55.6% فقط من نقاط قياس الضوضاء لقطارات شينكانسن استوفت المعيار البيئي الياباني في السنة المالية 2022، مقابل 94.9% لضوضاء حركة الطرق و88.3% لضوضاء الطائرات (وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023). فأشهر شبكة قطارات عالية السرعة في العالم ما زالت تخفق في قاعدتها الخاصة للضوضاء عند ما يقارب نصف مواقعها المرصودة، وعلى خط هوكوريكو شينكانسن في محافظة ناغانو لم تستوف المعيار سوى 3 نقاط من أصل 17 في السنة المالية 2025 (محافظة ناغانو، نتائج ضوضاء واهتزازات هوكوريكو شينكانسن للسنة المالية 2025). وتفسر الفيزياء جزءا من هذه الفجوة: فالمستوى الكلي عند المرور، الذي تهيمن عليه ضوضاء التدحرج، يرتفع بنحو 30 مرة لوغاريتم السرعة، أما الضوضاء الأيروديناميكية فترتفع بمعدل 60 إلى 80 مرة لوغاريتم السرعة (Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015)، فكل كم/س إضافي يكلف مزيدا من الديسيبلات في أعلى نطاق السرعة. جمعنا بيانات من لائحة Noise TSI للاتحاد الأوروبي، وإدارة السكك الحديدية الاتحادية الأمريكية (FRA)، ووزارة البيئة اليابانية وبرنامجين لرصد المحافظات، وشركة HS2 Ltd، وأبحاث صوتيات محكمة من الصين والمملكة المتحدة وإسبانيا. وللاطلاع على الصورة الأوسع للتعرض لضوضاء المرور والطائرات والمدن، راجع استعراض إحصائيات التلوث الضوضائي لدينا؛ أما هذه الصفحة فتبقى عند فيزياء جانب السكة والقواعد المكتوبة حولها.
أبرز النقاط
- 55.6% فقط من نقاط قياس شينكانسن استوفت معيار الضوضاء الياباني في السنة المالية 2022، بانخفاض من 60.8% في السنة المالية 2020 (وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023).
- بلغ الامتثال لضوضاء حركة الطرق في اليابان 94.9% في السنة نفسها، ولضوضاء الطائرات 88.3% (وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023).
- 3 نقاط فقط من أصل 17 نقطة على خط هوكوريكو شينكانسن في ناغانو استوفت معيار 70 dB في السنة المالية 2025، أي بنسبة 17.6% (محافظة ناغانو، نتائج السنة المالية 2025).
- لا يجوز أن تصدر وحدة كهربائية أوروبية متعددة الوحدات أكثر من 95 dB(A) عند مرورها بسرعة 250 كم/س، مقيسة على بعد 7.5 م من السكة (اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023).
- ترتفع الضوضاء الأيروديناميكية بمعدل 60 إلى 80 مرة لوغاريتم السرعة وتهيمن بدءا من نحو 300-350 كم/س (Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015).
- ظلت ضوضاء التدحرج مهيمنة على المستوى الكلي بوحدة dB(A) عند مرور قطار صيني بسرعة 350 كم/س (Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023).
- تهيمن ضوضاء العجلة والسكة عادة على المستوى الموزون A حتى نحو 160 ميلا/س، أي حوالي 257 كم/س (FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012).
- وضعت HS2 هدف ضوضاء مركباتها أقل بمقدار 3 dB من حد TSI لعام 2008 عند 360 كم/س (Sica وآخرون، HS2 Ltd وSENER، IWRN13 2019).
- خفض حاجز مغلق بالكامل الضوضاء الأيروديناميكية المحاكاة للقطار بمقدار 4.5-6 dB، مقابل نحو 4 dB للحاجز العمودي (Zhang وآخرون، Frontiers in Acoustics 2025).
- المستوى الذي توصي به منظمة الصحة العالمية لضوضاء السكك الحديدية هو 54 dB Lden و44 dB Lnight، أي أقل من عتبتي الإبلاغ في الاتحاد الأوروبي البالغتين 55 dB و50 dB (EEA، الضوضاء البيئية في أوروبا 2025).
