι ταχύτητες να κυμαί-νονται γύρω από την εμπορική ταχύτητα του σιδηροδρο-μικού άξονα Αθηνών - Θεσσαλονίκης (Vε =83 km/h) με έμφαση προς τις υψηλότερες ταχύτητες.

Τελικά επιλέχθηκε ως σημείο για τη διεξαγωγή των μετρήσεων η χιλιομετρική θέση ΧΣ 12+460 του σιδηροδρο-μικού διαδρόμου Θεσσαλονίκης - Αθηνών. Το σημείο αυτό βρίσκεται ουσιαστικά στην ύπαιθρο αρκετά μακριά από οικισμούς και τη βιομηχανική περιοχή της Σίνδου, με απο-τέλεσμα να παρουσιάζει ένα φυσιολογικό επίπεδο θορύβου βάθους που από μετρήσεις φάνηκε να κυμαίνεται με μικρή απόκλιση γύρω από τα 45 dB(A) (Leq) [1].

β. Αναγνώριση του είδους των συρμών και της χρονικής ακολουθίας διέλευσής τους από το σημείο των μετρή-σεων- Επιλογή της χρονικής περιόδου αναφοράς των μετρήσεων


Για την εκτέλεση των μετρήσεων επιλέχθηκε ως χρόνος μέτρησης και κατά συνέπεια ως χρονικό διάστημα αναφοράς για τον υπολογισμό του θορύβου στην περιοχή το δωδεκάω-ρο 9:00 π.μ.-9:00 μ.μ. Το διάστημα αυτό καλύπτει τις δώδε-κα από τις δεκαεννέα ώρες της ημέρας στις οποίες υπάρχει συνεχής κυκλοφορία συρμών, ενώ διέρχονται περισσότεροι από τους μισούς συρμούς [1].

γ. Καθορισμός των παραμέτρων των μετρήσεων• Εξοπλισμός

Ο εξοπλισμός, που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση του θορύβου των σιδηροδρομικών οχημάτων, αποτελούνταν από ένα ηχόμετρο χειρός (SLM) της εταιρείας Bruel & Kjaer, μοντέλο 2237 Controller και έναν κοινό φορητό υπο-λογιστή. Το ηχόμετρο αυτό δίνει τη δυνατότητα μέτρησης τεσσάρων διαφορετικών μεγεθών της στάθμης θορύβου και συγκεκριμένα της μέγιστης στιγμιαίας ηχητικής πίεσης maxP, της ισοδύναμης ενεργειακής στάθμης Leq, της μέγιστης και της ελάχιστης ενεργειακής στάθμης Lmax και Lmin αντίστοι-χα. Για τη συγκεκριμένη έρευνα επιλέχθηκε για τις μετρή-σεις ως βέλτιστο διάστημα ανάλυσης της έντασης θορύβου αυτό των 50-120 dB. Το κατώφλι αυτού του διαστήματος είναι υψηλότερα από τη μέση στάθμη θορύβου βάθους (45 dB(A)) και το ανώφλι υψηλότερα της μέγιστης στιγμιαίας ηχητικής πίεσης που παρατηρήθηκε. Παρά το γεγονός ότι το όργανο μέτρησης διέθετε δυνατότητα πραγματοποίησης προκαθορισμένων χρονικά μετρήσεων (διαστήματα 10sec, 30sec, 1min, 5min, 10min, 30min, 1h, 8h), αυτή δεν αξιοποι-ήθηκε, αφού ο χρόνος έκθεσης (διέλευσης του συρμού) ήταν πολύ μικρότερος και κυμαινόταν, ακόμα και στους μεγάλου μήκους συρμούς, κάτω των 10 sec. Έτσι η ενεργοποίηση - παύση του οργάνου γινόταν χειροκίνητα [1].• Τοποθέτηση του οργάνου

Προκειμένου να εξασφαλισθούν η ευκολία και η ασφά-λεια ως προς τη χρήση του εξοπλισμού μέτρησης, το ηχόμε-τρο προσαρμόσθηκε σε τρίποδα και οριζοντιώθηκε.

Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε απόσταση 7,5 m από τον άξονα της γραμμής και σε ύψος 1,2 m άνω της επι-φάνειας κύλισης των σιδηροτροχιών.

Καθώς στο σημείο των μετρήσεων η σιδηροδρομική γραμμή ήταν διπλή, αποφασίστηκε οι μετρήσεις να πραγ-ματοποιηθούν προς τη μια πλευρά μόνο της διπλής γραμμής [1].

δ. Προσδιορισμός του θορύβου βάθους με χαρακτηριστι-κές μετρήσεις κατά τη διάρκεια της περιόδου αναφοράς.

ε. Εκτέλεση ικανού αριθμού μετρήσεων (≥ 3) για κάθε κατηγορία συρμών. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι οι μετρήσεις περιορίσθηκαν μόνο στις επιβατικές αμα-ξοστοιχίες που διέρχονται από το σημείο των μετρήσεων και οι οποίες είναι:• Αυτοκινητάμαξες τύπου Intercity: Ανήκουν στις υπερ-

ταχείες αμαξοστοιχίες και ανάλογα με το πλήθος των οχημάτων διακρίνονται σε τετράδυμες και πεντάδυμες αυ-τοκινητάμαξες μήκους 101,8 m και 128,2 m αντίστοιχα.

• Αυτοκινητάμαξες ΜΑΝ: Ανήκουν τόσο στις ταχείες όσο και στις κοινές αμαξοστοιχίες που εξυπηρετούν τη γραμμή Θεσσαλονίκη - Φλώρινα - Κοζάνη. Πρόκειται για δίδυμες αυτοκινητάμαξες συνολικού μήκους 47,2 m.

• Αυτοκινητάμαξες GANZ-MAVAG: Ανήκουν στις κοινές επιβατικές αμαξοστοιχίες που εξυπηρετούν τη σύνδεση μεταξύ Λάρισας - Θεσσαλονίκης. Είναι δίδυμες αυτοκινη-τάμαξες συνολικού μήκους 47,2 m.

