AT511769B1 - METHOD FOR PREDICTING IMMISSIONS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage der Immissionen eines Fahrzeugs (1) auf einen vorgegebenen Immissionspunkt (3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass a) der Weg (2) durch eine Anzahl von auf ihm befindlichen Wegpunkten (21) vorgegeben wird, b) dass auf dem Fahrzeug (1) eine Anzahl von Emissionsquellen vorgegeben wird und den einzelnen Emissionsquellen jeweils eine vorgegebene Emission zugeordnet wird, c) dass die vom Fahrzeug (1) ermittelten Emissionen jeweils einem der Wegpunkte (21) zugerechnet werden, wobei für jeden Wegpunkt (21) eine Emissionsfunktion Fi(t) über die Zeit (t) ermittelt wird, d) dass für jeden Wegpunkt (21) eine Transferfunktion (Hi) ermittelt wird, mittels derer eine Immissionsfunktion vi(t) in Abhängigkeit von der Emissionsfunktion Fi(t) ermittelt wird, e) dass die dem jeweiligen Wegpunkt (21) zugeordnete Transferfunktion Hi auf die einzelnen vom Fahrzeug (1) ausgehenden Emissionswerte in den Wegpunkten (21) angewendet wird, wobei für jeden der Wegpunkte (21) jeweils eine Immissionsfunktion vi(t) ermittelt wird, und f) dass eine Prognosefunktion v(t) durch Superposition der einzelnen Immissionsfunktionen vi(t) ermittelt wird.The invention relates to a method for predicting the immissions of a vehicle (1) to a predetermined immission point (3). According to the invention, it is provided that a) the path (2) is predetermined by a number of waypoints (21) located thereon, b) a number of emission sources are predetermined on the vehicle (1) and a given emission is assigned to the individual emission sources c) that the emissions determined by the vehicle (1) are each attributed to one of the waypoints (21), whereby for each waypoint (21) an emission function Fi (t) is determined over the time (t), d) that for each Waypoint (21) a transfer function (Hi) is determined, by means of which an immission function vi (t) is determined in dependence on the emission function Fi (t), e) that the respective waypoint (21) associated transfer function Hi to the individual from the vehicle (1) emanating emission values in the waypoints (21) is applied, wherein for each of the waypoints (21) each an immission function vi (t) is determined, and f) that a prediction function v (t) by Superpositi on the individual immission functions vi (t) is determined.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage von Immissionen, insbesondere vomVerkehr verursachten Immissionen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.Description [0001] The invention relates to a method for the prediction of immissions, in particular emissions caused by traffic, according to the preamble of claim 1.
[0002] Bisher sind aus dem Stand der Technik einzelne Verfahren bekannt, mittels derer dieAuswirkungen von Emissionen und Immissionen bestimmter Erschütterungsquellen auf Immis¬sionspunkte ermittelt werden. Der Erfindung liegt das allgemeine Problem zugrunde, dassgerade im Bereich des Verkehrs die Immissionsquellen typischerweise bewegt sind, sodass diebislang bekannten Modelle, die von einer unbewegten Emissionsquelle ausgehen. Bei derPrognose bzw. Vorhersage von Immissionen in einem bestimmten Punkt versagen.So far, individual methods are known from the prior art, by means of which the Aususe effects of emissions and immissions of certain vibration sources are determined to Immis¬sionspunkte. The invention is based on the general problem that, especially in the area of traffic, the immission sources are typically moved, so that the models known hitherto emanating from a stationary emission source. Failure to predict or predict immissions at a particular point.