1. سرعة التقاطع: متى تتجاوز الضوضاء الأيروديناميكية ضوضاء العجلات
أهم رقم في صوتيات القطارات عالية السرعة هو الميل لا المستوى. ترتفع الضوضاء الأيروديناميكية بمعدل 60 إلى 80 مرة لوغاريتم السرعة (Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015)، مقابل نحو 30 مرة للمستوى الكلي عند مرور قطار صيني تهيمن عليه ضوضاء التدحرج (انظر الجدول أدناه). وبحساب بسيط، تضيف مضاعفة السرعة نحو 9 dB من ضوضاء التدحرج (30 × log10(2) = 9.0 dB) لكنها تضيف 18 إلى 24 dB من الضوضاء الأيروديناميكية (60 × log10(2) = 18.1 dB؛ 80 × log10(2) = 24.1 dB). أما الانتقال من 300 إلى 350 كم/س وحده فيضيف نحو 2.0 dB من ضوضاء التدحرج (30 × log10(350/300)) لكنه يضيف 4.0 إلى 5.4 dB من الضوضاء الأيروديناميكية.
ولهذا تهم سرعة التقاطع كثيرا في تصميم الخطوط، ولهذا أيضا تختلف المصادر في تحديد موضعها. فالدليل الأمريكي يضع هيمنة العجلة والسكة حتى نحو 160 ميلا/س، ومراجعة Southampton تضع هيمنة الضوضاء الأيروديناميكية عند 300-350 كم/س، بينما وجدت البيانات الميدانية الصينية أن العجلات ما زالت في الصدارة عند 350 كم/س. وتعتمد الإجابة على مدى هدوء العجلات والسكك أصلا: فكلما كان المسار أكثر نعومة ارتفعت نقطة التقاطع. والمراجعة متاحة عبر سجل الناشر (DOI 10.1080/23248378.2015.1052996)، والقياسات الصينية ملخصة في مراجعة 2023 المفتوحة الوصول لأبحاث ضوضاء السكك الحديدية عالية السرعة.
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| السرعة التي تهيمن عندها ضوضاء العجلة والسكة عادة على المستوى الموزون A حتى بلوغها | نحو 160 ميلا/س (حوالي 257 كم/س) | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 |
| السرعة التي تبدأ عندها المصادر الأيروديناميكية بتوليد ضوضاء ملحوظة | نحو 180 ميلا/س (حوالي 290 كم/س) | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 |
| نطاق السرعة الذي تصبح فوقه الضوضاء الأيروديناميكية المصدر الرئيسي | نحو 300-350 كم/س | Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015 |
| معدل ارتفاع مستوى الصوت الأيروديناميكي مع سرعة القطار | 60 إلى 80 مرة لوغاريتم السرعة | Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015 |
| معدل ارتفاع المستوى الكلي عند مرور قطار صيني من 8 عربات بين 200 و350 كم/س | نحو 30 log(V/V0)، مع V0 = 200 كم/س | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| المساهم الرئيسي في المستوى الكلي بوحدة dB(A) عند المرور بسرعة 350 كم/س، خط صيني | ضوضاء تدحرج العجلة والسكة | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| السرعة التي قد تصبح فوقها ضوضاء البانتوغراف مهيمنة في قطار اختبار ألماني غربي عام 1984 | أكثر من 200 كم/س | Pfizenmaier وKing، وقائع INTERNOISE 84 لعام 1984 |
ملاحظة سياقية: أرقام FRA وThompson هي أحدث الإصدارات المتاحة من وثائقها (2012 و2015). واختبار 1984 مدرج كمعلم تاريخي فقط: فقد استهدف المصممون آنذاك مستوى ذروة جانبيا لا يتجاوز 90 dB(A) على بعد 25 م لقطار مصمم لسرعة 350 كم/س (Pfizenmaier وKing، وقائع INTERNOISE 84 لعام 1984).
2. داخل عملية المرور: أي جزء من القطار يصدر الضوضاء
القطار عالي السرعة ليس مصدر صوت واحدا بل مجموعة مصادر متراكبة، لكل منها ارتفاعه ونطاقه الترددي. عند 350 كم/س تنقسم الضوضاء بوضوح حسب التردد: هيكل الجسر دون نحو 80 Hz، والتدفق الأيروديناميكي من نحو 100 إلى 300 Hz، وضوضاء تدحرج العجلة والسكة فوق نحو 500 Hz (Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023). وهذا الانقسام هو ما يجعل التخفيف بالغ الصعوبة: فالإجراء الذي يزيل ضوضاء التدحرج عالية النبرة يترك الضوضاء الأيروديناميكية والإنشائية المنخفضة التي يصعب حجبها دون مساس، وهي مشكلة التردد المنخفض نفسها التي رأيناها في إحصائيات الموجات تحت الصوتية والضوضاء منخفضة التردد لتوربينات الرياح لدينا.