• Συρμοί με έλκοντα οχήματα: Πρόκειται για συνθέσεις συρμών με ένα έλκον όχημα (μηχανή τύπου ADTRANZ ή MLW 500) και ένα πλήθος τυπικών βαγονιών, το οποίο κυμαίνεται στις περισσότερες των περιπτώσεων περί τα πέντε ή έξι. Το μήκος των συρμών αυτών, που ανήκουν στις ταχείες αμαξοστοιχίες, κυμαίνεται από 19,4 + λx24,5 m (ADTRANZ) έως 19,39+ λx24,5 m (MLW 500), όπου λ το πλήθος των βαγονιών.[1]

στ. Καταγραφή των μετρήσεων : Πέρα από την καταγρα-φή των μεγεθών στο όργανο, χρησιμοποιήθηκε και κατάλ-ληλα διαμορφωμένο έντυπο μετρήσεων στο οποίο ήταν ήδη καταγεγραμμένοι οι συρμοί που αναμένοντας να διέλθουν στο χρονικό διάστημα αναφοράς και όπου συμπληρωνόταν κάθε φορά ο τύπος του συρμού ή του έλκοντος οχήματός του, ο τύπος της αμαξοστοιχίας (κοινή, ταχεία, υπερταχεί-α), ο αριθμός των ελκόμενων και των ελκόντων οχημάτων συνολικά, ο αύξων αριθμός της μέτρησης και τυχόν σχόλια του παρατηρητή.

Ακολουθώντας τις διαδικασίες που περιγράφηκαν με-τρήθηκε ο θόρυβος για τρεις συνεχείς μέρες (14, 15, 16 /9/1999). Από την ανάλυση των στοιχείων προέκυψε ότι τα αποτελέσματα παρουσιάζουν μικρές αποκλίσεις, κάτω από τις μέγιστα επιτρεπόμενες (30dB) οπότε το πλήθος των συ-νολικά εβδομηντατριών μετρήσεων θεωρήθηκε επαρκές.

ζ. Ομαδοποίηση των αποτελεσμάτων Τα αποτελέσματα ταξινομήθηκαν με δύο τρόπους:

πρώτα με βάση τον αριθμό και κατ’ επέκταση την κατη-γορία της αμαξοστοιχίας (κοινή, ταχεία, υπερταχεία) και τις μετρηθείσες ταχύτητες κίνησης κατά κατηγορία και ακολούθως με βάση τον τύπο της αμαξοστοιχίας (Intercity, ADTRANZ, MAN, GANZ-MAVAG) και τις μετρηθείσες ταχύτητες κίνησης κατά περίπτωση.

Η πρώτη ομαδοποίηση διευκόλυνε σημαντικά τη διαδι-κασία υπολογισμού του επιπέδου θορύβου (Leq) στην περι-οχή μέτρησης.

Η δεύτερη ομαδοποίηση των μετρήσεων συνέβαλε αντί-στοιχα στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το ρόλο που παίζει ο τύπος του τροχαίου υλικού στην παραγόμενη στάθμη θορύβου και στην ταξινόμηση των συρμών κατά σειρά αύξουσας σημασίας από πλευράς ηχητικής όχλησης [1].

η. Προσδιορισμός της στάθμης θορύβουΓια το σκοπό αυτό υπολογίστηκαν οι μέσοι όροι των

μετρηθέντων μεγεθών θορύβου και οι μέσοι χρόνοι διέλευ-σης κατά αμαξοστοιχία με βάση τα αντίστοιχα στοιχεία των


μετρήσεων. Χρησιμοποιώντας τη σχέση (3.1) με τη μορφή διακριτών διαστημάτων, δηλαδή

υπολογίστηκε η ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη Leq για το χρονικό διάστημα αναφοράς των μετρήσεων θεωρώντας ως θόρυβο βάθους τη στάθμη των 45 dB(A) (Leq) που προσδι-ορίστηκε από μετρήσεις

4.3. Αποτελέσματα των μετρήσεων

Στους πίνακες 1 και 2 δίνονται αντίστοιχα για τους κα-τερχόμενους και τους ανερχόμενους συρμούς οι μέσες τι-μές των μετρήσεων maxP, Lmax, Lmin και Leq , κατά τύπο συρ-μού. Η συνολική ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου με βάση την κίνηση των επιβατικών συρμών υπολογίσθηκε σε ΣLeq = 64,7 dB(A). [1]

5. ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ

5.1. Περιγραφή του μοντέλου

Το συγκεκριμένο μοντέλο, που επιλέχθηκε, προτείνεται από το Υπουργείο Μεταφορών της Γαλλίας και προτιμήθη-κε σε σχέση με άλλα μοντέλα που συναντώνται στη διεθνή βιβλιογραφία, διότι θεωρήθηκε ότι προσαρμόζεται ευκολό-τερα στα ελληνικά δεδομένα κυκλοφορίας, ενώ παράλληλα επιτρέπει τον υπολογισμό μεγεθών που εκτιμώνται και με ηχόμετρο (Lmax, Leq).

Υπολογισμός του LmaxΔίνεται από την ακόλουθη σχέση 5.1:

(5.1)

H παραπάνω σχέση παρέχει ικανοποιητικά αποτελέσμα-τα για απόσταση μέχρι 250 m από τον άξονα της γραμμής, για ταχύτητες διέλευσης μεταξύ 40-200 km/h, σε πεδίο χωρίς εμπόδια και για κυκλοφορία σε γραμμές με στρωτήρες από σκυρόδεμα και με συνεχώς συγκολλημένες σιδηροτροχιές.

Η εφαρμογή της σχέσης 5.1 προϋποθέτει τη διάκριση των συρμών σε 4 κατηγορίες. Στον πίνακα 3 δίνονται οι κα-τηγορίες αυτές και οι τιμές των παραμέτρων Lo, Κ, do, Vo, d της σχέσης 5.1 που αντιστοιχούν σ’ αυτές.