[0003] Typischerweise werden Prognosen für Verkehrserschütterungen für Gebäude in derNähe von geplanten Schienenstrecken durchgeführt. Es kann sich dabei sowohl um überirdi¬sche wie auch um unterirdische Schienenstrecken handeln. Ziel solcher Prognosen ist es, dieErschütterungsimmissionen und ihre Wirkungen auf die Gebäude und deren Bewohner wirksamabschätzen zu können. Die Beurteilung der Immissionen ist in diversen Normen, insbesondereder ÖNORM S 9012, S 9020 sowie DIN 4150 geregelt. Aus dem Stand der Technik sind Verfah¬ren bekannt, die zur Prognose entweder exakte physikalische Modelle oder alternativ die ge¬messene Transferfunktion vom Emissionspunkt zum Immissionspunkt für eine Prognose imFrequenzbereich verwenden. Prognosen durch physikalische Modelle, wie etwa analytischeLösungen, Finite-Elemente- Simulationen oder Boundary-Elemente-Simulationen sind in derRegel rechenaufwendig und - sofern keine zusätzliche messtechnische Untersuchung desBodens geliefert würde - liefern diese Verfahren Ergebnisse mit relativ großen Unsicherheiten,die mit den für die physikalischen Modelle angenommenen Materialeigenschaften einhergehen.Typically, forecasts are provided for traffic jerks for buildings near planned railroad tracks. It may be both überirdi¬sche as well as underground rail lines. The aim of such forecasts is to be able to effectively estimate the vibration immissions and their effects on the buildings and their inhabitants. The assessment of immissions is governed by various standards, in particular ÖNORM S 9012, S 9020 and DIN 4150. From the prior art, methods are known which use either exact physical models for prognosis or alternatively the measured transfer function from the emission point to the immission point for a prognosis in the frequency range. Physical model predictions, such as analytical solutions, finite element simulations, or boundary element simulations, are usually computationally expensive and, unless additional ground floor testing is provided, provide relatively high uncertainty results with respect to physical properties Models assumed material properties.
[0004] Eine alternative und praktikablere Lösung, die aus dem Stand der Technik bekannt ist,ist Transferfunktion zu messen und diese mit einem Emissionsspektrum der Erschütterungs¬quelle zu multiplizieren, um ein Immissionsspektrum am Immissionspunkt zu erhalten. Für den,der gleich mit dem in den Normen (ÖNORM, DIN) definierten Grenzwerten, ist es allerdingserforderlich, aus dem Immissionsspektrum näherungsweise Vergleichswerte, wie etwa diemaximale Schwinggeschwindigkeit, den gleitenden Effektivwert bewertenden Schwingge¬schwindigkeit zu extrahieren, was Ungenauigkeiten mit sich bringt. Hierbei besteht zudem dererhebliche Nachteil, dass das berechnete Immissionsspektrum der Erschütterung von einerPumpquelle mit periodischer Anregung ausgeht, was nicht den Gegebenheiten von durch denSchienenverkehr bewirkten Erschütterungen entspricht.An alternative and more practical solution, which is known from the prior art, is to measure transfer function and to multiply this with an emission spectrum of the vibration source in order to obtain an emission spectrum at the immission point. For those who are equal to the limits defined in the standards (ÖNORM, DIN), however, it is necessary to extract from the emission spectrum approximately comparative values, such as the maximum vibration velocity, the sliding RMS evaluating vibration velocity, which entails inaccuracies. In addition, there is the considerable disadvantage that the calculated immission spectrum of the vibration emanates from a pumping source with periodic excitation, which does not correspond to the conditions of shocks caused by the rail traffic.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren zur Vorhersage von Erschütterungenbereitzustellen, mittels dessen die Auswirkungen von bewegten Emissionsquellen sicher vor¬hergesagt werden können.The object of the invention is therefore to provide a method for the prediction of vibrations, by means of which the effects of moving emission sources can be safely predicted.
