จุดวัดเสียงของ Shinkansen เพียง 55.6% ที่ผ่านมาตรฐานสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่นในปีงบประมาณ 2022 เทียบกับ 94.9% สำหรับเสียงจากการจราจรบนถนน และ 88.3% สำหรับเสียงจากเครื่องบิน (กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report) เส้นทางรถไฟความเร็วสูงที่โลกรู้จักดีที่สุดยังคงไม่ผ่านกฎเรื่องเสียงของตนเองในเกือบครึ่งหนึ่งของจุดที่ตรวจวัด และบนสาย Hokuriku Shinkansen ในจังหวัด Nagano มีเพียง 3 จาก 17 จุดที่ผ่านในปีงบประมาณ 2025 (จังหวัด Nagano, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Results FY2025) ฟิสิกส์อธิบายช่องว่างนี้ได้บางส่วน ระดับเสียงรวมขณะผ่านซึ่งส่วนใหญ่เป็นเสียงล้อกลิ้งเพิ่มขึ้นราว 30 เท่าของลอการิทึมของความเร็ว แต่เสียงอากาศพลศาสตร์เพิ่มขึ้น 60 ถึง 80 เท่าของลอการิทึมของความเร็ว (Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015) ดังนั้นทุก km/h ที่เพิ่มขึ้นที่ช่วงความเร็วสูงสุดจึงต้องแลกด้วยเดซิเบลมากขึ้น เรารวบรวมข้อมูลจากกฎระเบียบ TSI ด้านเสียงของสหภาพยุโรป สำนักงานการรถไฟแห่งสหพันธรัฐสหรัฐอเมริกา กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่นและโครงการตรวจวัดระดับจังหวัดสองแห่ง HS2 Ltd และงานวิจัยด้านเสียงที่ผ่านการทบทวนโดยผู้เชี่ยวชาญจากจีน สหราชอาณาจักร และสเปน หากต้องการภาพรวมที่กว้างขึ้นของการได้รับเสียงจากการจราจร เครื่องบิน และเมือง ดูสรุปสถิติมลพิษทางเสียงของเรา หน้านี้เน้นเรื่องฟิสิกส์ข้างทางรถไฟและกฎที่เขียนขึ้นรอบ ๆ เรื่องนั้น
สรุปโดยย่อ
- จุดวัดของ Shinkansen เพียง 55.6% ที่ผ่านมาตรฐานเสียงของญี่ปุ่นในปีงบประมาณ 2022 ลดลงจาก 60.8% ในปีงบประมาณ 2020 (กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report)
- อัตราการผ่านมาตรฐานเสียงจากการจราจรบนถนนของญี่ปุ่นในปีเดียวกันคือ 94.9% และเสียงจากเครื่องบินคือ 88.3% (กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report)
- เพียง 3 จาก 17 จุดของ Hokuriku Shinkansen ใน Nagano ที่ผ่านมาตรฐาน 70 dB ในปีงบประมาณ 2025 คิดเป็นอัตรา 17.6% (จังหวัด Nagano, ผลปีงบประมาณ 2025)
- รถไฟฟ้าหลายตู้ของ EU ส่งเสียงได้สูงสุด 95 dB(A) ขณะวิ่งผ่านที่ 250 km/h วัดห่างจากราง 7.5 m (Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023)
- เสียงอากาศพลศาสตร์เพิ่มขึ้น 60 ถึง 80 เท่าของลอการิทึมของความเร็ว และกลายเป็นเสียงหลักตั้งแต่ราว 300-350 km/h (Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015)
- เสียงล้อกลิ้งยังคงเป็นเสียงหลักของระดับเสียงรวม dB(A) ขณะผ่านของรถไฟจีนที่ 350 km/h (Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023)
- เสียงล้อกับรางมักเป็นเสียงหลักของระดับเสียงถ่วงน้ำหนัก A จนถึงประมาณ 160 mph หรือราว 257 km/h (FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012)
- HS2 ตั้งเป้าหมายสำหรับตัวรถไว้ต่ำกว่าขีดจำกัด TSI ปี 2008 อยู่ 3 dB ที่ 360 km/h (Sica และคณะ, HS2 Ltd และ SENER, IWRN13 2019)
- กำแพงกั้นเสียงแบบปิดล้อมเต็มรูปแบบลดเสียงอากาศพลศาสตร์ของรถไฟที่จำลองได้ 4.5-6 dB เทียบกับประมาณ 4 dB สำหรับกำแพงแนวตั้ง (Zhang และคณะ, Frontiers in Acoustics 2025)
- ระดับที่ WHO แนะนำสำหรับเสียงจากระบบรางคือ 54 dB Lden และ 44 dB Lnight ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์การรายงานของ EU ที่ 55 dB และ 50 dB (EEA, Environmental Noise in Europe 2025)
1. ความเร็วจุดตัด: เมื่อเสียงอากาศพลศาสตร์แซงเสียงล้อ
