Chỉ 55,6% điểm đo tiếng ồn Shinkansen đáp ứng tiêu chuẩn môi trường của Nhật Bản trong năm tài chính 2022, so với 94,9% đối với tiếng ồn giao thông đường bộ và 88,3% đối với tiếng ồn máy bay (Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report). Tuyến đường sắt cao tốc nổi tiếng nhất thế giới vẫn không đạt quy định tiếng ồn của chính mình tại gần một nửa số địa điểm được giám sát, và trên tuyến Shinkansen Hokuriku thuộc tỉnh Nagano chỉ có 3 trong 17 điểm tuân thủ trong năm tài chính 2025 (Tỉnh Nagano, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Results FY2025). Vật lý giải thích một phần khoảng cách này: mức tổng thể khi tàu đi qua, chủ yếu do tiếng ồn lăn, tăng khoảng 30 lần logarit của tốc độ, nhưng tiếng ồn khí động học tăng 60 đến 80 lần logarit của tốc độ (Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015), nên mỗi km/h tăng thêm ở đầu cao của dải tốc độ phải trả giá bằng nhiều decibel hơn. Chúng tôi tổng hợp dữ liệu từ quy định TSI về tiếng ồn của Liên minh châu Âu, Cục Đường sắt Liên bang Hoa Kỳ, Bộ Môi trường Nhật Bản cùng hai chương trình giám sát cấp tỉnh, HS2 Ltd, và các nghiên cứu âm học được bình duyệt từ Trung Quốc, Vương quốc Anh và Tây Ban Nha. Để có bức tranh rộng hơn về mức phơi nhiễm tiếng ồn giao thông, máy bay và đô thị, hãy xem tổng hợp thống kê ô nhiễm tiếng ồn của chúng tôi; trang này tập trung vào vật lý bên đường ray và các quy định xoay quanh nó.
Tóm tắt nhanh
- Chỉ 55,6% điểm đo Shinkansen đáp ứng tiêu chuẩn tiếng ồn của Nhật Bản trong năm tài chính 2022, giảm so với 60,8% của năm tài chính 2020 (Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report).
- Mức tuân thủ tiếng ồn giao thông đường bộ của Nhật Bản trong cùng năm là 94,9%, và tiếng ồn máy bay là 88,3% (Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report).
- Chỉ 3 trong 17 điểm Shinkansen Hokuriku ở Nagano đáp ứng tiêu chuẩn 70 dB trong năm tài chính 2025, tỷ lệ 17,6% (Tỉnh Nagano, kết quả năm tài chính 2025).
- Một đoàn tàu điện nhiều toa của EU chỉ được phát ra tối đa 95 dB(A) khi chạy qua ở 250 km/h, đo cách đường ray 7,5 m (Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023).
- Tiếng ồn khí động học tăng 60 đến 80 lần logarit của tốc độ và chiếm ưu thế từ khoảng 300-350 km/h (Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015).
- Tiếng ồn lăn vẫn chi phối mức dB(A) tổng thể khi đi qua của một đoàn tàu Trung Quốc ở 350 km/h (Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023).
- Tiếng ồn bánh xe-ray thường chiếm ưu thế ở mức tính theo trọng số A đến khoảng 160 mph, tức khoảng 257 km/h (FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012).
- HS2 đặt mục tiêu cho phương tiện đường sắt thấp hơn 3 dB so với giới hạn TSI năm 2008 ở 360 km/h (Sica và cs., HS2 Ltd và SENER, IWRN13 2019).
- Tường chắn bao kín hoàn toàn giảm tiếng ồn khí động học mô phỏng của tàu 4,5-6 dB, so với khoảng 4 dB của tường chắn thẳng đứng (Zhang và cs., Frontiers in Acoustics 2025).
- Mức khuyến nghị của WHO đối với tiếng ồn đường sắt là 54 dB Lden và 44 dB Lnight, thấp hơn các ngưỡng báo cáo của EU là 55 dB và 50 dB (EEA, Environmental Noise in Europe 2025).