السكة أهم مما يفترض معظم الناس. فالسكة تشع صوتا أكثر من العجلات في المستوى الكلي، والبانتوغراف (الذراع المثبتة على السقف التي تلتقط التيار من الخط العلوي) يقع على ارتفاع تعجز معه الحواجز القريبة من الأرض عن حجبه. ويعتمد فصل هذه المصادر في قطار متحرك على مصفوفات الميكروفونات، وهي تقنية تشكيل الحزمة نفسها التي تناولتها إحصائيات الكاميرا الصوتية وتحديد مصادر الضوضاء لدينا. وتأتي القيم المرجعية الأمريكية من دليل FRA لتقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة، ونتيجة جمع التيار في شينكانسن من سجل دراسة معهد البحوث الفنية للسكك الحديدية.
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| مستوى التعرض الصوتي المرجعي (SEL) على بعد 50 قدما للقطارات الكهربائية عالية السرعة: مصدر العجلة والسكة عند 90 ميلا/س مقابل المصادر الأيروديناميكية عند 180 ميلا/س (مقدمة القطار ومنطقة العجلات والبانتوغراف) | 91 dBA مقابل 89 و89 و86 dBA | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 (الجدول 5-2) |
| النطاقات الترددية التي يهيمن عليها كل مصدر عند 350 كم/س على خط صيني مرتفع (جسور) | الجسر دون نحو 80 Hz؛ الأيروديناميكا نحو 100-300 Hz؛ التدحرج فوق نحو 500 Hz | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| الجزء الذي يشع أكبر قدر من ضوضاء التدحرج في المسار | السكة تهيمن في النطاق 500-2,000 Hz وفي المستوى الكلي؛ والعجلة تهيمن فوق 2,500 Hz | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| الضوضاء الجانبية الصادرة عن نظام جمع التيار (البانتوغراف) دون المستوى الكلي، شينكانسن سلسلة 100 مقابل سلسلة 300 | أقل بمقدار 7 dB(A) مقابل أقل بمقدار 3.5 dB(A) | Morikawa، RTRI Quarterly Reports 1997 |
ملاحظة حول القيمة الشاذة: تظهر نتيجة شينكانسن تزايد حصة البانتوغراف بين جيلين من القطارات. ففي السلسلة 100 الأقدم كان نظام جمع التيار أدنى من المستوى الكلي بمقدار 7 dB(A)، أما في السلسلة 300 الأسرع فكان يكاد يساوي المصادر المتبقية (Morikawa، RTRI Quarterly Reports 1997). وهذه الورقة تعود إلى عام 1997 وهي أحدث بيانات متاحة من هذا السجل.
3. سقف الاختبار النمطي في أوروبا: حدود Noise TSI
يجب أن يجتاز كل قطار جديد يطرح في السوق الأوروبية اختبارا نمطيا بموجب المواصفة الفنية للتشغيل البيني الخاصة بالضوضاء (Noise TSI). والمقياس الرئيسي هو ضوضاء المرور، أي المستوى المكافئ الموزون A خلال الزمن الذي يستغرقه القطار في المرور أمام ميكروفون يبعد 7.5 م عن محور السكة ويرتفع 1.2 م فوق سطح السكة. يجوز لوحدة كهربائية متعددة الوحدات، وهي الصيغة المعتادة للقطار عالي السرعة بمحركات موزعة على العربات، أن تصدر 95 dB(A) على الأكثر عند 250 كم/س؛ أما القاطرة الكهربائية فيسمح لها بـ 99 dB(A) (اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023). وبالنسبة للقطارات التي تبلغ سرعتها القصوى 250 كم/س أو أكثر، تضيف القاعدة ميكروفونا ثانيا على ارتفاع 3.5 م فوق السكة لالتقاط ضوضاء البانتوغراف والجزء العلوي من الهيكل، وتجرى الاختبارات حتى حد أعلى قدره 320 كم/س. وجداول الحدود الكاملة في النسخة الموحدة من Noise TSI على EUR-Lex، مع تاريخ المراجعات في صفحة Noise TSI لدى وكالة الاتحاد الأوروبي للسكك الحديدية.
الحدود سقف لا هدف. فقد كتبت HS2 مواصفتها الخاصة أقل بمقدار 3 dB من قيمة TSI لعام 2008 عند 360 كم/س، وأجريت اختبارات ميدانية مخصصة لـ HS2 على قطار Siemens Velaro E بسرعات من 250 إلى 350 كم/س (Sica وآخرون، HS2 Ltd وSENER، IWRN13 2019). وخفض بمقدار 3 dB ليس أمرا شكليا: إنه يخفض الطاقة الصوتية إلى النصف. وتوثق الاختبارات ورقة HS2 Learning Legacy.