ตัวเลขที่มีประโยชน์ที่สุดในด้านเสียงของรถไฟความเร็วสูงคือความชัน ไม่ใช่ระดับเสียง เสียงอากาศพลศาสตร์เพิ่มขึ้น 60 ถึง 80 เท่าของลอการิทึมของความเร็ว (Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015) เทียบกับราว 30 เท่าสำหรับระดับเสียงรวมขณะผ่านของรถไฟจีน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเสียงล้อกลิ้ง (ดูตารางด้านล่าง) ในทางคณิตศาสตร์ธรรมดา การเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่าเพิ่มเสียงล้อกลิ้งราว 9 dB (30 x log10(2) = 9.0 dB) แต่เพิ่มเสียงอากาศพลศาสตร์ 18 ถึง 24 dB (60 x log10(2) = 18.1 dB; 80 x log10(2) = 24.1 dB) การเพิ่มความเร็วจาก 300 เป็น 350 km/h เพียงอย่างเดียวเพิ่มเสียงล้อกลิ้งราว 2.0 dB (30 x log10(350/300)) แต่เพิ่มเสียงอากาศพลศาสตร์ 4.0 ถึง 5.4 dB
นี่คือเหตุผลที่ความเร็วจุดตัดสำคัญต่อการออกแบบเส้นทางมาก และเป็นเหตุผลที่แหล่งข้อมูลต่าง ๆ ไม่ตรงกันว่าจุดตัดอยู่ตรงไหน คู่มือของสหรัฐอเมริการะบุว่าเสียงล้อกับรางเป็นเสียงหลักจนถึงราว 160 mph บทความทบทวนจาก Southampton ระบุว่าเสียงอากาศพลศาสตร์เป็นเสียงหลักที่ 300-350 km/h และข้อมูลภาคสนามจากจีนพบว่าล้อยังคงเป็นเสียงหลักที่ 350 km/h คำตอบขึ้นอยู่กับว่าล้อและรางเงียบอยู่แล้วเพียงใด รางที่เรียบกว่าจะดันจุดตัดให้สูงขึ้น บทความทบทวนดังกล่าวเข้าถึงได้ผ่านระเบียนของสำนักพิมพ์ (DOI 10.1080/23248378.2015.1052996) และผลการวัดจากจีนสรุปไว้ในบทความทบทวนงานวิจัยเสียงรถไฟความเร็วสูงปี 2023ที่เข้าถึงได้แบบเปิด
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ความเร็วที่เสียงล้อกับรางมักเป็นเสียงหลักของระดับเสียงถ่วงน้ำหนัก A ไปจนถึง | ประมาณ 160 mph (ราว 257 km/h) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| ความเร็วที่แหล่งกำเนิดเสียงอากาศพลศาสตร์เริ่มก่อให้เกิดเสียงอย่างมีนัยสำคัญ | ประมาณ 180 mph (ราว 290 km/h) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| ช่วงความเร็วที่เหนือกว่านั้นเสียงอากาศพลศาสตร์กลายเป็นแหล่งกำเนิดหลัก | ราว 300-350 km/h | Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015 |
| อัตราที่ระดับเสียงอากาศพลศาสตร์เพิ่มขึ้นตามความเร็วของรถไฟ | 60 ถึง 80 เท่าของลอการิทึมของความเร็ว | Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015 |
| อัตราที่ระดับเสียงรวมขณะผ่านของรถไฟ 8 ตู้ในจีนเพิ่มขึ้นระหว่าง 200 ถึง 350 km/h | ราว 30 log(V/V0) โดย V0 = 200 km/h | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| ตัวการหลักของระดับเสียงรวม dB(A) ขณะผ่านที่ 350 km/h สายในจีน | เสียงล้อกลิ้งของล้อกับราง | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| ความเร็วที่เหนือกว่านั้นเสียงจากแพนโทกราฟอาจกลายเป็นเสียงหลักบนรถไฟทดสอบของเยอรมนีตะวันตกปี 1984 | มากกว่า 200 km/h | Pfizenmaier และ King, INTERNOISE 84 Proceedings 1984 |
หมายเหตุบริบท: ตัวเลขของ FRA และ Thompson มาจากฉบับล่าสุดที่หาได้ของเอกสารเหล่านั้น (ปี 2012 และ 2015) การทดสอบปี 1984 ใส่ไว้เป็นเพียงหลักฐานทางประวัติศาสตร์ ในยุคนั้นนักออกแบบตั้งเป้าให้ระดับเสียงสูงสุดข้างทางไม่เกิน 90 dB(A) ที่ระยะ 25 m สำหรับรถไฟที่ออกแบบไว้ที่ 350 km/h (Pfizenmaier และ King, INTERNOISE 84 Proceedings 1984)
2. ภายในช่วงที่รถวิ่งผ่าน: ส่วนใดของรถไฟที่ก่อให้เกิดเสียง
รถไฟความเร็วสูงไม่ใช่แหล่งกำเนิดเสียงเดียว แต่เป็นชุดของแหล่งกำเนิดหลายแห่งซ้อนกัน แต่ละแห่งมีความสูงและย่านความถี่ของตนเอง ที่ 350 km/h เสียงแยกกันอย่างชัดเจนตามความถี่ คือ โครงสร้างสะพานต่ำกว่าราว 80 Hz การไหลของอากาศตามหลักอากาศพลศาสตร์ตั้งแต่ราว 100 ถึง 300 Hz และเสียงล้อกลิ้งของล้อกับรางสูงกว่าราว 500 Hz (Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023) การแยกส่วนนี้เองที่ทำให้การลดเสียงทำได้ยาก มาตรการที่กำจัดเสียงล้อกลิ้งความถี่สูงจะไม่แตะต้องเสียงอากาศพลศาสตร์และเสียงโครงสร้างความถี่ต่ำที่ปิดกั้นได้ยาก ซึ่งเป็นปัญหาความถี่ต่ำเดียวกับที่พบในสถิติอินฟราซาวด์และเสียงความถี่ต่ำจากกังหันลมของเรา