1. Tốc Độ Giao Điểm: Khi Tiếng Ồn Khí Động Học Vượt Qua Bánh Xe
Con số hữu ích nhất trong âm học đường sắt cao tốc là độ dốc, không phải mức tuyệt đối. Tiếng ồn khí động học tăng 60 đến 80 lần logarit của tốc độ (Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015), so với khoảng 30 lần đối với mức tổng thể khi đi qua của một đoàn tàu Trung Quốc, chủ yếu do tiếng ồn lăn (xem bảng bên dưới). Tính bằng số học đơn thuần, tăng gấp đôi tốc độ làm tăng khoảng 9 dB tiếng ồn lăn (30 x log10(2) = 9,0 dB) nhưng tăng 18 đến 24 dB tiếng ồn khí động học (60 x log10(2) = 18,1 dB; 80 x log10(2) = 24,1 dB). Chỉ riêng việc tăng từ 300 lên 350 km/h đã làm tăng khoảng 2,0 dB tiếng ồn lăn (30 x log10(350/300)) nhưng tăng 4,0 đến 5,4 dB tiếng ồn khí động học.
Đó là lý do tốc độ giao điểm quan trọng đến vậy đối với thiết kế tuyến, và vì sao các nguồn không thống nhất về vị trí của nó. Sổ tay của Hoa Kỳ cho rằng bánh xe-ray chiếm ưu thế đến khoảng 160 mph, bài tổng quan của Southampton đặt ưu thế khí động học ở 300-350 km/h, và dữ liệu thực địa Trung Quốc thấy bánh xe vẫn dẫn đầu ở 350 km/h. Câu trả lời phụ thuộc vào việc bánh xe và đường ray vốn đã êm đến đâu: đường ray càng nhẵn thì giao điểm càng dịch lên cao. Bài tổng quan có thể truy cập qua hồ sơ của nhà xuất bản (DOI 10.1080/23248378.2015.1052996), còn các phép đo tại Trung Quốc được tóm tắt trong bài tổng quan năm 2023 về nghiên cứu tiếng ồn đường sắt cao tốc có truy cập mở.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Tốc độ mà dưới đó tiếng ồn bánh xe-ray thường chiếm ưu thế ở mức tính theo trọng số A | Khoảng 160 mph (khoảng 257 km/h) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| Tốc độ mà ở đó các nguồn khí động học bắt đầu phát ra tiếng ồn đáng kể | Khoảng 180 mph (khoảng 290 km/h) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| Dải tốc độ mà trên đó tiếng ồn khí động học trở thành nguồn chính | Khoảng 300-350 km/h | Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015 |
| Tốc độ tăng của mức âm khí động học theo tốc độ tàu | 60 đến 80 lần logarit của tốc độ | Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015 |
| Tốc độ tăng của mức tổng thể khi đi qua của một đoàn tàu 8 toa Trung Quốc trong khoảng 200 đến 350 km/h | Khoảng 30 log(V/V0), với V0 = 200 km/h | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Nguồn đóng góp chính vào mức dB(A) tổng thể khi đi qua ở 350 km/h, tuyến Trung Quốc | Tiếng ồn lăn bánh xe-ray | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Tốc độ mà trên đó tiếng ồn cần lấy điện có thể trở nên chi phối trên một đoàn tàu thử nghiệm Tây Đức năm 1984 | Lớn hơn 200 km/h | Pfizenmaier và King, INTERNOISE 84 Proceedings 1984 |
Ghi chú bối cảnh: các số liệu của FRA và Thompson là các ấn bản mới nhất hiện có của những tài liệu đó (2012 và 2015). Thử nghiệm năm 1984 chỉ được đưa vào như một cột mốc lịch sử: khi ấy các nhà thiết kế nhắm tới mức đỉnh bên đường ray không vượt quá 90 dB(A) ở khoảng cách 25 m đối với đoàn tàu được thiết kế cho 350 km/h (Pfizenmaier và King, INTERNOISE 84 Proceedings 1984).
2. Bên Trong Lượt Tàu Chạy Qua: Bộ Phận Nào Của Tàu Gây Ồn
Một đoàn tàu cao tốc không phải là một nguồn âm duy nhất mà là cả một chồng nguồn, mỗi nguồn có độ cao và dải tần riêng. Ở 350 km/h, tiếng ồn tách bạch theo tần số: kết cấu cầu ở dưới khoảng 80 Hz, dòng khí động học từ khoảng 100 đến 300 Hz, và tiếng ồn lăn bánh xe-ray ở trên khoảng 500 Hz (Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023). Chính sự phân tách này khiến việc giảm thiểu rất khó: một biện pháp loại bỏ tiếng ồn lăn có âm cao sẽ không đụng tới tiếng ồn khí động học và kết cấu có âm trầm, vốn khó chặn, và đó cũng là vấn đề tần số thấp mà chúng tôi đã thấy trong thống kê hạ âm và tiếng ồn tần số thấp của tuabin gió.