[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mitden Merkmalen des Kennzeichens des unabhängigen Patentanspruches 1.The invention solves this problem in a method of the type mentioned with the features of the characterizing part of the independent claim. 1
[0007] Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren Oberbegriff Patentanspruch 1 vorgesehen,dass [0008] a) der Weg durch eine Anzahl von auf ihm befindlichen Wegpunkten vorgegeben wird, [0009] b) dass auf dem Fahrzeug eine Anzahl von Emissionsquellen, insbesondere im Bereich der Achsen des Fahrzeugs vorgegeben wird und den einzelnen Emissionsquellen je¬weils eine vorgegebene Emission zugeordnet wird, [0010] c) dass die vom Fahrzeug ermittelten Emissionen entsprechend der Position der einzel¬ nen Emissionsquellen des Fahrzeugs jeweils einem der Wegpunkte oder mehrerenWegpunkten zugerechnet werden, wobei für jeden Wegpunkt eine EmissionsfunktionFi(t) über die Zeit ermittelt wird, [0011] d) dass für jeden Wegpunkt eine Transferfunktion ermittelt wird, mittels derer eine die[0008] According to the invention, in a method, the preamble of claim 1 provides that [0008] a) the path is predetermined by a number of waypoints located on it, b) that a number of emission sources, in particular in the region of [0010] c) that the emissions determined by the vehicle are in each case assigned to one of the waypoints or several waypoints according to the position of the individual emission sources of the vehicle each waypoint an emission function F i (t) is determined over time, d) that for each waypoint a transfer function is determined, by means of which one of the
Immissionen im Immissionspunkt beschreibende Immissionsfunktion vi(t) in Abhän- gigkeit von der dem jeweiligen Wegpunkt zugeordneten Emissionsfunktion Fi(t) ermit¬telt wird, [0012] e) dass die dem jeweiligen Wegpunkt zugeordnete Transferfunktion H, auf die einzelnen vom Fahrzeug ausgehenden Emissionswerte in den Wegpunkten angewendet wird,wobei als Ergebnis der Auswertung der jeweiligen Transferfunktion Hi für jeden derWegpunkte jeweils eine Immissionsfunktion V|(t) ermittelt wird, und [0013] f) dass eine Prognosefunktion v(t) durch Superposition der einzelnen Immissionsfunkti¬ onen V|(t) ermittelt wird und diese Prognosefunktion v(t) zur Vorhersage der Immissi¬onen der durch das Fahrzeug verursachten Emissionen wiedergibt wird.[0012] e) that the transfer function H, assigned to the respective waypoint, is determined by the emission values at the immission point describing the immission point vi (t) as a function of the emission function Fi (t) assigned to the respective waypoint is applied in the waypoints, wherein as a result of the evaluation of the respective transfer function Hi an immission function V | (t) is determined for each of the waypoints, and [0013] f) that a prediction function v (t) by superposition of the individual immission functions V | (t) is determined and this prediction function v (t) is reproduced to predict the immissions of the emissions caused by the vehicle.
[0014] Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass der Umstand, dassFahrzeuge als Erschütterungsquellen und nicht bloß als Punktquellen agieren, sondern übereinen relativ großen linienförmigen Bereich Erschütterungen verursachen, besser berücksichtigtwird. Weiters vorteilhaft ist, dass das Ergebnis der Prognose als Zeitverlauf der Immissionvorliegt, wodurch Grenzwertvergleiche besonders rasch und effizient durchgeführt werdenkönnen. Zudem können die unterschiedlichen dispersiven Bodeneigenschaften sowie die Bo¬dendämpfung im jeweiligen Berechnungsmodell berücksichtigt werden.The method according to the invention has the advantage that the fact that vehicles act as vibration sources and not merely as point sources but cause vibrations over a relatively large line-shaped area is better taken into account. Furthermore, it is advantageous that the result of the prognosis is present as the time course of the immission, whereby limit value comparisons can be carried out particularly quickly and efficiently. In addition, the different dispersive soil properties and the soil attenuation can be taken into account in the respective calculation model.
[0015] Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass als Emissionen an den Achsen desFahrzeugs, den Wegpunkten und/oder dem Immissionspunkt vorherrschende physikalischeGrößen, beispielsweise Erschütterungen, Kräfte, mechanische Schwingungen, Schwingge¬schwindigkeiten, Schallwellen und/oder elektromagnetische Wellen herangezogen werden.Advantageously, it may be provided that as physical emissions on the axles of the vehicle, the waypoints and / or the immission point prevailing physical quantities, such as vibrations, forces, mechanical vibrations, Schwingge¬ speeds, sound waves and / or electromagnetic waves are used.
[0016] Zur Beurteilung von Emissionen von Eisenbahnstrecken kann vorgesehen sein, dass alsWeg eine Straße oder eine Eisenbahnstrecke herangezogen wird.To assess emissions from railway lines can be provided that asWeg a road or a railway line is used.