รางสำคัญกว่าที่คนส่วนใหญ่คิด รางแผ่เสียงมากกว่าล้อเมื่อพิจารณาระดับเสียงรวม และแพนโทกราฟ (แขนบนหลังคาที่รับกระแสไฟจากสายไฟเหนือศีรษะ) อยู่สูงพอที่กำแพงกั้นระดับพื้นดินจะบังได้ยาก การแยกแหล่งกำเนิดเหล่านี้บนรถไฟที่กำลังวิ่งอาศัยชุดไมโครโฟน ซึ่งเป็นเทคนิคบีมฟอร์มมิงเดียวกับที่กล่าวถึงในสถิติกล้องอะคูสติกและการระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียงของเรา ค่าอ้างอิงของสหรัฐอเมริกามาจากคู่มือ High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment ของ FRA และผลเรื่องระบบรับกระแสไฟของ Shinkansen มาจากระเบียนงานศึกษาของ Railway Technical Research Institute
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ระดับการได้รับเสียง (SEL) อ้างอิงที่ 50 ft สำหรับรถไฟฟ้าความเร็วสูง: แหล่งกำเนิดล้อกับรางที่ 90 mph เทียบกับแหล่งกำเนิดอากาศพลศาสตร์ที่ 180 mph (หัวขบวนรถ บริเวณล้อ แพนโทกราฟ) | 91 dBA เทียบกับ 89, 89 และ 86 dBA | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 (ตารางที่ 5-2) |
| ย่านความถี่ที่แต่ละแหล่งกำเนิดเป็นเสียงหลักที่ 350 km/h บนสายสะพานยกระดับในจีน | สะพานต่ำกว่าราว 80 Hz; อากาศพลศาสตร์ราว 100-300 Hz; ล้อกลิ้งสูงกว่าราว 500 Hz | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| ส่วนใดของทางวิ่งที่แผ่เสียงล้อกลิ้งมากที่สุด | รางเป็นเสียงหลักที่ 500-2,000 Hz และในระดับเสียงรวม ส่วนล้อเป็นเสียงหลักสูงกว่า 2,500 Hz | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| เสียงข้างทางจากระบบรับกระแสไฟ (แพนโทกราฟ) ที่ต่ำกว่าระดับเสียงรวม Shinkansen ซีรีส์ 100 เทียบกับซีรีส์ 300 | ต่ำกว่า 7 dB(A) เทียบกับต่ำกว่า 3.5 dB(A) | Morikawa, RTRI Quarterly Reports 1997 |
หมายเหตุค่านอกแนว: ผลของ Shinkansen แสดงว่าสัดส่วนของแพนโทกราฟเพิ่มขึ้นระหว่างรถไฟสองรุ่น ในซีรีส์ 100 ที่เก่ากว่า ระบบรับกระแสไฟต่ำกว่าระดับเสียงรวมอยู่ 7 dB(A) ส่วนในซีรีส์ 300 ที่เร็วกว่า อยู่ในระดับเกือบเท่ากับแหล่งกำเนิดอื่นที่เหลือ (Morikawa, RTRI Quarterly Reports 1997) บทความนั้นเป็นของปี 1997 และเป็นข้อมูลล่าสุดที่หาได้จากระเบียนนี้
3. เพดานการทดสอบแบบของยุโรป: ขีดจำกัด TSI ด้านเสียง
รถไฟใหม่ทุกขบวนที่นำเข้าสู่ตลาด EU ต้องผ่านการทดสอบแบบตามข้อกำหนดทางเทคนิคเพื่อการทำงานร่วมกันได้ด้านเสียง (TSI ด้านเสียง) ตัวชี้วัดหลักคือเสียงขณะผ่าน ซึ่งคือระดับเสียงเทียบเท่าถ่วงน้ำหนัก A ตลอดช่วงเวลาที่รถไฟผ่านไมโครโฟนที่ห่างจากกึ่งกลางราง 7.5 m และสูงจากหัวราง 1.2 m รถไฟฟ้าหลายตู้ ซึ่งเป็นรูปแบบรถไฟความเร็วสูงทั่วไปที่มีมอเตอร์กระจายอยู่ตามตู้โดยสาร ส่งเสียงได้สูงสุด 95 dB(A) ที่ 250 km/h ส่วนหัวรถจักรไฟฟ้าได้รับอนุญาต 99 dB(A) (Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023) สำหรับรถไฟที่มีความเร็วสูงสุด 250 km/h ขึ้นไป กฎเพิ่มไมโครโฟนตัวที่สองสูงจากหัวราง 3.5 m เพื่อจับเสียงจากแพนโทกราฟและส่วนบนของตัวรถ และการทดสอบดำเนินการจนถึงขีดจำกัดบนที่ 320 km/h ตารางขีดจำกัดฉบับเต็มอยู่ในTSI ด้านเสียงฉบับรวมบน EUR-Lex พร้อมประวัติการแก้ไขในหน้า TSI ด้านเสียงของหน่วยงานรถไฟแห่งสหภาพยุโรป
ขีดจำกัดเหล่านี้เป็นเพดาน ไม่ใช่เป้าหมาย HS2 เขียนข้อกำหนดของตนเองไว้ต่ำกว่าค่า TSI ปี 2008 อยู่ 3 dB ที่ 360 km/h และการทดสอบภาคสนามเฉพาะของ HS2 ใช้ Siemens Velaro E วิ่งที่ 250 ถึง 350 km/h (Sica และคณะ, HS2 Ltd และ SENER, IWRN13 2019) การลด 3 dB ไม่ใช่เรื่องผิวเผิน เพราะลดพลังงานเสียงลงครึ่งหนึ่ง การทดสอบเหล่านี้บันทึกไว้ในเอกสาร HS2 Learning Legacy