Στον πίνακα 4 δίνονται αντίστοιχα οι τιμές της παραμέ-τρου Kd ως συνάρτηση της γωνίας εκ διάδοσης του θορύ-βου.

Οι τιμές των πινάκων 3 και 4 έχουν προσδιορισθεί με βάση πειραματικές μετρήσεις που έχουν γίνει από τους Γαλ-λικούς Σιδηροδρόμους και θα πρέπει να θεωρούνται σωστές με μια απόκλιση της τάξης των + 5 dB(A).

Υπολογισμός του Leq για τη διέλευση ενός μεμονωμένου συρμού [3]

Δίδεται από τη σχέση (5.2)

(5.2)Σύμφωνα με μετρήσεις που έγιναν ο χρόνος έκθεσης te

μπορεί να εκφραστεί από τη σχέση 5.3.

Υπολογισμός συνολικού θορύβου (ΣLeq)

te = (3,6 l / V) + (6 d / 100) (5.3)

Προκύπτει από τη σχέση 5.4:

ΣLeq=Leq (nΑ)+Leq (nΒ)+Leq (nC)+ Leq (nD) (5.4.)

όπου:Leq(ni) = Leq (n τρένων ανά κατηγορία) = Leq(1) + 10 log (n)i = A, B, C, D κατηγορίες συρμώνn = πλήθος συρμών κατά τη χρονική περίοδο αναφοράς του Leq.

5.2. Εφαρμογή του μοντέλου - Τιμές παραμέτρων [3]

Το Γαλλικό Μοντέλο Πρόβλεψης του Θορύβου εφαρμό-σθηκε στο χιλιομετρικό σημείο όπου έγιναν και οι μετρή-σεις.

Στον πίνακα 5 δίδονται η αντιστοίχιση των κατηγοριών των αμαξοστοιχιών με αυτές του μοντέλου, τα συνολικά μήκη των συρμών και το πλήθος τους.

Ο υπολογισμός της μέγιστης ενεργειακής στάθμης Lmax για ένα συρμό κάθε κατηγορίας έγινε θεωρώντας τις ταχύ-τητες που προσδιορίσθηκαν στο πεδίο κατά τη διαδικασία των μετρήσεων θορύβου στο εξεταζόμενο σημείο και σε απόσταση 7,5 m από τον άξονα της γραμμής.

Στον πίνακα 6 δίνονται για κάθε κατηγορία αμαξοστοιχί-ας οι τιμές των παραμέτρων Lo, do, Vo, K και d του μοντέλου που υιοθετήθηκαν.

Επειδή στο σημείο αναφοράς των υπολογισμών η γραμμή είναι διπλή, υπολογίσθηκαν τα μεγέθη του θορύβου για κάθε γραμμή και τα αποτελέσματα (Leq) προστέθηκαν λογαριθμικά για να προκύψει το συνολικό επίπεδο θορύβου (ΣLeq).


Πίνακας 1: Μετρηθείσες τιμές θορύβου κατά τύπο αμαξοστοιχίας και ταχύτητα κίνησης - Κατερχόμενες αμαξοστοιχίες.Table 1: Measured values of noise level as a function of train category and speed - Trains heading to Platy.

�� µ�� maxP(dB)

Lmax

(dB(A))Lmin

(dB(A))Leq

(dB(A))��µ��

�µ��V (km/h)

Intercity ��µ� 109,9 95,1 72,5 90,5 81, 51, 57 110Intercity��µ�

114,4 96,9 77,6 92,9 71, 55 110

��µ�� µ� µ��Adtranz

110,1 95,1 75,9 91,4 503, 507 100

��µ��-µ��MAN

111,9 94,7 76,4 91,6 733, 723, 1741,1743

80

��µ��-µ��Ganz-Mavag

108,6 93,5 77,6 89,4 1593, 1595 80

Πίνακας 2: Μετρηθείσες τιμές θορύβου κατά τύπο αμαξοστοιχίας και ταχύτητα κίνησης - Ανερχόμενες αμαξοστοιχίες.Table 2: Measured values of noise level as a function of train category and speed - Trains heading to Thessaloniki.

�� µ�� maxP(dB)

Lmax

(dB(A))Lmin

(dB(A))Leq

(dB(A))��µ��

�µ��V (km/h)

Intercity ��µ� 109,2 94,2 70,7 90,4 50 120Intercity��µ�

110,9 95,6 72,1 91,4 70,52 120

��µ�� µ� µ��Adtranz

109,4 95,1 72,1 91,3 500 100

��µ��-µ��MAN

108,8 93,5 75,1 89,8 1742, 1744,720, 722, 730

110

��µ��-µ��Ganz-Mavag

107,9 92,1 73,3 87,8 1590, 1592 100

Πίνακας 3: Γαλλικό μοντέλο πρόβλεψης θορύβου. Κατηγορίες συρμών και τιμές παραμέτρων [3].Table 3: French railway noise prediction model. Train categories and parameter values [3].�� µ� �� Lo (dB(A)) ��µ��

�� Vo

(km/h)d=do=7,5m d=do=15m d=do=25m �

�� -�� -��µ��

� 60 79 75 72 14-17

�� µ��

� 140-200 97-104 94-100 92-97 15

�µ�� µ�� C 80-100 93-96 89-92 86-89 12�� µ�� µ��

D 120 92 88 85 20


Πίνακας 4: Γαλλικό Μοντέλο πρόβλεψης. Τιμές παραμέτρου Kd [3].Table 4: French Railway Noise Prediction Model. Values of Kd [3].

�� 10� 20� 30� 40� 50� 60� 70� 80� 90�

Kd 0 0 0 1,5 3 4,5 6 7,5 9

Πίνακας 5: Εφαρμογή μοντέλου πρόβλεψης - Στοιχεία διερχόμενων αμαξοστοιχιών [1].Table 5: Application of the French Railway Noise Rediction Model. Train Circulation data [1].