Đường ray quan trọng hơn nhiều người nghĩ. Đường ray bức xạ nhiều âm thanh hơn bánh xe xét theo mức tổng thể, còn cần lấy điện (pantograph, cánh tay gắn trên nóc tàu để lấy điện từ dây dẫn phía trên) nằm đủ cao để các tường chắn ở mặt đất khó che chắn. Việc tách các nguồn này trên một đoàn tàu đang chạy dựa vào dàn micro, cũng là kỹ thuật tạo búp sóng được đề cập trong thống kê camera âm học và định vị nguồn ồn của chúng tôi. Các giá trị tham chiếu của Hoa Kỳ lấy từ sổ tay FRA High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment, còn kết quả về hệ thống lấy điện của Shinkansen lấy từ hồ sơ nghiên cứu của Railway Technical Research Institute.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Mức phơi nhiễm âm (SEL) tham chiếu ở 50 ft đối với tàu điện cao tốc: nguồn bánh xe-ray ở 90 mph so với các nguồn khí động học ở 180 mph (mũi tàu, vùng bánh xe, cần lấy điện) | 91 dBA so với 89, 89 và 86 dBA | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 (Bảng 5-2) |
| Các dải tần do từng nguồn chi phối ở 350 km/h trên một tuyến cầu cạn Trung Quốc | Cầu dưới khoảng 80 Hz; khí động học khoảng 100-300 Hz; lăn trên khoảng 500 Hz | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Bộ phận nào của đường ray bức xạ nhiều tiếng ồn lăn nhất | Ray chi phối trong dải 500-2.000 Hz và ở mức tổng thể; bánh xe chi phối trên 2.500 Hz | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Tiếng ồn bên đường ray từ hệ thống lấy điện (cần lấy điện) thấp hơn mức tổng thể, Shinkansen Series 100 so với Series 300 | Thấp hơn 7 dB(A) so với thấp hơn 3,5 dB(A) | Morikawa, RTRI Quarterly Reports 1997 |
Ghi chú về giá trị ngoại lệ: kết quả Shinkansen cho thấy tỷ trọng của cần lấy điện tăng lên giữa hai thế hệ tàu. Ở Series 100 cũ hơn, hệ thống lấy điện thấp hơn mức tổng thể 7 dB(A), còn ở Series 300 nhanh hơn thì gần ngang bằng các nguồn còn lại (Morikawa, RTRI Quarterly Reports 1997). Bài báo đó có từ năm 1997 và là dữ liệu mới nhất hiện có từ hồ sơ này.
3. Trần Thử Nghiệm Kiểu Loại Của Châu Âu: Giới Hạn TSI Về Tiếng Ồn
Mọi đoàn tàu mới đưa vào thị trường EU đều phải vượt qua thử nghiệm kiểu loại theo Quy cách kỹ thuật về khả năng tương thích liên thông liên quan đến tiếng ồn (TSI về tiếng ồn). Chỉ số then chốt là tiếng ồn khi đi qua, tức mức tương đương tính theo trọng số A trong khoảng thời gian tàu đi qua một micro đặt cách tim đường ray 7,5 m và cao hơn ray 1,2 m. Đoàn tàu điện nhiều toa, kiểu tàu cao tốc thông dụng với động cơ phân bố dọc các toa, chỉ được phát ra tối đa 95 dB(A) ở 250 km/h; đầu máy điện được phép 99 dB(A) (Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023). Đối với tàu có tốc độ tối đa từ 250 km/h trở lên, quy định bổ sung micro thứ hai đặt cao hơn ray 3,5 m để ghi nhận cần lấy điện và phần thân trên, và các thử nghiệm được chạy đến giới hạn trên là 320 km/h. Các bảng giới hạn đầy đủ nằm trong TSI về tiếng ồn bản hợp nhất trên EUR-Lex, cùng lịch sử sửa đổi trên trang TSI về tiếng ồn của Cơ quan Đường sắt Liên minh châu Âu.