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ขีดจำกัดเสียงขณะผ่านสำหรับรถไฟฟ้าหลายตู้ที่ 250 km/h (LpAeq,Tp ห่างจากกึ่งกลางราง 7.5 m) | 95 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| ขีดจำกัดเสียงขณะผ่านสำหรับหัวรถจักรไฟฟ้าที่ 250 km/h | 99 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| ขีดจำกัดเสียงขณะออกตัวสำหรับรถไฟฟ้าหลายตู้ที่มีความเร็วสูงสุด 250 km/h ขึ้นไปเทียบกับต่ำกว่า 250 km/h | 83 dB เทียบกับ 80 dB | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| ขีดจำกัดเสียงภายในห้องคนขับที่ความเร็วสูงสุด รถไฟที่มีความเร็วสูงสุดตั้งแต่ 250 ถึงต่ำกว่า 350 km/h เทียบกับต่ำกว่า 250 km/h | 80 dB เทียบกับ 78 dB | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| ค่าเผื่อเพิ่มเติมเมื่อการทดสอบที่ 250 km/h ทำบนทางวิ่งแบบแผ่นคอนกรีต (ทางที่วางบนแผ่นคอนกรีตแทนหินโรยทาง) | สูงกว่าขีดจำกัดมาตรฐาน 2 dB | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| เป้าหมายเสียงของตัวรถ HS2 เทียบกับขีดจำกัด TSI ปี 2008 ที่ 360 km/h | ต่ำกว่า 3 dB | Sica และคณะ, HS2 Ltd และ SENER, IWRN13 2019 |
| กฎการปรับค่าตามความเร็วที่ใช้ในการทดสอบภาคสนามของ HS2 ความเร็วอ้างอิง 250 km/h | 50 log(V/Vref) ขยายใช้ได้อย่างเชื่อถือได้ถึง 350 km/h | Sica และคณะ, HS2 Ltd และ SENER, IWRN13 2019 |
4. มาตรฐาน Shinkansen ของญี่ปุ่น: เข้มงวดบนกระดาษ แต่ผ่านเพียงบางส่วนในทางปฏิบัติ
ญี่ปุ่นกำกับดูแลสิ่งที่เพื่อนบ้านได้ยิน ไม่ใช่สิ่งที่รถไฟปล่อยออกมาบนทางทดสอบ มาตรฐานคือ 70 dB หรือต่ำกว่าในพื้นที่ที่เป็นที่อยู่อาศัยเป็นหลัก และ 75 dB หรือต่ำกว่าในพื้นที่อื่น ประเมินจากค่าเฉลี่ยพลังงานของระดับเสียงสูงสุดครึ่งบนจากขบวนรถ 20 ขบวนติดต่อกัน (กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, Environmental Quality Standards for Shinkansen Superexpress Railway Noise) กฎที่อิงระดับเสียงสูงสุดเข้มงวดกว่ากฎที่อิงค่าเฉลี่ย เพราะการวิ่งผ่านที่ดังเพียงครั้งเดียวก็นับเต็มจำนวน กฎฉบับเต็มอยู่ในหน้ามาตรฐานเสียง Shinkansen ของกระทรวงสิ่งแวดล้อม
อัตราการผ่านมาตรฐานระดับประเทศลดลงจาก 60.8% ในปีงบประมาณ 2020 เหลือ 55.6% ในปีงบประมาณ 2022 เทียบกับเป้าหมาย 100% (กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report) กระทรวงเองก็ระบุว่าผู้ให้บริการกำลังลดเสียงที่ต้นกำเนิด แต่มาตรการด้านการใช้ที่ดินใกล้แนวเส้นทางอาจตามไม่ทัน ข้อมูลระดับจังหวัดของ Hokuriku Shinkansen รวมถึงช่วงใหม่จากแนวเขต Fukui ถึง Tsuruga แสดงว่าปัญหาไม่ได้จำกัดอยู่แค่เส้นทางที่เก่าแก่ที่สุด จุดที่เป็นที่อยู่อาศัยไม่ผ่านบ่อยกว่าจุดเชิงพาณิชย์มาก หน้าตรวจวัดของ Nagano เองและรายงานผลสำรวจปีงบประมาณ 2025ของ Fukui เผยแพร่ผลรายจุด
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| มาตรฐานเสียง Shinkansen พื้นที่ที่เป็นที่อยู่อาศัยเป็นหลัก (ประเภท I) เทียบกับพื้นที่อื่น (ประเภท II) | 70 dB หรือต่ำกว่า เทียบกับ 75 dB หรือต่ำกว่า | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, มาตรฐานเสียง Shinkansen |
| กฎการวัด | ค่าเฉลี่ยพลังงานของระดับเสียงสูงสุดครึ่งบนจากขบวนรถ 20 ขบวนติดต่อกัน ที่ความสูง 1.2 m เหนือพื้นดิน ใช้ตั้งแต่ 6 โมงเช้าถึงเที่ยงคืน | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, มาตรฐานเสียง Shinkansen |
| สัดส่วนระดับประเทศของจุดวัด Shinkansen ที่ผ่านมาตรฐาน ปีงบประมาณ 2020 เทียบกับปีงบประมาณ 2021 เทียบกับปีงบประมาณ 2022 | 60.8% เทียบกับ 55.5% เทียบกับ 55.6% | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report |
| อัตราการผ่านมาตรฐานในปีงบประมาณ 2022: เสียงจากการจราจรบนถนน เทียบกับเสียงจากเครื่องบิน เทียบกับเสียง Shinkansen | 94.9% เทียบกับ 88.3% เทียบกับ 55.6% | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report |