��µ��

��

�� µ�� µ�� µ��

�µ�� µ�� (m) ��µ�� µ�� µ��µ� µ�� dtranz

(1K+6E)

B 166,40 n B = 1 n B = 2

Intercity ��µ�(1�+2�+1�)

� 101,80 n �1 = 1 n �1 = 3

Intercity ��µ�(1�+3�+1�)

� 128,20 n �2 = 2 n �2 = 2

��µ��µ�-�� (1�+1�)

� 47,20 n �3 = 5 n �3 = 4

��µ��µ��GANZ-MAVAG

(1K+1K)

� 47,20 n �4 = 2 n �4 = 2

Πίνακας 6: Εφαρμογή μοντέλου πρόβλεψης - Τιμές παραμέτρων υπολογισμού.Table 6: Application of the French Railway Noise Prediction Model - Determined values.

Lo

dB(A)do

(m)Vo

(km/h)K d

(m)�� µ��µ� µ�� Adtranz

97 7,5 140 15 7,5

Intercity ��µ� 92 7,5 120 17 7,5Intercity ��µ� 92 7,5 120 17 7,5��µ��µ��

92 7,5 120 17 7,5

��µ��µ��Ganz-Mavag

92 7,5 120 17 7,5


5.3. Aποτελέσματα εφαρμογής του μοντέλου

Στους πίνακες 7 και 8 δίδονται αντίστοιχα για τις ανερ-χόμενες και τις κατερχόμενες αμαξοστοιχίες και ανά κατη-γορία συρμών:• Η μέση ταχύτητα διέλευσης V από το σημείο εφαρμογής

του μοντέλου.• Ο μέσος χρόνος έκθεσης te για την χρονική περίοδο μετρή-

σεων (Τ = 43200 sec).• Η μέγιστη ηχητική στάθμη Lmax.• H ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου Leq(li) για ένα

συρμό κάθε κατηγορίας i.• Το πλήθος ni των διερχομένων n συρμών ανά κατηγορία i.

• Η ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου Leq(ni) για το σύ-νολο των συρμών n κάθε κατηγορίας i.

Με βάση τα αποτελέσματα των πινάκων 7 και 8 και αθροίζοντας λογαριθμικά η ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου είναι:- 61,2 dB(A) για το σύνολο των κατερχόμενων συρμών,- 59,7 dB(A) για το σύνολο των ανερχομένων συρμών,- 63,5 dB(A) συνολικά και για τις δύο γραμμές κυκλοφορίας (ΣLeq).

Στο σημείο αυτό πρέπει να τονισθεί ότι το Γαλλικό μο-ντέλο πρόβλεψης εφαρμόσθηκε, εκτός από τη χρονική περί-οδο 9.00 π.μ. - 9.00 μ.μ. που έγιναν και οι μετρήσεις, και για όλο το 14ωρο (Leq(24))

Πίνακας 7 : Αποτελέσματα εφαρμογής του Γαλλικού Μοντέλου Πρόβλεψης Θορύβου - Κατερχόμενες αμαξοστοιχίες.Table 7 : Results of the application of the French Railway Prediction Model-Trains heading to Platy.

V(Km/h)

te

(sec)Lmax

(dB(A))Leq(1i)

(dB(A))ni Leq(ni)

(dB(A))�� µ��µ� µ�� Adtranz

(B)100 6,4 92,6 54,3 2 57,3

Intercity ��µ�(�)

110 3,8 90,9 50,3 3 55,1


110 4,6 90,9 51,2 2 54,2

��µ��

(�)

80 2,6 86,7 44,5 4 50,5

��µ��Ganz-Mavag

(�)80 2,6 86,7 44,5 2 47,5

Πίνακας 8: Αποτελέσματα εφαρμογής του Γαλλικού Μοντέλου Πρόβλεψης Θορύβου - Ανερχόμενες αμαξοστοιχίες.Table 8: Results of the application of the French Railway Prediction Model - Trains heading to Thessaloniki.

V(Km/h)

te

(sec)Lmax

(dB(A))Leq(1i)

(dB(A))ni Leq(ni)

(dB(A))�� µ��µ� µ�� Adtranz

(B)100 6,4 92,6 54,3 1 54,3


120 3,5 92,0 51,1 1 51,1


120 4,3 92,0 52,0 2 55,0

��µ��

(�)

110 2,0 90,9 47,5 5 54,5

��µ��Ganz-Mavag

(�)100 2,1 89,6 46,6 2 49,6


Συγκεκριμένα υπολογίσθηκε σε απόσταση 7,5 m και σε ύψος 1,2 m από τον άξονα της σιδηροδρομικής γραμμής και για τις δύο κατευθύνσεις κυκλοφορίας η ισοδύναμη ενεργει-ακή στάθμη Leq για όλο το 24ωρο.

Η διαδικασία που ακολουθήθηκε ήταν η ίδια με τη δια-φορά ότι λήφθηκαν υπόψη όλοι οι διερχόμενοι από το σημεί-ο των μετρήσεων συρμοί σύμφωνα με το ισχύον εγχειρίδιο δρομολογίων (Υπηρεσία από 24 Μαϊου 1998). Στο υπόλοιπο χρονικό διάστημα της ημέρας (εκτός δηλαδή της περιόδου 9.00 π.μ. - 9.00 μ.μ.) διέρχονται συνολικά 18 επιπλέον επι-βατικές αμαξοστοιχίες (4 αυτοκινητάμαξες Intercity, 5 αυτο-κινητάμαξες ΜΑΝ, 2 αυτοκινητάμαξες GANZ-MAVAG και 7 συρμοί με έλκοντα οχήματα ADTRANZ).

H ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου Leq(24) που προέκυψε από την εφαρμογή του μοντέλου ήταν :- 60,6 dB(A) για το σύνολο των κατερχόμενων συρμών - 61,3 dB(A) για το σύνολο των ανερχόμενων συρμών - 64,00 dB(A) συνολικά και για τις δύο γραμμές κυκλοφο-ρίας (ΣLew(24)).

6. ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ / ΜΟΝΤΕΛΟΥ

Από τα αποτελέσματα των μετρήσεων γίνεται φανερό ότι:• Σε όλες τις περιπτώσεις οι κατερχόμενες αμαξοστοιχίες πα-

ρουσιάζουν την ίδια ή μεγαλύτερη στάθμη θορύβου (μεγέ-θη maxP, Lmax, Leq) από τις ανερχόμενες, παρά το γεγονός ότι κινούνται με μικρότερες ταχύτητες. Το αποτέλεσμα αυτό, που φαίνεται αρχικά να καταργεί την αναλογική σχέση μεταξύ θορύβου και ταχύτητας, οφείλεται στο γεγονός ότι στην έξοδο του σταθμού της Σίνδου, προς την κατεύθυνση της Αθήνας, κοντά όπου βρίσκεται το σημείο μέτρησης, υπάρχει βραδυπορία των 60 km/h, με αποτέλεσμα οι μεν κατερχόμενες αμαξοστοιχίες (προς Πλατύ, Αθήνα) να επιταχύνουν με πλήρη ισχύ, προκειμένου να φθάσουν στη μέγιστη ταχύτητά τους, οι δε ανερχόμενες αμαξοστοιχίες (προς Θεσσαλονίκη) να κινούνται με τον κινητήρα τους σχεδόν στις ελάχιστες στροφές λειτουργίας του (ρελαντί), προτού επιβραδύνουν για την είσοδό τους στο σταθμό. Με τον τρόπο αυτό εξηγείται ο ιδιαίτερα υψηλός θόρυβος που παράγεται από τις κατερχόμενες αμαξοστοιχίες παρά τη σχετικά χαμηλή ταχύτητα κίνησής τους και καταδει-κνύεται η κυριαρχία του μηχανικού θορύβου σ’ αυτή την περιοχή ταχυτήτων. Η μεγαλύτερη διαφορά παρατηρείται στους πεντάδυμους συρμούς Intercity όπου ουσιαστικά εντοπίζεται και η μεγαλύτερη ηχητική όχληση τόσο σε μέσα μεγέθη ανά κατηγορία συρμού όσο και σε τιμές θο-ρύβου ανά μεμονωμένους συρμούς.Σημαντική διαφορά παρατηρείται και στις αυτοκινητάμα-ξες ΜΑΝ, ενώ η μικρότερη διαφοροποίηση στις στάθμες θορύβου ανερχόμενων - κατερχόμενων αμαξοστοιχιών εντοπίζεται στις αμαξοστοιχίες ADTRANZ όπου τα αντί-στοιχα μεγέθη θορύβου σχεδόν συμπίπτουν.

• Οι αυτοκινητάμαξες GANZ-MAVAG παρουσιάζουν τις χαμηλότερες στάθμες θορύβου τόσο σε μέσα μεγέθη ανά κατηγορία συρμών όσο και σε τιμές θορύβου ανά μεμονω-μένους συρμούς. Η διαπίστωση αυτή ισχύει και για τις δύο φορές κίνησης των αμαξοστοιχιών (ανερχόμενες - κατερ-χόμενες), ωστόσο οι ταχύτητες, στις οποίες εμφανίζονται αυτές οι στάθμες θορύβου, είναι μικρότερες ή το πολύ ίσες των ταχυτήτων των άλλων αμαξοστοιχιών.

• Οι αυτοκινητάμαξες ΜΑΝ παρουσιάζουν στάθμες θορύ-βου που κυμαίνονται μεταξύ των αντιστοίχων μεγεθών για τις υπόλοιπες αμαξοστοιχίες και κοντά στο μέσο όρο.

• Για την ίδια ταχύτητα και φορά κίνησης παρατηρούνται τα εξής:- Οι πεντάδυμες αυτοκινητάμαξες Intercity (ανερχόμενες

- κατερχόμενες) παρουσιάζουν μεγαλύτερα επίπεδα θο-ρύβου από τις τετράδυμες.

- Οι συρμοί με μηχανές ADTRANZ είναι πιο θορυβώδεις των αυτοκινηταμαξών GANZ-MAVAG, στην περίπτω-ση που είναι ανερχόμενοι (V = 100 km/h).

- Οι αυτοκινητάμαξες ΜΑΝ είναι πιο θορυβώδεις από τις αυτοκινητάμαξες GANZ-MAVAG, στην περίπτωση που είναι κατερχόμενες (V = 80 km/h) [1].

Σχετικά με τα αποτελέσματα του μοντέλου παρατηρού-νται τα εξής:• Υπάρχει ικανοποιητική προσέγγιση των τιμών Lmax του

μοντέλου σε σχέση με αυτές των μετρήσεων για τους τετράδυμους συρμούς Intercity, η οποία κυμαίνεται μέσα στα όρια + 5 dB(A) που είναι αποδεκτά από το μοντέλο. Η προσέγγιση είναι καλύτερη για τους ανερχόμενους συρμούς λόγω του ότι παρουσιάζουν πιο φυσιολογική κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα τους. Το μοντέλο δείχνει γενικά μια τάση υποεκτίμησης της πραγματικής στάθμης θορύβου.

• Στους πεντάδυμους συρμούς Intercity, οι οποίοι εκ των πραγμάτων παρουσιάζουν τις υψηλότερες στάθμες θο-ρύβου που μετρήθηκαν, το μοντέλο παρουσιάζει για τους κατερχόμενους συρμούς (στάθμη Lmax) μια σημαντική απόκλιση. Η διαφορά στις τιμές του μοντέλου από τις μετρήσεις ανέρχεται στην περίπτωση αυτή στα -6 dB(A). Για τις ανερχόμενες αμαξοστοιχίες οι τιμές Lmax, που προ-κύπτουν από το μοντέλο, βρίσκονται μέσα στα προβλεπό-μενα όρια.

• Στους συρμούς με μηχανές ADΤRANZ το μοντέλο δείχνει και πάλι να υποεκτιμά τον πραγματικό θόρυβο των συρ-μών (στάθμη Lmax), πάντα όμως μεταξύ των επιτρεπομέ-νων αποκλίσεων.