Các giới hạn này là mức trần, không phải mục tiêu. HS2 viết đặc tả riêng thấp hơn giá trị TSI năm 2008 là 3 dB ở 360 km/h, và các thử nghiệm thực địa chuyên biệt cho HS2 đã cho một chiếc Siemens Velaro E chạy ở 250 đến 350 km/h (Sica và cs., HS2 Ltd và SENER, IWRN13 2019). Mức giảm 3 dB không phải là chuyện làm đẹp: nó làm giảm một nửa năng lượng âm thanh. Các thử nghiệm được ghi lại trong bài báo HS2 Learning Legacy.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Giới hạn tiếng ồn khi đi qua đối với đoàn tàu điện nhiều toa ở 250 km/h (LpAeq,Tp, cách tim đường ray 7,5 m) | 95 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Giới hạn tiếng ồn khi đi qua đối với đầu máy điện ở 250 km/h | 99 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Giới hạn tiếng ồn khi khởi hành đối với đoàn tàu điện nhiều toa có tốc độ tối đa từ 250 km/h trở lên so với dưới 250 km/h | 83 dB so với 80 dB | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Giới hạn tiếng ồn bên trong cabin lái ở tốc độ tối đa, tàu có tốc độ tối đa từ 250 đến dưới 350 km/h so với dưới 250 km/h | 80 dB so với 78 dB | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Mức cho phép thêm khi thử nghiệm 250 km/h chạy trên đường ray bê tông tấm (đường ray đặt trên tấm bê tông thay vì đá dăm) | Cao hơn giới hạn tiêu chuẩn 2 dB | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Mục tiêu tiếng ồn phương tiện đường sắt của HS2 so với giới hạn TSI năm 2008 ở 360 km/h | Thấp hơn 3 dB | Sica và cs., HS2 Ltd và SENER, IWRN13 2019 |
| Quy luật chuẩn hóa tốc độ dùng trong các thử nghiệm thực địa HS2, tốc độ tham chiếu 250 km/h | 50 log(V/Vref), mở rộng đáng tin cậy đến 350 km/h | Sica và cs., HS2 Ltd và SENER, IWRN13 2019 |
4. Tiêu Chuẩn Shinkansen Của Nhật Bản: Chặt Chẽ Trên Giấy, Chỉ Đạt Một Phần Trong Thực Tế
Nhật Bản quản lý điều mà hàng xóm nghe thấy, không phải điều mà một đoàn tàu phát ra trên đường thử. Tiêu chuẩn là 70 dB hoặc thấp hơn ở các khu vực chủ yếu là dân cư và 75 dB hoặc thấp hơn ở nơi khác, được đánh giá bằng trung bình năng lượng của nửa cao hơn trong các mức đỉnh của 20 đoàn tàu liên tiếp (Bộ Môi trường Nhật Bản, Environmental Quality Standards for Shinkansen Superexpress Railway Noise). Các quy tắc dựa trên mức đỉnh khắt khe hơn quy tắc dựa trên mức trung bình, vì một lượt tàu ồn đơn lẻ cũng được tính trọn vẹn. Toàn bộ quy định có trên trang tiêu chuẩn tiếng ồn Shinkansen của Bộ Môi trường.
Tỷ lệ tuân thủ toàn quốc giảm từ 60,8% trong năm tài chính 2020 xuống 55,6% trong năm tài chính 2022, so với mục tiêu 100% (Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report). Chính Bộ cũng lưu ý rằng các nhà vận hành đang giảm tiếng ồn tại nguồn nhưng các biện pháp sử dụng đất gần tuyến có thể chưa theo kịp. Dữ liệu cấp tỉnh về Shinkansen Hokuriku, bao gồm đoạn mới hơn từ biên giới Fukui đến Tsuruga, cho thấy vấn đề không chỉ giới hạn ở các tuyến cũ nhất: các điểm dân cư không đạt thường xuyên hơn nhiều so với các điểm thương mại. Trang giám sát của Nagano và báo cáo khảo sát năm tài chính 2025 của Fukui công bố kết quả từng điểm một.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Tiêu chuẩn tiếng ồn Shinkansen, khu vực chủ yếu là dân cư (Loại I) so với các khu vực khác (Loại II) | 70 dB hoặc thấp hơn so với 75 dB hoặc thấp hơn | Bộ Môi trường Nhật Bản, Tiêu chuẩn Tiếng ồn Shinkansen |
| Quy tắc đo | Trung bình năng lượng của nửa cao hơn trong các mức đỉnh của 20 đoàn tàu liên tiếp, ở độ cao 1,2 m so với mặt đất, áp dụng từ 6 giờ sáng đến nửa đêm | Bộ Môi trường Nhật Bản, Tiêu chuẩn Tiếng ồn Shinkansen |
| Tỷ lệ toàn quốc các điểm đo Shinkansen đáp ứng tiêu chuẩn, năm tài chính 2020 so với năm tài chính 2021 so với năm tài chính 2022 | 60,8% so với 55,5% so với 55,6% | Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report |
| Mức tuân thủ trong năm tài chính 2022: tiếng ồn giao thông đường bộ so với tiếng ồn máy bay so với tiếng ồn Shinkansen | 94,9% so với 88,3% so với 55,6% | Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report |