[0017] Um eine vorteilhafte räumliche Auflösung zu erhalten und die räumliche Verteilung derErschütterungsquellen im Fahrzeug berücksichtigen zu können, kann vorgesehen sein, dassdie Wegpunkte hintereinander entlang des Wegs, insbesondere in einem Abstand von jeweilszwischen 3 cm und 10 m, vorzugsweise 0.6m, zwischen zwei zueinander benachbarten Weg¬punkten, angeordnet sind, wobei die Anzahl der Punkte vorzugsweise zwischen 30 und 5000,insbesondere zwischen 100 und 200, festgesetzt wird.In order to obtain an advantageous spatial resolution and to be able to take into account the spatial distribution of the sources of vibration in the vehicle, it may be provided that the waypoints follow each other along the way, in particular at a distance of between 3 cm and 10 m, preferably 0.6m, between two are arranged, the number of points preferably between 30 and 5000, in particular between 100 and 200, is set.
[0018] Eine besonders einfache Bestimmung der von einem Fahrzeug ausgehenden bzw.verursachten Emissionen sowie deren Auswirkungen auf den Emissionspunkt sieht vor, dass [0019] a) auf dem Fahrzeug ein Bezugspunkt festgelegt wird und die Abstände der Achsen desA particularly simple determination of the emanating from a vehicle or caused emissions and their effects on the emission point provides that a) on the vehicle a reference point is determined and the distances of the axes of
Fahrzeugs in Ausdehnungsrichtung des Wegs und/oder in Fortbewegungsrichtungdes Fahrzeugs angegeben werden, [0020] b) für jede einzelne Achse die jeweilige vom Fahrzeug ausgehende und über dieseVehicle in the direction of extension of the path and / or in the direction of travel of the vehicle, b) for each individual axis, the respective outgoing from the vehicle and via this
Achse auf den vorgegebenen Weg übertragene Achsemission, insbesondere vorab,ermittelt oder abgeschätzt wird, und in Form einer über der Zeit definierten Ach¬semissionsfunktion Fa(t) zur Verfügung steht, [0021] c) eine den Untergrund des Wegs charakterisierende Einflussfunktion l(D) vorgegeben wird, die die Auswirkungen und Fortpflanzungen einer in einem Punkt auf dem Wegabgegebenen Emission in einem von diesem Punkt mit einem Abstand beabstande-ten Punkt angibt, und [0022] d) dass die Emissionsfunktionen Fj(t) für die Wegpunkte nach der folgenden Vorschrift ermittelt werden: mAxis is transmitted to the predetermined path, in particular beforehand, determined or estimated, and is available in the form of an axle emission function Fa (t) defined over time, c) an influencing function 1 (D) characterizing the underground of the path ) indicating the effects and propagations of emission at a point on the way in a distance spaced point from that point, and d) that the waypoints Fj (t) are as follows Regulation to be determined: m
Fi(t) = YjFa(t)l(vt-sa-xi)ds v_ _/Fi (t) = YjFa (t) l (vt-sa-xi) ds v_ _ /
a-\ Da- \ D
[0023] wobei (x,) die Position des jeweiligen Wegpunkts in Bezug auf ein vorgegebenes Koordi¬natensystem ist, das Argument D = (v*t - sa - x,) den Abstand der a-ten Achse zum i-ten Weg¬punkt zum Zeitpunkt t ist und wobei ds der Abstand zwischen je zwei benachbarten Wegpunkten ist und wobei I eine Einflussfunktion ist, die im Bereich um das Argument 0 ihr Maximum auf¬weist und vorzugsweise symmetrisch um dieses Maximum abfällt, und wobei v der Geschwin¬digkeit des Fahrzeugs entspricht und sa der Abstand der a-ten Achse zu einem Bezugspunktauf dem Fahrzeug ist.Where (x,) is the position of the respective waypoint with respect to a given Koordi¬natensystem, the argument D = (v * t - sa - x,) the distance of the a-th axis to ith Weg¬ point at time t and where ds is the distance between each two adjacent waypoints and where I is an influence function which has its maximum in the area around the argument 0 and preferably falls symmetrically about this maximum, and where v is the speed of the vehicle and sa is the distance of the a-th axis to a reference point on the vehicle.