• Στις αυτοκινητάμαξες GANZ-MAVAG οι τιμές Lmax, που προκύπτουν από την εφαρμογή του μοντέλου, παρουσιά-ζουν μια υπολογίσιμη σε σχέση με τις μετρήσεις απόκλιση για τους κατερχόμενους συρμούς, η οποία φθάνει τα - 6.8 dB(A). Αντίθετα, για τις ανερχόμενες αμαξοστοιχίες τα αποτελέσματα κυμαίνονται σε αποδεκτά επίπεδα. Τόσο


για τους ανερχόμενους όσο και για τους κατερχόμενους συρμούς το μοντέλο φαίνεται να υποεκτιμά την πραγματι-κή στάθμη θορύβου.

• Στις αυτοκινητάμαξες ΜΑΝ το μοντέλο, σε ό,τι αφορά στη μέγιστη ενεργειακή στάθμη Lmax, παρουσιάζει σημαντική απόκλιση για τις κατερχόμενες αμαξοστοιχίες σε σχέση με την πραγματικότητα, έως και - 8 dB(A), ενώ για τις ανερχόμενες αμαξοστοιχίες η υποεκτίμηση και πάλι του μοντέλου κυμαίνεται σε ανεκτά επίπεδα, μικρότερα των - 5 dB(A).

• Σχετικά με το τελικό αποτέλεσμα που αφορά στον προσδι-ορισμό της ηχητικής όχλησης, που δέχεται η περιοχή λόγω της κυκλοφορίας των συρμών στο συγκεκριμένο σημείο, μπορεί να επισημανθεί ότι η διαφορά στην εκτιμώμενη ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου Leq, όπως υπολο-γίζεται από το μοντέλο, παρουσιάζει μικρή απόκλιση από την προσδιοριζόμενη με βάση τα πραγματικά στοιχεία των μετρήσεων. Σ’ αυτό το σημείο οι δύο προσεγγίσεις δίνουν αποτελέσματα που σχεδόν συγκλίνουν.(ΣLeq = 64,7 dB(A) από τις μετρήσεις και ΣLeq΄ = 63,5 dB(A) από το μοντέλο).

7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑΣτην εργασία αυτή ερευνήθηκε η δυνατότητα εφαρμο-

γής του Γαλλικού Μοντέλου Πρόβλεψης του Σιδηροδρομι-κού Θορύβου που εκπέμπουν οι συρμοί «σε απόσταση από τη γραμμή» .

Οι μετρήσεις αυτές (μεγέθη maxP, Lmax, Lmin, Leq, ΣLeq), που έγιναν με ηχόμετρο, αφ’ ενός παρέχουν μια εικόνα της πραγματικής κατάστασης σε ό,τι αφορά στην ηχορρύπανση που προκαλούν οι συρμοί στο ελληνικό σιδηροδρομικό δί-κτυο, κυρίως όμως επέτρεψαν να αξιολογηθεί η αξιοπιστία του συγκεκριμένου μοντέλου.

Τα μεγέθη, που συγκρίθηκαν στις δύο προσεγγίσεις, ήταν η μέγιστη ενεργειακή στάθμη Lmax για κάθε κατηγορία συρμού και η συνολική στάθμη θορύβου (ΣLeq) από την κυκλοφορία των αμαξοστοιχιών στην περιοχή.

Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι το συγκεκριμένο μοντέλο παρέχει αξιόπιστη πρόβλεψη για τη συνολική ισοδύναμη ενεργειακή στάθμη θορύβου (ΣLeq).

Αποκλίσεις σε ό,τι αφορά στη μέγιστη ενεργειακή στάθ-μη Lmax στην περίπτωση ορισμένων κατηγοριών συρμών που κινούνται με σχετικά χαμηλές ταχύτητες (~ 80 km/h) επιταχυνόμενοι με πλήρη ισχύ κινητήρα, δεν πρέπει να λη-φθούν ως καθοριστικές για την αξιοπιστία του μοντέλου. Οι περιπτώσεις αυτές είναι μεμονωμένες και δεν επηρεάζουν,

όπως αποδεικνύεται, σημαντικά το τελικό αποτέλεσμα που είναι ο προσδιορισμός της ισοδύναμης ενεργειακής στάθμης Leq για το σημείο που μελετάται. Η στάθμη αυτή παρου-σιάζει μικρή απόκλιση από την εκτιμώμενη με βάση τα στοιχεία των μετρήσεων στο πεδίο (ΣLeq = 64,7 dB(A) και ΣLeq = 63,5 dB(A) αποτελέσματα μετρήσεων και μοντέλου αντίστοιχα).

Παράλληλα αποδεικνύεται ότι στην περίπτωση που με-λετώνται συρμοί με σταθερή ή σχεδόν σταθερή ταχύτητα, οι τιμές Lmax, που δίνει το μοντέλο, είναι ικανοποιητικές.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ1. Ν. Γ. Δεμιρίδης, ‘‘Ο θόρυβος από τα σιδηροδρομικά μέσα

μεταφοράς’’, διπλωματική εργασία, Τομέας Συγκοινωνιών και Οργάνωσης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΠΘ, Νοέμβριος 1999.

2. Paul Nelson, “Transportation Noise Reference Book”, Butterworths, USA, 1987.

3. Ministere des Transports - Ministere de l’ Εnvironne-ment et du Cadre de Vie , “ Prevision des niveaux sonores - Guide de bruit des transports terrestres”, France, Novembre 1980.

4. Χ. Πυργίδης, “Σχεδιασμός και Κατασκευή Σιδηροδρομικής Υποδομής - Πανεπιστημιακές Σημειώσεις “, ΑΠΘ, Φεβρουάριος 1994.

5. C. Pyrgidis, “High Speed Rail Systems and the Environment”, Rail Engineering International, Holland, Edition 1993, Number 4, pp 13-17.

6. Σ. Βούγιας, “Κυκλοφορία και Περιβάλλον - Διδακτικές Σημειώσεις 8ου εξαμήνου Πολιτικών Μηχανικών”, ΑΠΘ, 1995-1996.