| จุดของ Hokuriku Shinkansen ที่ผ่านมาตรฐานใน Fukui ปีงบประมาณ 2025: ทุกจุด เทียบกับจุดที่เป็นที่อยู่อาศัย (70 dB) | 15 จาก 24 (63%) เทียบกับ 8 จาก 17 (47%) | จังหวัด Fukui, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Survey FY2025 |
| ผลสำรวจของ Fukui ปีงบประมาณ 2024: จุดที่ผ่านมาตรฐาน และช่วงค่าประเมินที่วัดได้ที่ระยะ 25 m | 17 จาก 34 (50%); 61 dB ถึง 74 dB | จังหวัด Fukui, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Survey FY2024 |
| จุดของ Hokuriku Shinkansen ที่ผ่านมาตรฐาน 70 dB ใน Nagano ปีงบประมาณ 2021 เทียบกับปีงบประมาณ 2025 | 10 จาก 17 (58.8%) เทียบกับ 3 จาก 17 (17.6%) | จังหวัด Nagano, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Results FY2025 |
ข้อมูลระดับประเทศล่าสุดที่หาได้: กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น ตัวเลขปีงบประมาณ 2022 ที่เผยแพร่ในการประเมินนโยบายปีงบประมาณ 2023 หมายเหตุบริบท: เรื่องแรงสั่นสะเทือนเป็นอีกเรื่องหนึ่ง ทั้ง Fukui และ Nagano รายงานว่าจุดวัด 100% อยู่ภายในแนวทาง 70 dB ด้านแรงสั่นสะเทือนในปีงบประมาณ 2025 ดังนั้นปัญหาคือเสียงที่ส่งผ่านอากาศ ไม่ใช่การสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านพื้นดิน (จังหวัด Fukui, ผลสำรวจปีงบประมาณ 2025; จังหวัด Nagano, ผลปีงบประมาณ 2025) ทางเหนือของสถานี Nagano ไม่มีจุดใดใน 4 จุดที่ผ่านมาตรฐานในปีงบประมาณ 2025 (จังหวัด Nagano, ผลปีงบประมาณ 2025)
5. การวัดความเสียหาย: ความรำคาญ การสะดุ้งตกใจ และเกณฑ์การได้รับเสียง
การที่รถไฟความเร็วสูงวิ่งผ่านใช้เวลาสั้น ทำให้ตัวชี้วัดที่อิงค่าเฉลี่ยทำให้ปัญหาดูเบากว่าความเป็นจริง วิธีประเมินของสหรัฐอเมริกาเพิ่มการตรวจสอบอัตราการเริ่มต้นของเสียง ซึ่งคือจำนวนเดซิเบลต่อวินาทีที่เสียงเพิ่มขึ้นขณะรถไฟเข้าใกล้ ความรำคาญเพิ่มขึ้นเมื่อเกินราว 15 dB ต่อวินาที และผู้คนมักสะดุ้งตกใจเมื่อเกินประมาณ 30 dB ต่อวินาที ตามคู่มือของสหรัฐอเมริกาที่สรุปไว้ในตารางด้านล่าง ตัวเลข 15 dB ต่อวินาทีมาจากงานวิจัยของกองทัพอากาศสหรัฐฯ เกี่ยวกับเสียงเครื่องบิน ซึ่งเป็นปัญหาเสียงเริ่มต้นอย่างฉับพลันแบบเดียวกับที่ขับเคลื่อนตัวเลขในสถิติการได้รับเสียงจากเครื่องบินและชุมชนรอบสนามบินของเรา
ระยะทางเป็นตัวช่วยป้องกันส่วนใหญ่ ระยะคัดกรองในคู่มือ ซึ่งคือเขตที่ต้องทำการศึกษาโดยละเอียดภายใน เพิ่มขึ้นกว่าสองเท่าในพื้นที่ชนบทที่เงียบเมื่อเสียงอากาศพลศาสตร์เข้ามามีบทบาท ในด้านการได้รับเสียง WHO แนะนำระดับที่ต่ำกว่าที่ EU ใช้ในการรายงานสำหรับระบบราง ซึ่งหมายความว่าตัวเลขทางการที่นับจากเหนือเส้นการรายงานนั้นประเมินจำนวนประชากรที่อยู่เหนือเส้นตามเกณฑ์สุขภาพต่ำกว่าความเป็นจริง ค่าของ WHO แสดงไว้ในการเปรียบเทียบเกณฑ์ของ EEA Environmental Noise in Europe 2025 และกฎการปล่อยเสียงของสหรัฐอเมริกาอยู่ใน 40 CFR 201.13
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| อัตราการเริ่มต้น (ความเร็วที่ระดับเสียงเพิ่มขึ้น) ที่เหนือกว่านั้นความรำคาญเพิ่มขึ้น | ประมาณ 15 dB ต่อวินาที | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| อัตราการเริ่มต้นที่เหนือกว่านั้นผู้คนมักสะดุ้งตกใจ | ประมาณ 30 dB ต่อวินาที | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| ระยะคัดกรองสำหรับทางเดินรถล้อเหล็กใหม่ในพื้นที่ชานเมืองหรือชนบทที่เงียบ: ช่วงความเร็วที่เสียงล้อกับรางเป็นหลัก เทียบกับช่วงความเร็วที่เสียงอากาศพลศาสตร์เป็นหลัก | 600 ft (ราว 183 m) เทียบกับ 1,300 ft (ราว 396 m) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 (ตารางที่ 4-1) |