| Các điểm Shinkansen Hokuriku đáp ứng tiêu chuẩn tại Fukui, năm tài chính 2025: tất cả các điểm so với các điểm dân cư (70 dB) | 15 trên 24 (63%) so với 8 trên 17 (47%) | Tỉnh Fukui, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Survey FY2025 |
| Khảo sát Fukui năm tài chính 2024: các điểm đáp ứng tiêu chuẩn và khoảng giá trị đánh giá đo được ở 25 m | 17 trên 34 (50%); 61 dB đến 74 dB | Tỉnh Fukui, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Survey FY2024 |
| Các điểm Shinkansen Hokuriku đáp ứng tiêu chuẩn 70 dB tại Nagano, năm tài chính 2021 so với năm tài chính 2025 | 10 trên 17 (58,8%) so với 3 trên 17 (17,6%) | Tỉnh Nagano, Hokuriku Shinkansen Noise and Vibration Results FY2025 |
Dữ liệu toàn quốc mới nhất hiện có: Bộ Môi trường Nhật Bản, số liệu năm tài chính 2022 được công bố trong đánh giá chính sách năm tài chính 2023. Ghi chú bối cảnh: rung động là một câu chuyện khác. Cả Fukui và Nagano đều báo cáo 100% số điểm nằm trong mức hướng dẫn rung động 70 dB trong năm tài chính 2025, nên vấn đề là âm thanh truyền qua không khí, không phải rung chấn truyền qua nền đất (Tỉnh Fukui, khảo sát năm tài chính 2025; Tỉnh Nagano, kết quả năm tài chính 2025). Ở phía bắc ga Nagano, không điểm nào trong 4 điểm tuân thủ trong năm tài chính 2025 (Tỉnh Nagano, kết quả năm tài chính 2025).
5. Đo Lường Tác Hại: Sự Khó Chịu, Giật Mình và Ngưỡng Phơi Nhiễm
Một lượt tàu cao tốc chạy qua rất ngắn, khiến các chỉ số dựa trên giá trị trung bình làm vấn đề trông nhẹ hơn thực tế. Phương pháp đánh giá của Hoa Kỳ bổ sung phép kiểm tra tốc độ khởi phát, tức số decibel mỗi giây mà âm thanh tăng lên khi tàu tiến lại gần. Sự khó chịu tăng lên khi vượt quá khoảng 15 dB mỗi giây, và mọi người có xu hướng giật mình khi vượt quá khoảng 30 dB mỗi giây, theo sổ tay của Hoa Kỳ được tóm tắt trong bảng bên dưới. Con số 15 dB mỗi giây xuất phát từ nghiên cứu của Không quân Hoa Kỳ về tiếng ồn máy bay, cũng là vấn đề khởi phát đột ngột chi phối các con số trong thống kê phơi nhiễm tiếng ồn máy bay và cộng đồng quanh sân bay của chúng tôi.
Khoảng cách đảm nhận phần lớn công việc bảo vệ. Các khoảng cách sàng lọc trong sổ tay, tức vùng bên trong đó cần có một nghiên cứu chi tiết, tăng hơn gấp đôi ở các vùng nông thôn yên tĩnh khi tiếng ồn khí động học xuất hiện. Về phía phơi nhiễm, WHO khuyến nghị mức thấp hơn cho đường sắt so với mức EU dùng để báo cáo, nghĩa là các số liệu chính thức vượt ngưỡng báo cáo đã đánh giá thấp dân số vượt ngưỡng dựa trên sức khỏe. Các giá trị của WHO được liệt kê trên bảng so sánh ngưỡng Environmental Noise in Europe 2025 của EEA, và quy định phát thải của Hoa Kỳ nằm ở 40 CFR 201.13.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Tốc độ khởi phát (tốc độ tăng của mức âm) mà trên đó sự khó chịu tăng lên | Khoảng 15 dB mỗi giây | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| Tốc độ khởi phát mà trên đó mọi người có xu hướng giật mình | Khoảng 30 dB mỗi giây | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| Khoảng cách sàng lọc cho một hành lang bánh thép mới ở khu vực ngoại ô hoặc nông thôn yên tĩnh: dải tốc độ bánh xe-ray so với dải tốc độ khí động học | 600 ft (khoảng 183 m) so với 1.300 ft (khoảng 396 m) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 (Bảng 4-1) |
| Giới hạn phát thải tiếng ồn liên bang của Hoa Kỳ đối với toa xe trên 45 mph, đo cách tim đường ray 30 m | 93 dB(A) | 40 CFR 201.13, Rail Car Operations Standard |
| Mức tiếng ồn đường sắt do WHO khuyến nghị so với ngưỡng báo cáo của EU, ngày-chiều-đêm (Lden) | 54 dB so với 55 dB | EEA, Environmental Noise in Europe 2025 |
| Mức tiếng ồn đường sắt do WHO khuyến nghị so với ngưỡng báo cáo của EU, ban đêm (Lnight) | 44 dB so với 50 dB | EEA, Environmental Noise in Europe 2025 |
Ghi chú bối cảnh: chênh lệch ban đêm (44 dB so với 50 dB) lớn gấp sáu lần chênh lệch ngày-chiều-đêm (54 dB so với 55 dB). Do đó vận hành tàu cao tốc ban đêm là nơi quan điểm dựa trên sức khỏe và quan điểm quy định về tiếng ồn đường sắt khác biệt nhiều nhất. Sổ tay FRA có từ năm 2012 và là ấn bản mới nhất hiện có.