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| حد ضوضاء المرور للوحدات الكهربائية متعددة الوحدات عند 250 كم/س (LpAeq,Tp، على بعد 7.5 م من محور السكة) | 95 dB(A) | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| حد ضوضاء المرور للقاطرات الكهربائية عند 250 كم/س | 99 dB(A) | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| حد ضوضاء الانطلاق للوحدات الكهربائية متعددة الوحدات: سرعة قصوى 250 كم/س أو أكثر مقابل أقل من 250 كم/س | 83 dB مقابل 80 dB | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| حد الضوضاء داخل مقصورة السائق عند السرعة القصوى: قطارات بسرعة قصوى من 250 إلى أقل من 350 كم/س مقابل أقل من 250 كم/س | 80 dB مقابل 78 dB | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| سماح إضافي عند إجراء اختبار 250 كم/س على سكة ببلاطة خرسانية (سكة مثبتة على بلاطة خرسانية بدلا من الحصى) | 2 dB فوق الحدود المعيارية | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| هدف ضوضاء مركبات HS2 مقارنة بحد TSI لعام 2008 عند 360 كم/س | أقل بمقدار 3 dB | Sica وآخرون، HS2 Ltd وSENER، IWRN13 2019 |
| قانون تطبيع السرعة المستخدم في اختبارات HS2 الميدانية، سرعة مرجعية 250 كم/س | 50 log(V/Vref)، ممتد بموثوقية إلى 350 كم/س | Sica وآخرون، HS2 Ltd وSENER، IWRN13 2019 |
4. معيار شينكانسن الياباني: صارم على الورق وجزئي في التطبيق
تنظم اليابان ما يسمعه الجيران، لا ما يصدره القطار على مسار اختبار. فالمعيار هو 70 dB أو أقل في المناطق السكنية في المقام الأول و75 dB أو أقل في غيرها، ويقيم بالمتوسط الطاقي للنصف الأعلى من مستويات الذروة لـ 20 قطارا متتاليا (وزارة البيئة اليابانية، معايير الجودة البيئية لضوضاء السكك الحديدية فائقة السرعة شينكانسن). والقواعد المبنية على الذروة أشد من تلك المبنية على المتوسط لأن مرورا واحدا صاخبا يحتسب بالكامل. والقاعدة كاملة في صفحة معيار ضوضاء شينكانسن لدى وزارة البيئة.
انخفض معدل الامتثال الوطني من 60.8% في السنة المالية 2020 إلى 55.6% في السنة المالية 2022، مقابل هدف قدره 100% (وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023). وتلاحظ الوزارة نفسها أن المشغلين يخفضون الضوضاء عند المصدر لكن إجراءات استخدام الأراضي قرب الخط قد لا تواكب ذلك. وتظهر بيانات المحافظات عن هوكوريكو شينكانسن، بما فيها القسم الأحدث من حدود فوكوي إلى تسوروغا، أن المشكلة ليست مقتصرة على أقدم الخطوط: فالنقاط السكنية تخفق أكثر بكثير من التجارية. وتنشر صفحة الرصد الخاصة بناغانو وتقرير مسح فوكوي للسنة المالية 2025 النتائج نقطة بنقطة.
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| معيار ضوضاء شينكانسن: المناطق السكنية في المقام الأول (الفئة I) مقابل المناطق الأخرى (الفئة II) | 70 dB أو أقل مقابل 75 dB أو أقل | وزارة البيئة اليابانية، معيار ضوضاء شينكانسن |
| قاعدة القياس | المتوسط الطاقي للنصف الأعلى من مستويات الذروة لـ 20 قطارا متتاليا، على ارتفاع 1.2 م عن الأرض، يطبق من الساعة 6 صباحا حتى منتصف الليل | وزارة البيئة اليابانية، معيار ضوضاء شينكانسن |
| الحصة الوطنية لنقاط قياس شينكانسن التي استوفت المعيار، السنة المالية 2020 مقابل 2021 مقابل 2022 | 60.8% مقابل 55.5% مقابل 55.6% | وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023 |
| الامتثال في السنة المالية 2022: ضوضاء حركة الطرق مقابل ضوضاء الطائرات مقابل ضوضاء شينكانسن | 94.9% مقابل 88.3% مقابل 55.6% | وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023 |
| نقاط هوكوريكو شينكانسن التي استوفت المعيار في فوكوي، السنة المالية 2025: جميع النقاط مقابل النقاط السكنية (70 dB) | 15 من 24 (63%) مقابل 8 من 17 (47%) | محافظة فوكوي، مسح ضوضاء واهتزازات هوكوريكو شينكانسن للسنة المالية 2025 |
