列车车内声学环境直接影响乘客的乘坐舒适性。与一般轨道车辆不同的是,地铁车辆主要在隧道内运行,其产生的噪声受到隧道壁和车体表面的多重反射,混响环境提高了车内噪声水平,进一步降低了乘客的乘坐舒适性。因此,做好隧道内地铁车内噪声控制工作,对城市轨道交通的发展具有重要意义。本文针对隧道内地铁列车车内噪声问题开展了以下几方面的研究工作:(1)对地铁列车车内噪声特性和隧道空间声场特性的国内外研究进展和现状进行了综述,论述了地铁列车在不同隧道边界以及分别在隧道和明线环境下运行时的车内噪声控制仍需要研究的方向。(2)基于线路试验,研究了地铁列车在隧道和明线运行时车内噪声频谱差异。两种运行环境下车内噪声显著频带均为中心频率315~1600 Hz的1/3倍频带,在此显著频带内,与明线运行相比,隧道环境下的车内噪声在315~1000 Hz范围内更为突出。此外,分析了两种运行环境下噪声源的区域贡献率。列车驶入隧道后,显著声源的分布区域会进一步扩大,车体中上部区域贡献率有所增加。(3)基于几何声线法,建立了地铁隧道内声场预测模型,通过线路试验验证了模型的有效性,获得了隧道内车体表面声学响应,对比了隧道和明线区间车体表面及列车横截面声场的分布特征。列车在隧道内运行时的最大声压级仍位于转向架区域,其声压级在横截面上分布较为均匀;而在明线上,声能量向线路两侧扩散,各噪声源对车体侧面声场影响较小。(4)基于统计能量分析(SEA)方法,建立了隧道和明线两种运行环境下的车内噪声仿真预测模型,并与试验结果进行了对比,验证了模型的有效性。在此基础上分析了两种运行环境下车内客室端部声腔子系统的功率输入贡献率及贡献差异。两种线路均以空气传声为主,明线区间占61.3%,主要来自地板区域;隧道区间占83.5%,主要来自侧墙区域;而结构声均主要来自地板和顶板区域。(5)分别调查了隧道阻塞比、横截面形状、隧道壁吸声等隧道因素对车内噪声的影响。车内客室端部声压级随隧道阻塞比的减小而降低;在隧道横截面面积相当的情况下,圆形隧道比矩形隧道小1.2 dBA;随着吸声材料铺设面积的增加,车内客室端部降噪效率逐渐降低,仅在道床和隧道壁下部铺设吸声材料时客室端部降噪4.3 dBA,而全部铺设时的最大降噪量为5.3 dBA;在隧道壁下部铺设吸声材料对车内客室端部的降噪效果优于铺设于隧道壁中上部。此外,基于声学灵敏度方法分析了隧道和明线区间车体隔声、车体振动、车内吸声等车辆因素对车内噪声的影响。明线区间,车内客室端部噪声对地板隔声和地板振动灵敏度最大;隧道区间,车内客室端部噪声对车门隔声和侧墙振动灵敏度最大;两种运行线路下车内噪声对车内吸声系数的灵敏度差异较小。相关研究结果可为隧道内地铁列车车内噪声控制提供参考。