7. Pierre Delfonse, “Le Confort a Tres Haute Vitesse”, Revue Generale des Chemins de Fer, Octobre 1991, pp 47-48.

8. David Rollin, “Les Effets sur l’ Environnement de l’ Elevation des Vitesses de Circulation sur les Lignes Existantes”, Rail International, Juin - Juillet 1992, pp 181-185.

9. International Standards Organization ( ISO ), “Acoustics - Measurement of Noise Emmited by Railbound Vehicles”, ISO Standard 3095 - 1976, Switzerland 1975.

10. Environmental Protection Agency (EPA), “Noise Emission Standards for Transportation Equipment - Interstate Rail Carriers”, Code of Federal Regulations, Part 201, Title 40, Volume 16, Revised as of July 1, 1998.

11. Bernd Barsikow, “Une Strategie Visant a Reduire Le Bruit Ferroviaire a La Source”, Rail International, Juin - Juillet 1992, pp 224-226.

12. Mitsuru Ikeda, “Mesures Contre le Bruit de Pantographe Provoque par le Shinkansen”, Rail International, Mai 1997, pp 35-43.

13. Josef Eisenmann, “Vibrations and Structure Borne Noise by Underground Raiways”, Rail Engineering International, Holland, Edition 1994, Number 4, pp 6-8.

14. David M. Lipscomb and Arthur C. Taylor Jr, “Noise Control - Handbook of Principles and Practices”, USA, 1977.

15. Federal Railroad Administration / US Department of Transportation, “High Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment”, Office of Railroad Development, Washington DC, December 1998.

16. Kοινή απόφαση ΥΠ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. - ΥΠ. ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ-ΥΜΕ - Έγκριση περιβαλλοντικών όρων για την κατασκευή και λειτουργία του Σιδηροδρομικού Κέντρου Αχαρνών, Α-Π 101017/Αθήνα 2001

17. «Έργα ηχοπροστασίας από τον σιδηροδρομικό θόρυβο», Α.Π.Θ., Πολυτεχνική Σχολή, Εργαστήριο Ακουστικής, ΥΠΕΧΩΔΕ, 1997.

Γεώργιος Τσώχος,Καθηγητής Τομέα Συγκοινωνιών και Οργάνωσης - Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών - Πολυτεχνική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, 540 06 Θεσσαλονίκη.Χρίστος Πυργίδης,Επίκουρος Καθηγητής Τομέα Συγκοινωνιών και Οργάνωσης - Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών - Πολυτεχνική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, 540 06 Θεσσαλονίκη. Νίκος Δεμιρίδης,Πολιτικός μηχανικός Α.Π.Θ., Κασαβέτη 123, 382 21 ΒΟΛΟΣ.


AbstractThe present study aimed to determine the possibility of applying the French railway noise prediction model to the Greek conditions. For this purpose a number of noise level measurements were carried out at a certain point along the Railway corridor Thessaloniki-Athens using of an SLM network. Comparison of the two noise level estimation showed that the prediction model used, can give sufficiently accurate results as far as the equivalent sound level (Leq) is concerned ( 64,7dB(A) and 63,5dB(A) SLM, measured and prediction model respectively ). Generally, the railway noise prediction model shows a tendency to underestimate the actual ( measured ) noise levels.

1. INTRODUCTION

The objective of the paper was the investigation of the possible application of a railway noise prediction model to the Greek railway network. The study concerns the noise emitted by moving railbound vehicles measured at a certain distance from the track, and constitutes the very first approach to the problem in Greece.

In the first part of the paper, measured data are presented and analysed.

In the second part the results from the preceding study are compared with those of the French railway noise prediction model results in a Greek Railway track.

2. SYMBOLS AND TERMINOLOGY

Lmax : maximum sound level ( in dB(A) )

max P : maximum instantaneous sound pressure ( in dB )Leq(1) : equivalent continuous sound level ( in dB(A) )Leq(ni) : equivalent continuous sound level of a group of n trains of the same type i ( in dB(A) )i : train type according to the French railway noise prediction model ( i =A,B,C,D )

ni : number of trains n of a certain type i during the designated period of time�Leq : total equivalent continuous sound level ( in dB(A) )T : the designed period of time to which the Leq

refers (in sec)Lo : the basic noise level for a particular type of rolling stock moving at speed Vo ( in dB(A) )LN : the noise level exceeded during N% of the designated time interval� : constant depending on total train lengthd : distance from the track ( in m)V : train speed ( in km/h )Vo : train speed with known noise level Lo at a distance do from the track ( in km/h )V� : commercial speed of trains (in km/h)Kd : directivity parameterl : train length ( in m)� : number of trailer vehicleste : noise exposure time ( in sec )1K+6E : specific train formation ( 1 power vehicle + 6

trailers)

3. RAILWAY NOISE

3.1. Types and sources of railway noise

Depending on the source, five different types of noise can be identified [1], [4], [8]:• Mechanical noise, mainly generated by the propulsion

system ( dominating at low speeds <100km/h ) [2].• Rolling noise ( dominating at moderate speeds

120<V<250km/h ) [2].

Extended summary

A CONTRIBUTION TO THE PREDICTION OF RAILWAY NOISE

GEORGIOS TSOCHOS CHRISTOS PYRGIDIS NIKOS DEMIRIDISProfessor AUTH Assistant Professor AUTH Civil Engineer AUTH

Submitted: Feb. 23. 2000 Accepted: Nov. 6. 2000


• Aerodynamic noise, caused by the train’s aerodynamic resistance ( dominating at speeds over 270km/h ) [5], [7], [11].

• Arcing noise, produced by the pantograph detachment from the catenary in case of an electrically powered train. As a result an electric arc is produced which creates a noise i.e. arcing noise [4], [12].

• Dynamic noise, produced by the vibrations due to the train rolling over track discontinuities, which are transmitted through the soil to the nearby buildings [13].