| مسح فوكوي للسنة المالية 2024: النقاط التي استوفت المعيار ونطاق قيم التقييم المقيسة على بعد 25 م | 17 من 34 (50%)؛ من 61 dB إلى 74 dB | محافظة فوكوي، مسح ضوضاء واهتزازات هوكوريكو شينكانسن للسنة المالية 2024 |
| نقاط هوكوريكو شينكانسن التي استوفت معيار 70 dB في ناغانو، السنة المالية 2021 مقابل 2025 | 10 من 17 (58.8%) مقابل 3 من 17 (17.6%) | محافظة ناغانو، نتائج ضوضاء واهتزازات هوكوريكو شينكانسن للسنة المالية 2025 |
أحدث بيانات وطنية متاحة: أرقام السنة المالية 2022 لوزارة البيئة اليابانية المنشورة في تقييمها للسياسات للسنة المالية 2023. ملاحظة سياقية: الاهتزاز قصة مختلفة. فقد أبلغت فوكوي وناغانو كلتاهما عن 100% من النقاط ضمن إرشاد الاهتزاز البالغ 70 dB في السنة المالية 2025، فالمشكلة إذن في الصوت المنقول بالهواء لا في الاهتزاز المنقول عبر الأرض (محافظة فوكوي، مسح السنة المالية 2025؛ محافظة ناغانو، نتائج السنة المالية 2025). وإلى الشمال من محطة ناغانو، لم تستوف أي من النقاط الأربع المعيار في السنة المالية 2025 (محافظة ناغانو، نتائج السنة المالية 2025).
5. قياس الضرر: الإزعاج والفزع وعتبات التعرض
مرور القطار عالي السرعة قصير، ما يجعل المقاييس المبنية على المتوسط تخفف من حدة المشكلة. وتضيف طريقة التقييم الأمريكية فحصا لمعدل البدء، أي عدد الديسيبلات في الثانية التي يرتفع بها الصوت مع اقتراب القطار. يزداد الإزعاج فوق نحو 15 dB في الثانية، ويميل الناس إلى الفزع فوق نحو 30 dB في الثانية، بحسب الدليل الأمريكي الملخص في الجدول أدناه. ويأتي رقم 15 dB في الثانية من أبحاث لسلاح الجو الأمريكي حول ضوضاء الطائرات، وهي مشكلة البدء المفاجئ نفسها التي تقف وراء الأرقام في إحصائيات التعرض لضوضاء الطائرات ومجتمعات المطارات لدينا.
المسافة تقوم بمعظم عمل الحماية. فمسافات الفرز في الدليل، أي المنطقة التي تستلزم دراسة تفصيلية داخلها، تتضاعف أكثر من مرتين في المناطق الريفية الهادئة ما إن تدخل الضوضاء الأيروديناميكية في الحساب. أما من جهة التعرض، فتوصي منظمة الصحة العالمية بمستويات للسكك الحديدية أدنى مما يستخدمه الاتحاد الأوروبي للإبلاغ، ما يعني أن الإحصاءات الرسمية فوق خط الإبلاغ تقلل من عدد السكان فوق الخط المبني على الصحة. وقيم منظمة الصحة العالمية مدرجة في مقارنة العتبات في تقرير EEA الضوضاء البيئية في أوروبا 2025، وقاعدة الانبعاثات الأمريكية في 40 CFR 201.13.
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| معدل البدء (سرعة ارتفاع مستوى الصوت) الذي يزداد فوقه الإزعاج | نحو 15 dB في الثانية | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 |
| معدل البدء الذي يميل الناس فوقه إلى الفزع | نحو 30 dB في الثانية | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 |
| مسافة الفرز لممر جديد بعجلات فولاذية في مناطق الضواحي أو الريف الهادئة: نطاق سرعة العجلة والسكة مقابل نطاق السرعة الأيروديناميكي | 600 قدم (حوالي 183 م) مقابل 1,300 قدم (حوالي 396 م) | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 (الجدول 4-1) |
| حد انبعاث الضوضاء الاتحادي الأمريكي لعربات السكك الحديدية فوق 45 ميلا/س، مقيسا على بعد 30 م من محور السكة | 93 dB(A) | 40 CFR 201.13، معيار تشغيل عربات السكك الحديدية |
| مستوى ضوضاء السكك الحديدية الموصى به من منظمة الصحة العالمية مقابل عتبة الإبلاغ في الاتحاد الأوروبي، النهار والمساء والليل (Lden) | 54 dB مقابل 55 dB | EEA، الضوضاء البيئية في أوروبا 2025 |
| مستوى ضوضاء السكك الحديدية الموصى به من منظمة الصحة العالمية مقابل عتبة الإبلاغ في الاتحاد الأوروبي، الليل (Lnight) | 44 dB مقابل 50 dB | EEA، الضوضاء البيئية في أوروبا 2025 |
ملاحظة سياقية: فجوة الليل (44 dB مقابل 50 dB) أكبر بست مرات من فجوة النهار والمساء والليل (54 dB مقابل 55 dB). ولذلك فإن التشغيل الليلي للقطارات عالية السرعة هو المجال الذي يتباعد فيه المنظوران، الصحي والتنظيمي، لضوضاء السكك الحديدية أكثر من غيره. ودليل FRA يعود إلى عام 2012 وهو أحدث إصدار متاح.