6. Giảm Thiểu: Tường Chắn, Cầu và Giá Chuyển Hướng Mang Lại Bao Nhiêu Decibel
Các con số giảm thiểu nhỏ hơn mọi người kỳ vọng, vì mỗi biện pháp chỉ tác động lên một nguồn trong một dải tần. Tường chắn bao kín hoàn toàn giảm tiếng ồn khí động học mô phỏng của tàu 4,5-6 dB, trong khi tường chắn thẳng đứng thông thường chỉ đạt khoảng 4 dB (Zhang và cs., Frontiers in Acoustics 2025). Cảnh báo lớn hơn nằm ngay trong cùng nghiên cứu: một tường chắn hở hai phần ba cho ra mức cao hơn so với không có tường chắn nào ở khoảng cách trên 10 m tại một điểm giám sát, nên một kết cấu bao che một phần có hình dạng không tốt có thể phản tác dụng. Kết quả đầy đủ có trong nghiên cứu về tường chắn trên Frontiers in Acoustics; về vật liệu và hiệu quả tường chắn trên đường bộ và đường sắt, hãy xem thống kê tường chắn ồn ngoài trời của chúng tôi.
Mạng lưới của Trung Quốc cho thấy vì sao cầu quan trọng. Hơn 80% trong khoảng 42.000 km đường sắt cao tốc của nước này (cuối năm 2022) chạy trên cầu cạn, và việc khoét lỗ ở cánh cầu cạn đã giảm khoảng 3 dB mức tổng thể trong một nghiên cứu được bài tổng quan của Sheng trích dẫn. Chiều cao là ràng buộc còn lại: các tường chắn nhắm vào tiếng ồn khí động học phải cao hơn mặt trên của ray ít nhất 15 ft (khoảng 4,6 m), vì cần lấy điện và phần thân trên nằm cao hơn nhiều so với bánh xe.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Mức giảm điển hình của tường chắn ồn bên đường ray; chiều cao tối thiểu trên mặt ray để chặn tiếng ồn khí động học | 5-15 dBA; ít nhất 15 ft | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| Mức giảm của tường chắn bao kín hoàn toàn so với tường chắn thẳng đứng, tiếng ồn khí động học của mô hình tàu ở khoảng 350 km/h | 4,5-6 dB so với khoảng 4 dB | Zhang và cs., Frontiers in Acoustics 2025 |
| Khoảng cách tính từ đường ray mà vượt quá đó tường chắn hở hai phần ba ồn hơn so với không có tường chắn tại một điểm giám sát | Lớn hơn 10 m | Zhang và cs., Frontiers in Acoustics 2025 |
| Mức giảm tổng thể từ mười sáu lỗ 0,75 m ở cánh cầu cạn (đoản mạch âm học), trích dẫn He và cs. 2021 | Khoảng 3 dB | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Mức giảm từ luồng khí so le kép ở giá chuyển hướng ở 400 km/h, trích dẫn He 2023: mức áp suất âm so với công suất âm | 2 dB so với 3,5 dB | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Thời hạn để các tuyến Shinkansen hiện có khắc phục các vùng đo được 80 dB trở lên | Trong vòng 3 năm | Bộ Môi trường Nhật Bản, Tiêu chuẩn Tiếng ồn Shinkansen |
Ghi chú bối cảnh: kết quả về luồng khí và cầu cạn là các phát hiện nghiên cứu được trích dẫn trong một bài tổng quan, không phải kết quả trên toàn mạng lưới. Bài tổng quan của Sheng kết luận rằng đối với tàu 400 km/h, kiểm soát tiếng ồn lăn quan trọng ít nhất là ngang với kiểm soát tiếng ồn khí động học, điều này ủng hộ việc xử lý đường ray và bánh xe song song với thiết kế lại mũi tàu và cần lấy điện.