3.2. Sound levels

In order to estimate the noise level objectively, the following descriptors , classified in two categories are used [14], [15]:• Cumulative descriptors, such as:- Leq ( Equation 3.1. )- Ldn ( Equation 3.2. )- SEL ( Equation 3.3. )• Discrete event descriptors, such as:- LN ( L1, L10, L50, L90, L99 )

4. RAILWAY NOISE MEASUREMENT

4.1. Purpose and application field

The purpose of noise measurements was to determine the existing noise levels in regions near the rails and to gather enough data to test the application of the French railway noise prediction model under the Greek conditions. In order to achieve these goals the procedure recommended by international organizations (ISO and EPA) was followed [9], [10].

4.2. Methodology

The methodology includes the following steps : a. Choice of the measurement position

It is based on the following criteria:- Easy approach to the position.- Plain sound field all round.- Railway line made up of concrete sleepers and continuously welded rails.- Low threshold noise level in the vicinity of the measurement location.- High speed values ( V>80km/h) or even higher.

The noise level measurements were made at a point 12+460km away from Thessaloniki along the Thessaloniki-Athens railway corridor. The sound field in the chosen location is plain and presents a threshold noise level of 45dB(A).

b. Duration of measurements The time period 9:00am-9:00pm was used in order to

carry out the measurements [1].

c. Measuring parameters [1]- Equipment:

A Bruel&Kjaer SLM, model 2237 Controller was used in connection with a laptop computer. The noise measured parameters were: Lmax , maxP , Lmin , Leq.- Microphone positioning:

The SLM, fixed in a tripod, was placed at a distance of 7,5m perpendicular to the track and at a height of 1,2m above the upper rail surface.

d. Background noise estimation [1]

e. Performing of a minimum amount of noise measurements ((3) for each type of rolling stockThe following types of passenger trains were

studied:- Intercity diesel multiple units ( 1K+2E+1K or 1K+3E+1K

, l = 101,8 and 128,2m respectively )- Ganz-Mavag diesel multiple units ( 1K+1K , l = 47,2m )- MAN diesel multiple units ( 1P+1P , l = 47,2m )- Locomotive hauled passenger trains ( ADTRANZ

locomotives ) ( 1K+(5 or 6)E , l = 19,4+λ x 24,5m )

f. Storage of the performed measurements [1]

g. Data arrangement [1]

h. Noise calculation [1]For this purpose equation 3.1 was applied and the

average sound level parameters Lmax, maxP, Lmin, Leq and exposure times te for each case were determined. The noise level (45dB(A)) was also taken into consideration.

i. Results analysis [1]

4.3. Results

The measured values, for trains heading to Athens or to Thessaloniki, are shown in tables 1 and 2 respectively (levels Lmax , maxP , Lmin , Leq). The total equivalent sound level ΣLeq was found to be 64,7dB(A).

5. RAILWAY NOISE PREDICTION

5.1. Model description

The following steps were followed:Lmax calculation [3]


For this purpose equation 5.1. was applied. This equation gives satisfactory results within an accuracy of (5dB, for distances up to 250m from the track and for train speeds between 40-200km/h in plain field. The track is to be made concrete sleepers and continuously welded rails. The trains are classified in four categories. In tables 3 and 4 are given the parameters of equation 5.1. according to train classification.

Single train Leq calculation [3]

It is determined using equations 5.2 and 5.3

Total equivalent sound level calculation ΣLeqEq. 5.4 was applied.

5.2. Application of the model [3]

The French railway noise prediction model was implemented at he same point where noise measurements were executed. The train speeds were also determined at the same location. Finally in order to take into consideration that the railway track at the studied point is double (one railway line heading to Thessaloniki, the other to Athens) the outcoming results were added (logarithms). The calculation procedure and the used parameter values are given in tables 5 and 6.

5.3. Results

The measured values for trains heading to Platy and Thessaloniki are given in tables 7 and 8 respectively (levels Lmax, Leq). The total equivalent sound level ΣLeq was found to be 61,2dB(A) for trains heading South ( to Athens), 59,7dB(A) for trains heading North (to Thessaloniki) and 63,5dB(A) overall.

6. COMPARATIVE ANALYSIS OF THE TWO PROCEDURES

The results measured and calculated show that: • The trains heading South present considerably greater

noise levels than the ones heading North, even though they are travelling at lower speed, due to acceleration at full engine power, as the pass the point of measurement. In contrast, the trains headed North were moving at approximately constant speeds.

• The Ganz-Mavag diesel multiple units present the lowest measured noise levels.

• The Intercity diesel multiple units (1K+3E+1K) present higher noise levels than the Intercity diesel multiple units with shorter formation (1K+2E+1K) when moving at the same speed and bearing.

• The Adtranz diesel locomotive hauled passenger trains are noisier than the Ganz-Mavag diesel multiple units when they are both heading South and moving at the same speed (V=100km/h).

• The MAN diesel multiple units are noisier than the Ganz-Mavag diesel multiple units when they are both heading South and moving at the same speed (V=80km/h).

7. CONCLUSIONS

Finally it can be concluded that:• The French railway noise prediction model shows a

tendency to underestimate the actual noise levels.• The model provides accurate results as far as the

equivalent sound level is concerned (precision(5dB). • The model application has prooved that, for trains

moving at constant speeds, the Lmax level can be predicted accurately.

Georgios Tsohos,Professor, Aristotle University of Thessaloniki, Civil Engineer Department, Transportation Section, Aristotle University of Thessaloniki, 540 06 ThessalonikiChristos Pyrgidis,Assistant Professor, Aristotle University of Thessaloniki, Civil Engineer Department, Transportation Section, Aristotle University of Thessaloniki , 540 06 ThessalonikiNikos Demiridis,Civil Engineer, Aristotle University of Thessaloniki, 123 Kassaveti Street, 382 21 Volos

Documents

8 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, Ι, τεύχ. 3 2001, Tech. Chron ...library.tee.gr/digital/techr/2001/techr_2001_i_3_9.pdf · 2016-07-13 · έρχονται από