6. التخفيف: ماذا تشتري الحواجز والجسور والعربات الدوارة من الديسيبلات
أرقام التخفيف أصغر مما يتوقع الناس، لأن كل إجراء لا يمس سوى مصدر واحد في نطاق ترددي واحد. خفض حاجز مغلق بالكامل الضوضاء الأيروديناميكية المحاكاة للقطار بمقدار 4.5-6 dB، بينما حقق الحاجز العمودي التقليدي نحو 4 dB (Zhang وآخرون، Frontiers in Acoustics 2025). والتحذير الأكبر في الدراسة نفسها: فحاجز بفتحة تبلغ ثلثيه أنتج مستويات أعلى مما يحدث دون أي حاجز على بعد يتجاوز 10 م عند نقطة رصد واحدة، لذلك قد يأتي الغلاف الجزئي سيئ الشكل بنتيجة عكسية. والنتائج الكاملة في دراسة الحواجز في Frontiers in Acoustics؛ ولمواد الحواجز وأدائها على الطرق والسكك الحديدية، راجع إحصائيات حواجز الضوضاء الخارجية لدينا.
وتبين شبكة الصين لماذا تهم الجسور. فأكثر من 80% من خطوطها عالية السرعة البالغ طولها نحو 42,000 كم (نهاية 2022) يمر على جسور مرتفعة، وقد حقق فتح ثقوب في أجنحة الجسر نحو 3 dB من التخفيض الكلي في إحدى الدراسات التي استشهدت بها مراجعة Sheng. والارتفاع قيد آخر: فالحواجز الموجهة إلى الضوضاء الأيروديناميكية يجب أن ترتفع 15 قدما على الأقل (حوالي 4.6 م) فوق أعلى سطح السكة، لأن البانتوغراف والجزء العلوي من الهيكل يقعان فوق العجلات بكثير.
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| التخفيض النموذجي من حاجز ضوضاء على جانب السكة؛ أدنى ارتفاع فوق أعلى سطح السكة لحجب الضوضاء الأيروديناميكية | 5-15 dBA؛ 15 قدما على الأقل | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 |
| التخفيض من حاجز مغلق بالكامل مقابل حاجز عمودي، الضوضاء الأيروديناميكية لنموذج قطار عند نحو 350 كم/س | 4.5-6 dB مقابل نحو 4 dB | Zhang وآخرون، Frontiers in Acoustics 2025 |
| المسافة عن السكة التي يصبح بعدها حاجز مفتوح بمقدار الثلثين أعلى صوتا من غياب الحاجز عند نقطة رصد واحدة | أكثر من 10 م | Zhang وآخرون، Frontiers in Acoustics 2025 |
| التخفيض الكلي من ست عشرة فتحة بقطر 0.75 م في أجنحة الجسر (دارة قصر صوتية)، نقلا عن He وآخرون 2021 | نحو 3 dB | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| التخفيض من نفث هواء مزدوج متدرج عند العربة الدوارة عند 400 كم/س، نقلا عن He 2023: مستوى ضغط الصوت مقابل القدرة الصوتية | 2 dB مقابل 3.5 dB | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| المهلة الممنوحة لخطوط شينكانسن القائمة لمعالجة المناطق التي تقيس 80 dB أو أكثر | خلال 3 سنوات | وزارة البيئة اليابانية، معيار ضوضاء شينكانسن |
ملاحظة سياقية: نتائج النفث الهوائي والجسور هي نتائج بحثية مستشهد بها داخل مراجعة، وليست حصيلة على مستوى الشبكة كلها. وتخلص مراجعة Sheng إلى أنه بالنسبة للقطارات بسرعة 400 كم/س فإن التحكم في ضوضاء التدحرج لا يقل أهمية عن التحكم في الضوضاء الأيروديناميكية، ما يدعم العمل على السكة والعجلات إلى جانب إعادة تصميم المقدمة والبانتوغراف.