Tổng Kết: Tiếng Ồn Khí Động Học và Bánh Xe-Ray của Tàu Cao Tốc qua Các Con Số
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Các điểm đo Shinkansen đáp ứng tiêu chuẩn tiếng ồn của Nhật Bản, năm tài chính 2022 | 55,6% | Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report |
| Mức tuân thủ tiếng ồn giao thông đường bộ so với tiếng ồn máy bay ở Nhật Bản, năm tài chính 2022 | 94,9% so với 88,3% | Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report |
| Các điểm Shinkansen Hokuriku đáp ứng tiêu chuẩn 70 dB tại Nagano, năm tài chính 2025 | 3 trên 17 (17,6%) | Tỉnh Nagano, kết quả năm tài chính 2025 |
| Các điểm Shinkansen Hokuriku đáp ứng tiêu chuẩn tại Fukui, năm tài chính 2025 | 15 trên 24 (63%) | Tỉnh Fukui, khảo sát năm tài chính 2025 |
| Tiêu chuẩn Shinkansen, khu vực dân cư so với các khu vực khác | 70 dB so với 75 dB | Bộ Môi trường Nhật Bản, Tiêu chuẩn Tiếng ồn Shinkansen |
| Giới hạn khi đi qua của EU đối với đoàn tàu điện nhiều toa ở 250 km/h, 7,5 m | 95 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Giới hạn khi đi qua của EU đối với đầu máy điện ở 250 km/h | 99 dB(A) | Regulation (EU) No 1304/2014, TSI về tiếng ồn, bản hợp nhất 2023 |
| Mục tiêu của HS2 so với giới hạn TSI năm 2008 ở 360 km/h | Thấp hơn 3 dB | Sica và cs., IWRN13 2019 |
| Mức tăng của tiếng ồn khí động học theo tốc độ | 60 đến 80 lần logarit của tốc độ | Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015 |
| Dải tốc độ mà tiếng ồn khí động học trở thành nguồn chính | Khoảng 300-350 km/h | Thompson và cs., International Journal of Rail Transportation 2015 |
| Nguồn đóng góp chính vào mức dB(A) tổng thể ở 350 km/h, tuyến Trung Quốc | Tiếng ồn lăn bánh xe-ray | Sheng và cs., Intelligent Transportation Infrastructure 2023 |
| Tốc độ mà dưới đó tiếng ồn bánh xe-ray thường chiếm ưu thế | Khoảng 160 mph (khoảng 257 km/h) | FRA, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment 2012 |
| Tiếng ồn cần lấy điện thấp hơn mức tổng thể, Shinkansen Series 100 so với Series 300 | 7 dB(A) so với 3,5 dB(A) | Morikawa, RTRI Quarterly Reports 1997 |
| Giới hạn phát thải toa xe đường sắt của Hoa Kỳ trên 45 mph ở khoảng cách 30 m | 93 dB(A) | 40 CFR 201.13 |
| Mức tiếng ồn đường sắt do WHO khuyến nghị vào ban đêm (Lnight) | 44 dB | EEA, Environmental Noise in Europe 2025 |
| Mức giảm của tường chắn bao kín hoàn toàn so với tường chắn thẳng đứng | 4,5-6 dB so với khoảng 4 dB | Zhang và cs., Frontiers in Acoustics 2025 |
Phương Pháp Luận và Nguồn
- Liên minh châu Âu, Commission Regulation (EU) No 1304/2014, Quy cách kỹ thuật về khả năng tương thích liên thông liên quan đến tiếng ồn, bản hợp nhất ngày 28 tháng 9 năm 2023: EUR-Lex
- Cơ quan Đường sắt Liên minh châu Âu, trang TSI về tiếng ồn (các sửa đổi 2019/774 và 2023/1694, tình trạng các tuyến êm hơn tính đến ngày 15 tháng 12 năm 2024): era.europa.eu
- Cục Đường sắt Liên bang Hoa Kỳ, High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration Impact Assessment, ấn bản 2012: PDF railroads.dot.gov
- Cục Đường sắt Liên bang Hoa Kỳ và Ricardo, Comparison of Noise for Train Standards, DOT/FRA/ORD-22/02 (đề ngày 2019): hồ sơ ROSA P