[0024] Eine besonders vorteilhafte Einflussfunktion, die auf einzelne Begebenheiten des Unter¬grundes des Weges anpassbar ist, sieht vor, dass die Einflussfunktion I mit der FormelA particularly advantageous influence function, which is adaptable to individual occurrences of the background of the path, provides that the influence function I with the formula
β~ψ , V 1(D) =-(cos φ - sin φ) 2k -r [0025] vorgegeben wird, wobei r=(4EI/k)0,25 ; φ=ΌΙΐ, und wobei k der Bettung des Bodens proLauf meter Strecke [N/m2] und El die Biegesteifigkeit [Nm2] des Balkenmodells der Wegkonstruk¬tion entspricht. Bei dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können insbesondere dis¬persive Bodeneigenschaften einfach berücksichtigt werden.β ~ ψ, V 1 (D) = - (cos φ - sin φ) 2k - r [0025] where r = (4EI / k) 0.25; φ = ΌΙΐ, and where k corresponds to the bedding of the ground per linear meter [N / m2] and El corresponds to the bending stiffness [Nm2] of the beam model of the road construction. In this advantageous development of the invention, in particular, dispersive soil properties can be easily taken into account.
[0026] Alternativ kann die Einflussfunktion bestimmt werden, indem die Einflussfunktion 1(D)ermittelt wird, indem in einem Punkt auf dem Weg eine vorgegebene Emission ausgeübt wirdund die Immissionen in einer vorgegebenen Anzahl von benachbarten weiteren Punkten aufdem Weg mit Abstand zum Punkt ermittelt wird, wobei die Einflussfunktion 1(D) als Verhältniszwischen der Amplitude der Emission und der Amplitude der Immission festgelegt wird.Alternatively, the influence function can be determined by determining the influence function 1 (D) by applying a predetermined emission at a point on the path and detecting the emissions in a predetermined number of adjacent further points on the path away from the point in which the influence function 1 (D) is set as the ratio between the amplitude of the emission and the amplitude of the immission.
[0027] Zur vorteilhaften Diskretisierung des Weges kann vorgesehen sein, dass der Abstandzwischen zwei benachbarten Wegpunkten derart gewählt wird, dass die Einflussfunktion l(x)zwischen zwei benachbarten Wegpunkten um weniger als 20%, insbesondere um weniger als5%, des Maximalwerts der Einflussfunktion l(x) zwischen diesen Wegpunkten variiert. Hierdurchkönnen genaue Ergebnisse bei relativ geringem Rechenaufwand erzielt werden.For the advantageous discretization of the path, it can be provided that the distance between two adjacent waypoints is chosen such that the influence function l (x) between two adjacent waypoints by less than 20%, in particular by less than 5%, of the maximum value of the influence function l (x) varies between these waypoints. This allows accurate results to be achieved with relatively little computational effort.
[0028] Zur vorteilhaften Modellierung der Übertragung der Emissionen vom Weg zum Immissi¬onspunkt kann vorgesehen sein, dass die Transferfunktionen Hs(f) in Abhängigkeit von derFrequenz der Emissionen oder Immissionen bestimmt werden, indem eine einzige Transfer¬funktion H(f) für einen vorgegebenen Wegpunkt ermittelt wird, der einen vorgegebenen AbstanddT vom Immissionspunkt aufweist und wobei die Transferfunktion H|(f) gemäß der folgendenVorschrift festgelegt wird: #,-(/) = ^(/)1^] exp i-2iIjfD.{di-dT) K-J l vs(f) [0029] wobei di der Abstand des jeweiligen Wegpunkts vom Immissionspunkt ist, wobei α eingeometrischer Dämpfungskoeffizient ist, wobei D eine Dämpfungskonstante ist, dj der Abstanddes jeweiligen Wegpunkts vom Immissionspunkt ist und wobei vs(f) der Fortpflanzungsge¬schwindigkeit der Emissionen, insbesondere von Schwingungen im Boden, ist.For the advantageous modeling of the transmission of the emissions from the path to the immission point it can be provided that the transfer functions Hs (f) are determined as a function of the frequency of the emissions or immissions by a single transfer function H (f) for a predetermined waypoint having a predetermined distance dT from the immission point, and wherein the transfer function H | (f) is set according to the following rule: #, - (/) = ^ (/) 1 ^] exp i-2iIjfD. {di-dT Where K i is the distance of the respective waypoint from the immission point, where α is a coefficient of attenuation, where D is an attenuation constant, dj is the distance of the respective waypoint from the immission point and where vs (f) is the propagation speed of emissions, in particular of vibrations in the soil.