الخلاصة: الضوضاء الأيروديناميكية وضوضاء العجلة والسكة في القطارات عالية السرعة بالأرقام
| المقياس | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| نقاط قياس شينكانسن التي استوفت معيار الضوضاء الياباني، السنة المالية 2022 | 55.6% | وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023 |
| الامتثال لضوضاء حركة الطرق مقابل ضوضاء الطائرات في اليابان، السنة المالية 2022 | 94.9% مقابل 88.3% | وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023 |
| نقاط هوكوريكو شينكانسن التي استوفت معيار 70 dB في ناغانو، السنة المالية 2025 | 3 من 17 (17.6%) | محافظة ناغانو، نتائج السنة المالية 2025 |
| نقاط هوكوريكو شينكانسن التي استوفت المعيار في فوكوي، السنة المالية 2025 | 15 من 24 (63%) | محافظة فوكوي، مسح السنة المالية 2025 |
| معيار شينكانسن، المناطق السكنية مقابل المناطق الأخرى | 70 dB مقابل 75 dB | وزارة البيئة اليابانية، معيار ضوضاء شينكانسن |
| حد المرور الأوروبي للوحدات الكهربائية متعددة الوحدات عند 250 كم/س، 7.5 م | 95 dB(A) | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| حد المرور الأوروبي للقاطرات الكهربائية عند 250 كم/س | 99 dB(A) | اللائحة (EU) رقم 1304/2014، Noise TSI، نسخة موحدة 2023 |
| هدف HS2 مقارنة بحد TSI لعام 2008 عند 360 كم/س | أقل بمقدار 3 dB | Sica وآخرون، IWRN13 2019 |
| نمو الضوضاء الأيروديناميكية مع السرعة | 60 إلى 80 مرة لوغاريتم السرعة | Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015 |
| نطاق السرعة الذي تصبح فيه الضوضاء الأيروديناميكية المصدر الرئيسي | نحو 300-350 كم/س | Thompson وآخرون، International Journal of Rail Transportation 2015 |
| المساهم الرئيسي في المستوى الكلي بوحدة dB(A) عند 350 كم/س، خط صيني | ضوضاء تدحرج العجلة والسكة | Sheng وآخرون، Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| السرعة التي تهيمن حتى بلوغها ضوضاء العجلة والسكة عادة | نحو 160 ميلا/س (حوالي 257 كم/س) | FRA، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة 2012 |
| ضوضاء البانتوغراف دون المستوى الكلي، شينكانسن سلسلة 100 مقابل سلسلة 300 | 7 dB(A) مقابل 3.5 dB(A) | Morikawa، RTRI Quarterly Reports 1997 |
| حد انبعاث عربات السكك الحديدية الأمريكي فوق 45 ميلا/س عند 30 م | 93 dB(A) | 40 CFR 201.13 |
| مستوى ضوضاء السكك الحديدية الموصى به من منظمة الصحة العالمية ليلا (Lnight) | 44 dB | EEA، الضوضاء البيئية في أوروبا 2025 |
| تخفيض حاجز مغلق بالكامل مقابل حاجز عمودي | 4.5-6 dB مقابل نحو 4 dB | Zhang وآخرون، Frontiers in Acoustics 2025 |
المنهجية والمصادر
- الاتحاد الأوروبي، لائحة المفوضية (EU) رقم 1304/2014، المواصفة الفنية للتشغيل البيني المتعلقة بالضوضاء، النسخة الموحدة بتاريخ 28 سبتمبر 2023: EUR-Lex
- وكالة الاتحاد الأوروبي للسكك الحديدية، صفحة Noise TSI (التعديلان 2019/774 و2023/1694، حالة المسارات الأهدأ حتى 15 ديسمبر 2024): era.europa.eu
- إدارة السكك الحديدية الاتحادية الأمريكية، تقييم تأثير الضوضاء والاهتزاز في النقل الأرضي عالي السرعة، إصدار 2012: ملف PDF على railroads.dot.gov
- إدارة السكك الحديدية الاتحادية الأمريكية وRicardo، مقارنة الضوضاء بين معايير القطارات، DOT/FRA/ORD-22/02 (مؤرخ 2019): سجل ROSA P
- مدونة اللوائح الاتحادية الأمريكية، 40 CFR 201.13، معيار تشغيل عربات السكك الحديدية: law.cornell.edu