| ขีดจำกัดการปล่อยเสียงระดับรัฐบาลกลางของสหรัฐอเมริกาสำหรับตู้รถไฟที่ความเร็วเกิน 45 mph วัดห่างจากกึ่งกลางราง 30 m | 93 dB(A) | 40 CFR 201.13, Rail Car Operations Standard |
| ระดับเสียงจากระบบรางที่ WHO แนะนำ เทียบกับเกณฑ์การรายงานของ EU ช่วงวัน-เย็น-คืน (Lden) | 54 dB เทียบกับ 55 dB | EEA, Environmental Noise in Europe 2025 |
| ระดับเสียงจากระบบรางที่ WHO แนะนำ เทียบกับเกณฑ์การรายงานของ EU ช่วงกลางคืน (Lnight) | 44 dB เทียบกับ 50 dB | EEA, Environmental Noise in Europe 2025 |
หมายเหตุบริบท: ช่องว่างช่วงกลางคืน (44 dB เทียบกับ 50 dB) ใหญ่กว่าช่องว่างช่วงวัน-เย็น-คืน (54 dB เทียบกับ 55 dB) หกเท่า การเดินรถไฟความเร็วสูงในเวลากลางคืนจึงเป็นจุดที่มุมมองด้านสุขภาพและมุมมองด้านกฎระเบียบเกี่ยวกับเสียงจากระบบรางแตกต่างกันมากที่สุด คู่มือ FRA เป็นของปี 2012 และเป็นฉบับล่าสุดที่หาได้
6. การบรรเทา: กำแพงกั้นเสียง สะพาน และโบกี้ ให้ผลเป็นเดซิเบลเท่าใด
ตัวเลขการบรรเทาเสียงน้อยกว่าที่คนคาดไว้ เพราะแต่ละมาตรการแตะต้องเพียงแหล่งกำเนิดเดียวในย่านความถี่เดียว กำแพงกั้นเสียงแบบปิดล้อมเต็มรูปแบบลดเสียงอากาศพลศาสตร์ของรถไฟที่จำลองได้ 4.5-6 dB ขณะที่กำแพงแนวตั้งแบบดั้งเดิมให้ผลราว 4 dB (Zhang และคณะ, Frontiers in Acoustics 2025) คำเตือนที่ใหญ่กว่าอยู่ในงานศึกษาเดียวกัน กำแพงที่เปิดโล่งสองในสามให้ระดับเสียงสูงกว่าไม่มีกำแพงเลยที่ระยะเกิน 10 m ณ จุดตรวจวัดหนึ่งจุด ดังนั้นสิ่งปิดล้อมบางส่วนที่รูปทรงไม่ดีอาจส่งผลย้อนกลับได้ ผลลัพธ์เต็มอยู่ในงานศึกษากำแพงกั้นเสียงของ Frontiers in Acoustics สำหรับวัสดุและประสิทธิภาพของกำแพงกั้นเสียงทั้งถนนและทางรถไฟ ดูสถิติกำแพงกั้นเสียงกลางแจ้งของเรา
เครือข่ายของจีนแสดงให้เห็นว่าทำไมสะพานจึงสำคัญ มากกว่า 80% ของเส้นทางรถไฟความเร็วสูงราว 42,000 km (ปลายปี 2022) วิ่งบนสะพานยกระดับ และการเจาะรูที่ปีกสะพานลดเสียงโดยรวมได้ราว 3 dB ในงานศึกษาหนึ่งที่บทความทบทวนของ Sheng อ้างถึง ความสูงเป็นอีกข้อจำกัดหนึ่ง กำแพงที่มุ่งลดเสียงอากาศพลศาสตร์ต้องสูงเหนือหัวรางอย่างน้อย 15 ft (ราว 4.6 m) เพราะแพนโทกราฟและส่วนบนของตัวรถอยู่สูงกว่าล้อมาก
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| การลดเสียงโดยทั่วไปจากกำแพงกั้นเสียงข้างทาง; ความสูงขั้นต่ำเหนือหัวรางเพื่อกั้นเสียงอากาศพลศาสตร์ | 5-15 dBA; อย่างน้อย 15 ft | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| การลดเสียงจากกำแพงแบบปิดล้อมเต็มรูปแบบ เทียบกับกำแพงแนวตั้ง เสียงอากาศพลศาสตร์ของแบบจำลองรถไฟที่ราว 350 km/h | 4.5-6 dB เทียบกับประมาณ 4 dB | Zhang และคณะ, Frontiers in Acoustics 2025 |
| ระยะจากรางที่เกินกว่านั้นกำแพงที่เปิดโล่งสองในสามดังกว่าไม่มีกำแพง ณ จุดตรวจวัดหนึ่งจุด | มากกว่า 10 m | Zhang และคณะ, Frontiers in Acoustics 2025 |
| การลดเสียงโดยรวมจากรูขนาด 0.75 m จำนวนสิบหกรูที่ปีกสะพานยกระดับ (การลัดวงจรเชิงเสียง) อ้างถึง He และคณะ 2021 | ประมาณ 3 dB | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| การลดเสียงจากไอพ่นอากาศคู่แบบเหลื่อมที่โบกี้ที่ 400 km/h อ้างถึง He 2023: ระดับความดันเสียง เทียบกับกำลังเสียง | 2 dB เทียบกับ 3.5 dB | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| กำหนดเวลาที่เส้นทาง Shinkansen เดิมต้องแก้ไขพื้นที่ที่วัดได้ 80 dB ขึ้นไป | ภายใน 3 ปี | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, มาตรฐานเสียง Shinkansen |
หมายเหตุบริบท: ผลจากไอพ่นและสะพานยกระดับเป็นข้อค้นพบจากงานวิจัยที่ถูกอ้างถึงในบทความทบทวน ไม่ใช่ผลลัพธ์ทั่วทั้งเครือข่าย บทความทบทวนของ Sheng สรุปว่าสำหรับรถไฟ 400 km/h การควบคุมเสียงล้อกลิ้งสำคัญไม่น้อยไปกว่าการควบคุมเสียงอากาศพลศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าต้องดำเนินงานด้านรางและล้อควบคู่ไปกับการออกแบบหัวขบวนและแพนโทกราฟใหม่