[0030] Zur einfachen Ermittlung der Ergebnisse der Transferfunktion kann vorgesehen sein,dass zur Anwendung der Transferfunktion H, auf die Emissionsfunktion F,(t) die Emissionsfunk¬tion Fourier-transformiert wird, die Fourier-Transformierte f,(t) mit der Transferfunktion H,(f)multipliziert wird und das Ergebnis dieser Multiplikation Fourier- rücktransformiert wird, wobeidie Immissionsfunktion v,(t) als Ergebnis der Fourier- Rücktransformation festgelegt wird.For the simple determination of the results of the transfer function it can be provided that for the application of the transfer function H, to the emission function F, (t) the emission function is Fourier-transformed, the Fourier transform f, (t) with the transfer function H, (f) is multiplied and the result of this multiplication is Fourier-transformed back, the immission function v, (t) being determined as a result of the Fourier inverse transformation.
[0031] Um unterschiedliche Fortpflanzungsgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Frequen¬zen zu berücksichtigen, kann vorgesehen sein, dass zur Anwendung der Transferfunktion H, mitder frequenzabhängigen Fortpflanzugsgeschwindigkeit vs(f) auf die Emissionsfunktion Fi(t) dieEmissionsfunktion Fourier-transformiert wird, die Fourier-Transformierte f,(f) mit der Transfer¬funktion H|(f), und gegebenenfalls mit einer vorgegebenen Filterfunktion J(f) multipliziert wird,und das Ergebnis dieser Multiplikation Fourier-rücktransformiert wird, wobei die Immissionsfunk¬tion Vj(t) als Ergebnis der Fourier-Rücktransformation festgelegt wird.To take into account different propagation velocities at different frequencies, it can be provided that, to apply the transfer function H, with the frequency-dependent propagation velocity vs (f) to the emission function Fi (t), the emission function is Fourier-transformed, the Fourier transform f , (f) is multiplied by the transfer function H | (f), and optionally with a given filter function J (f), and the result of this multiplication is Fourier-back transformed, the immission function Vj (t) being the result of the Fourier inverse transformation is set.
[0032] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Filterfunktion J(f) mit J(f) = exp(-2jref(di/vs(f)-tsio))festgelegt wird, wobei di der Abstand des jeweiligen Wegpunkts vom Immissionspunkt ist und tSio eine Referenzzeitverzögerung darstellt, die insbesondere mit tSio=di/max(vs(f)) festgelegtwird. Die Transferfunktion kann hierbei besser an vom Immissionspunkt entfernt gelegenenWegpunkten an die Bodendämpfung angepasst werden. Ferner bietet diese besondere Fortbil¬dung der Erfindung auch die Möglichkeit, die Phasendifferenzen, einen Zeitversatz und Zeitver¬zögerungen bedingt durch Wellenlaufzeiten der Immission aus einzelnen Punktquellen mitgroßer Genauigkeit zu ermitteln.Furthermore, it can be provided that the filter function J (f) is set with J (f) = exp (-2jref (di / vs (f) -tsio)), where di is the distance of the respective waypoint from the immission point and tSio represents a reference time delay, which is determined in particular with tSio = di / max (vs (f)). The transfer function can be adapted better to the ground attenuation at points away from the immission point. Furthermore, this particular development of the invention also offers the possibility of determining the phase differences, a time offset and time delays caused by wave propagation times of the immission from individual point sources with great accuracy.
[0033] Zur Bereinigung der Ergebnisse kann vorgesehen sein, dass die Prognosefunktion v(t)einer Hochpassfilterung, vorzugsweise mit einer Grenzfrequenz von 1Hz, unterzogen wird.To correct the results, it can be provided that the prediction function v (t) is subjected to high-pass filtering, preferably with a cut-off frequency of 1 Hz.