- Thompson وLatorre Iglesias وLiu وZhu وHu، التطورات الحديثة في التنبؤ بالضوضاء الأيروديناميكية الصادرة عن القطارات عالية السرعة ومكافحتها، International Journal of Rail Transportation، 2015: DOI
- Sheng وآخرون، التطورات الحديثة في أبحاث ضوضاء السكك الحديدية عالية السرعة، Intelligent Transportation Infrastructure، 2023: Oxford Academic
- Zhang وLi وYang وChen وYang، دراسة تأثير الحواجز الصوتية في خفض الضوضاء الأيروديناميكية للقطارات عالية السرعة، Frontiers in Acoustics، 2025: frontiersin.org
- Sica وSole وHuguenet (HS2 Ltd وSENER)، تقييم ضوضاء المرور للوحدات عالية السرعة بواسطة قياسات صوتية في محيط قريب من القطار، IWRN13، 2019: HS2 Learning Legacy
- وزارة البيئة اليابانية، معايير الجودة البيئية لضوضاء السكك الحديدية فائقة السرعة شينكانسن: env.go.jp
- وزارة البيئة اليابانية، تقرير تقييم السياسات للسنة المالية 2023، الهدف 3-2 (صون البيئة المعيشية الجوية)، بيانات الإنجاز للسنوات المالية 2020-2022: ملف PDF على env.go.jp
- محافظة فوكوي، مسح ضوضاء واهتزازات هوكوريكو شينكانسن (من حدود فوكوي إلى تسوروغا)، السنة المالية 2025: pref.fukui.lg.jp؛ السنة المالية 2024: pref.fukui.lg.jp
- محافظة ناغانو، نتائج قياس ضوضاء واهتزازات سكة شينكانسن، السنوات المالية 2020-2025: pref.nagano.lg.jp
- الوكالة الأوروبية للبيئة، الضوضاء البيئية في أوروبا 2025، مقارنة عتبات END بعتبات منظمة الصحة العالمية: eea.europa.eu
- Morikawa، محاكاة مستوى الضوضاء الجانبي المتغير مع الزمن على شينكانسن، RTRI Quarterly Reports المجلد 38 العدد 4، 1997: سجل TRID
- Pfizenmaier وKing، حول الأهمية النسبية لمصادر الضوضاء الأيروديناميكية وضوضاء العجلة والسكة الصادرة عن القطارات، INTERNOISE 84، 1984: سجل TRID
- ملاحظة حول البيانات: سرعة التقاطع موضع خلاف حقيقي. فدليل FRA يقول إن ضوضاء العجلة والسكة تهيمن حتى نحو 160 ميلا/س وإن المصادر الأيروديناميكية تصبح ملحوظة عند نحو 180 ميلا/س، بينما يحدد جدوله 4-3 نفسه الانتقال للقطارات الكهربائية عند 170 ميلا/س؛ وتضع Thompson وآخرون هيمنة الضوضاء الأيروديناميكية عند 300-350 كم/س؛ ووجدت القياسات الصينية أن ضوضاء التدحرج ظلت مهيمنة عند 350 كم/س. ويصف تقرير المقارنة الصادر عن FRA عام 2019 المقياس الياباني بأنه Leq ساعي ويورد قيم النهار والليل لمعيار GB 12525-90 الصيني بترتيب لم نتمكن من التأكد منه في المعيار نفسه، لذلك استخدمنا تعريف مستوى الذروة الوارد لدى وزارة البيئة اليابانية وتركنا الحدود الصينية خارج الاستعراض. ولم تنشر بيانات الامتثال الوطنية لشينكانسن في اليابان للسنة المالية 2023 وما بعدها في التقييم الذي اطلعنا عليه، ودليل FRA (2012) ومراجعة Thompson (2015) أقدم من ثلاث سنوات، وقد وسمناهما بأنهما أحدث إصدارين متاحين. وتفيد دراسة Frontiers لعام 2025 بوجود فجوة قدرها 1.4 dB بين المحاكاة والقياس وبتسمية شكل تتعارض مع نصها، لذا ينبغي التعامل مع قيم الحواجز فيها على أنها نتائج نموذج. واستبعدنا عمدا الرقم الرئيسي لوكالة EEA لعدد المعرضين لضوضاء السكك الحديدية، المغطى في استعراضنا العام للتلوث الضوضائي.
آخر تحديث: 18 أكتوبر 2026. نراجع هذا الاستعراض ونحدثه كل ثلاثة أشهر، ومن المتوقع أن يأتي التحديث التالي عندما تنشر وزارة البيئة اليابانية تقييمها التالي للسياسات متضمنا بيانات امتثال شينكانسن للسنتين الماليتين 2023 و2024.