- Bộ luật Quy định Liên bang Hoa Kỳ, 40 CFR 201.13, Rail car operations standard: law.cornell.edu
- Thompson, Latorre Iglesias, Liu, Zhu và Hu, Recent developments in the prediction and control of aerodynamic noise from high-speed trains, International Journal of Rail Transportation, 2015: DOI
- Sheng và cs., Recent advances on research into high-speed railway noise, Intelligent Transportation Infrastructure, 2023: Oxford Academic
- Zhang, Li, Yang, Chen và 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 và Huguenet (HS2 Ltd và 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
- Bộ Môi trường Nhật Bản, Environmental Quality Standards for Shinkansen Superexpress Railway Noise: env.go.jp
- Bộ Môi trường Nhật Bản, FY2023 Policy Evaluation Report, Goal 3-2 (conservation of the atmospheric living environment), dữ liệu kết quả đạt được các năm tài chính 2020-2022: PDF env.go.jp
- Tỉnh Fukui, khảo sát tiếng ồn và rung động Shinkansen Hokuriku (từ biên giới Fukui đến Tsuruga), năm tài chính 2025: pref.fukui.lg.jp; năm tài chính 2024: pref.fukui.lg.jp
- Tỉnh Nagano, kết quả đo tiếng ồn và rung động đường sắt Shinkansen, các năm tài chính 2020-2025: pref.nagano.lg.jp
- Cơ quan Môi trường châu Âu, Environmental Noise in Europe 2025, so sánh ngưỡng END với ngưỡng của WHO: eea.europa.eu
- Morikawa, Simulation of wayside time-dependent noise level on Shinkansen, RTRI Quarterly Reports Vol. 38 No. 4, 1997: hồ sơ TRID
- Pfizenmaier và King, On the Relative Importance of Aerodynamic and Wheel/Rail Noise Sources Generated by Railway Trains, INTERNOISE 84, 1984: hồ sơ TRID
- Lưu ý về dữ liệu: tốc độ giao điểm thực sự còn tranh cãi. Sổ tay FRA nói rằng tiếng ồn bánh xe-ray chiếm ưu thế đến khoảng 160 mph và các nguồn khí động học trở nên đáng kể ở khoảng 180 mph, trong khi Bảng 4-3 của chính sổ tay đó đặt điểm chuyển tiếp của tàu điện ở 170 mph; Thompson và cs. đặt ưu thế khí động học ở 300-350 km/h; còn các phép đo của Trung Quốc thấy tiếng ồn lăn vẫn chiếm ưu thế ở 350 km/h. Báo cáo so sánh năm 2019 của FRA mô tả chỉ số của Nhật Bản là Leq theo giờ và liệt kê các giá trị ngày và đêm theo GB 12525-90 của Trung Quốc theo một thứ tự mà chúng tôi không thể đối chiếu với chính tiêu chuẩn, nên chúng tôi dùng định nghĩa mức đỉnh của chính Bộ Môi trường và bỏ qua các giới hạn của Trung Quốc. Các số liệu tuân thủ Shinkansen toàn quốc của Nhật Bản cho năm tài chính 2023 trở đi không được công bố trong bản đánh giá chúng tôi đã đọc, còn sổ tay FRA (2012) và bài tổng quan của Thompson (2015) đã cũ hơn ba năm, được đánh dấu là các ấn bản mới nhất hiện có. Nghiên cứu Frontiers 2025 báo cáo chênh lệch 1,4 dB giữa mô phỏng và đo đạc, cùng một nhãn hình mâu thuẫn với phần văn bản, vì vậy hãy xem các giá trị về tường chắn của nghiên cứu này là kết quả mô hình. Chúng tôi cố ý loại trừ con số tiêu điểm của EEA về số người phơi nhiễm tiếng ồn đường sắt, được đề cập trong tổng hợp chung về ô nhiễm tiếng ồn của chúng tôi.
Cập nhật lần cuối: ngày 18 tháng 10 năm 2026. Chúng tôi cập nhật bài tổng hợp này hàng quý, và lần làm mới tiếp theo dự kiến diễn ra khi Bộ Môi trường Nhật Bản công bố bản đánh giá chính sách tiếp theo, kèm dữ liệu tuân thủ Shinkansen của các năm tài chính 2023 và 2024.