สรุป: เสียงอากาศพลศาสตร์และเสียงล้อกับรางของรถไฟความเร็วสูงในรูปแบบตัวเลข
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| จุดวัดของ Shinkansen ที่ผ่านมาตรฐานเสียงของญี่ปุ่น ปีงบประมาณ 2022 | 55.6% | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report |
| อัตราการผ่านมาตรฐานเสียงจากการจราจรบนถนน เทียบกับเสียงจากเครื่องบินในญี่ปุ่น ปีงบประมาณ 2022 | 94.9% เทียบกับ 88.3% | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report |
| จุดของ Hokuriku Shinkansen ที่ผ่านมาตรฐาน 70 dB ใน Nagano ปีงบประมาณ 2025 | 3 จาก 17 (17.6%) | จังหวัด Nagano, ผลปีงบประมาณ 2025 |
| จุดของ Hokuriku Shinkansen ที่ผ่านมาตรฐานใน Fukui ปีงบประมาณ 2025 | 15 จาก 24 (63%) | จังหวัด Fukui, ผลสำรวจปีงบประมาณ 2025 |
| มาตรฐาน Shinkansen พื้นที่ที่เป็นที่อยู่อาศัย เทียบกับพื้นที่อื่น | 70 dB เทียบกับ 75 dB | กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, มาตรฐานเสียง Shinkansen |
| ขีดจำกัดขณะผ่านของ EU สำหรับรถไฟฟ้าหลายตู้ที่ 250 km/h ที่ 7.5 m | 95 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| ขีดจำกัดขณะผ่านของ EU สำหรับหัวรถจักรไฟฟ้าที่ 250 km/h | 99 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI ด้านเสียง, ฉบับรวมปี 2023 |
| เป้าหมายของ HS2 เทียบกับขีดจำกัด TSI ปี 2008 ที่ 360 km/h | ต่ำกว่า 3 dB | Sica และคณะ, IWRN13 2019 |
| การเพิ่มขึ้นของเสียงอากาศพลศาสตร์ตามความเร็ว | 60 ถึง 80 เท่าของลอการิทึมของความเร็ว | Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015 |
| ช่วงความเร็วที่เสียงอากาศพลศาสตร์กลายเป็นแหล่งกำเนิดหลัก | ราว 300-350 km/h | Thompson และคณะ, International Journal of Rail Transportation 2015 |
| ตัวการหลักของ dB(A) โดยรวมที่ 350 km/h สายในจีน | เสียงล้อกลิ้งของล้อกับราง | Sheng และคณะ, Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| ความเร็วที่เสียงล้อกับรางมักเป็นเสียงหลักไปจนถึง | ประมาณ 160 mph (ราว 257 km/h) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| เสียงจากแพนโทกราฟที่ต่ำกว่าระดับเสียงรวม Shinkansen ซีรีส์ 100 เทียบกับซีรีส์ 300 | 7 dB(A) เทียบกับ 3.5 dB(A) | Morikawa, RTRI Quarterly Reports 1997 |
| ขีดจำกัดการปล่อยเสียงของตู้รถไฟสหรัฐอเมริกาที่ความเร็วเกิน 45 mph ที่ 30 m | 93 dB(A) | 40 CFR 201.13 |
| ระดับเสียงจากระบบรางที่ WHO แนะนำในเวลากลางคืน (Lnight) | 44 dB | EEA, Environmental Noise in Europe 2025 |
| การลดเสียงของกำแพงแบบปิดล้อมเต็มรูปแบบ เทียบกับกำแพงแนวตั้ง | 4.5-6 dB เทียบกับประมาณ 4 dB | Zhang และคณะ, Frontiers in Acoustics 2025 |
ระเบียบวิธีและแหล่งที่มา
- สหภาพยุโรป, Commission Regulation (EU) No 1304/2014 ข้อกำหนดทางเทคนิคเพื่อการทำงานร่วมกันได้ที่เกี่ยวกับเสียง ฉบับรวมลงวันที่ 28 กันยายน 2023: EUR-Lex
- หน่วยงานรถไฟแห่งสหภาพยุโรป, หน้า TSI ด้านเสียง (การแก้ไข 2019/774 และ 2023/1694 สถานะเส้นทางที่เงียบกว่า ณ วันที่ 15 ธันวาคม 2024): era.europa.eu
- สำนักงานการรถไฟแห่งสหพันธรัฐสหรัฐอเมริกา, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment ฉบับปี 2012: ไฟล์ PDF จาก railroads.dot.gov
- สำนักงานการรถไฟแห่งสหพันธรัฐสหรัฐอเมริกาและ Ricardo, Comparison of Noise for Train Standards, DOT/FRA/ORD-22/02 (ลงวันที่ปี 2019): ระเบียน ROSA P
- ประมวลกฎระเบียบแห่งสหพันธรัฐสหรัฐอเมริกา, 40 CFR 201.13, Rail car operations standard: law.cornell.edu
- Thompson, Latorre Iglesias, Liu, Zhu และ Hu, Recent developments in the prediction and control of aerodynamic noise from high-speed trains, International Journal of Rail Transportation, 2015: DOI
- Sheng และคณะ, Recent advances on research into high-speed railway noise, Intelligent Transportation Infrastructure, 2023: Oxford Academic
- Zhang, Li, Yang, Chen และ Yang, Study on the noise reduction effect of sound barriers on the aerodynamic noise of high-speed trains, Frontiers in Acoustics, 2025: frontiersin.org
- Sica, Sole และ Huguenet (HS2 Ltd และ SENER), Pass-by noise assessment of high speed units by means of acoustic measurements in a perimeter close to the train, IWRN13, 2019: HS2 Learning Legacy
- กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, Environmental Quality Standards for Shinkansen Superexpress Railway Noise: env.go.jp
- กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น, FY2023 Policy Evaluation Report, Goal 3-2 (conservation of the atmospheric living environment) ข้อมูลผลสัมฤทธิ์ปีงบประมาณ 2020-2022: ไฟล์ PDF จาก env.go.jp
- จังหวัด Fukui, ผลสำรวจเสียงและแรงสั่นสะเทือนของ Hokuriku Shinkansen (จากแนวเขต Fukui ถึง Tsuruga) ปีงบประมาณ 2025: pref.fukui.lg.jp; ปีงบประมาณ 2024: pref.fukui.lg.jp
- จังหวัด Nagano, ผลการวัดเสียงและแรงสั่นสะเทือนของรถไฟ Shinkansen ปีงบประมาณ 2020-2025: pref.nagano.lg.jp
- สำนักงานสิ่งแวดล้อมแห่งยุโรป, Environmental Noise in Europe 2025 การเปรียบเทียบเกณฑ์ END กับเกณฑ์ของ WHO: eea.europa.eu
- Morikawa, Simulation of wayside time-dependent noise level on Shinkansen, RTRI Quarterly Reports Vol. 38 No. 4, 1997: ระเบียน TRID
- Pfizenmaier และ King, On the Relative Importance of Aerodynamic and Wheel/Rail Noise Sources Generated by Railway Trains, INTERNOISE 84, 1984: ระเบียน TRID
- ข้อสังเกตเกี่ยวกับข้อมูล: ความเร็วจุดตัดเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันจริง ๆ คู่มือ FRA ระบุว่าเสียงล้อกับรางเป็นเสียงหลักจนถึงประมาณ 160 mph และแหล่งกำเนิดเสียงอากาศพลศาสตร์เริ่มมีนัยสำคัญที่ประมาณ 180 mph ขณะที่ตารางที่ 4-3 ของคู่มือเองกำหนดจุดเปลี่ยนของรถไฟฟ้าไว้ที่ 170 mph; Thompson และคณะ ระบุว่าเสียงอากาศพลศาสตร์เป็นเสียงหลักที่ 300-350 km/h; และการวัดในจีนพบว่าเสียงล้อกลิ้งยังคงเป็นเสียงหลักที่ 350 km/h รายงานเปรียบเทียบปี 2019 ของ FRA อธิบายว่าตัวชี้วัดของญี่ปุ่นเป็น Leq รายชั่วโมง และระบุค่าช่วงกลางวันและกลางคืนของมาตรฐาน GB 12525-90 ของจีนในลำดับที่เราไม่สามารถยืนยันกับตัวมาตรฐานได้ เราจึงใช้คำนิยามระดับเสียงสูงสุดของกระทรวงสิ่งแวดล้อมเอง และไม่นำขีดจำกัดของจีนมาแสดง ตัวเลขการผ่านมาตรฐานระดับประเทศของ Shinkansen ในญี่ปุ่นสำหรับปีงบประมาณ 2023 เป็นต้นไปไม่ได้เผยแพร่ไว้ในการประเมินที่เราอ่าน และคู่มือ FRA (2012) กับบทความทบทวนของ Thompson (2015) มีอายุมากกว่าสามปี ซึ่งระบุไว้ว่าเป็นฉบับล่าสุดที่หาได้ งานศึกษา Frontiers ปี 2025 รายงานว่าผลจำลองกับผลวัดต่างกัน 1.4 dB และมีป้ายกำกับรูปที่ขัดแย้งกับเนื้อความ ดังนั้นควรถือว่าค่าของกำแพงกั้นเสียงเป็นผลจากแบบจำลอง เราตั้งใจไม่นำตัวเลขหลักของ EEA เกี่ยวกับจำนวนผู้ได้รับเสียงจากระบบรางมาใช้ เพราะครอบคลุมอยู่แล้วในสรุปมลพิษทางเสียงทั่วไปของเรา
อัปเดตล่าสุด: 18 ตุลาคม 2026 เราจะทบทวนและอัปเดตสรุปนี้ทุกไตรมาส และคาดว่าการอัปเดตครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นเมื่อกระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่นเผยแพร่การประเมินนโยบายครั้งถัดไปพร้อมข้อมูลการผ่านมาตรฐานของ Shinkansen ปีงบประมาณ 2023 และ 2024