[0034] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bindung wird anhand der folgenden Zeich¬nungsfiguren dargestellt.A preferred embodiment of the binding is illustrated by the following drawing figures.
[0035] Fig. 1 zeigt schematisch eine Eisenbahnstrecke mit einem Schienenfahrzeug sowie ein als Immissionsobjekt dienendes Gebäude mit einem im Gebäude liegendenImmissionspunkt.Fig. 1 shows schematically a railroad track with a rail vehicle and a building serving as an immission object with an in-building emission point.
[0036] Fig. 2 zeigt eine schematisierte und vereinfachte Darstellung der in Fig. 1 dargestell¬ ten Szene.FIG. 2 shows a schematic and simplified representation of the scene represented in FIG. 1.
[0037] Fig. 3 zeigt exemplarisch eine an einer Achse des Fahrzeuges auftretende Achslast.3 shows by way of example an axle load occurring on an axle of the vehicle.
[0038] Fig. 4 zeigt schematisch die Zuordnung der von den einzelnen Achsen ausgehendenFig. 4 shows schematically the assignment of the emanating from the individual axes
Kräfte auf die Wegpunkte des Weges.Forces on the waypoints of the way.
[0039] Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Einflussfunktion.Fig. 5 shows a preferred influence function.
[0040] Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer experimentell ermittelten Wellengeschwindigkeit bei dispersivem Boden.Fig. 6 shows an example of an experimentally determined wave velocity in dispersive soil.
[0041] Fig. 7 zeigt den Beitrag der einzelnen Achsen des Fahrzeuges zu der auf einen Weg¬ punkt einwirkenden Kraft.FIG. 7 shows the contribution of the individual axles of the vehicle to the force acting on a waypoint.
[0042] Fig. 8 zeigt die von der Fahrt des Fahrzeugs verursachte und einem Wegpunkt zuge¬ ordnete Emissionsfunktion.FIG. 8 shows the emission function caused by the drive of the vehicle and assigned to a waypoint.
[0043] Fig. 9 zeigt vergrößert einen Bereich von Fig. 8.Fig. 9 shows an enlarged portion of Fig. 8.
[0044] Fig. 10 zeigt eine durch Messung ermittelte Transferfunktion.Fig. 10 shows a transfer function determined by measurement.
[0045] Fig. 11 zeigt eine rechnerisch ermittelte Immissionsfunktion ohne Anwendung einesFIG. 11 shows a computationally determined immission function without application of a
Filters.Filter.
[0046] Fig. 12 zeigt die in Fig. 11 dargestellte Immissionsfunktion nach Anwendung einesFig. 12 shows the immission function shown in Fig. 11 after application of a
Filters.Filter.
[0047] Fig. 13 zeigt eine durch Superposition der einzelnen Immissionsfunktionen ermittelteFig. 13 shows a determined by superposition of the individual immission functions
Prognosefunktion.Prognostics.
[0048] Fig. 14 zeigt die in Fig. 13 dargestellte Prognosefunktion nach Anwendung eines Tief¬ passfilters.FIG. 14 shows the prediction function shown in FIG. 13 after application of a low-pass filter.
[0049] In Fig. 1 sind schematisch ein Weg 2 in Form einer eine Eisenbahnstrecke mit einemSchienenfahrzeug 1 sowie ein als Immissionsobjekt dienendes Gebäude mit einem Immissi¬onspunkt 3 dargestellt. Im Zuge des im folgenden beschriebenen besonderen Ausführungsbei¬spiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens sollen die Auswirkungen von Erschütterungen, dievom Schienenfahrzeug 1 erzeugt wurden, auf den Immissionspunkt 3 ermittelt werden. Ziel derUntersuchung ist es, die Auswirkungen unterschiedlicher vorbeifahrender Schienenfahrzeuge 1,etwa mit mehreren Waggons, auf das Haus zu ermitteln.In Fig. 1, a path 2 in the form of a railroad track with a rail vehicle 1 and serving as an immission object building with a Immissi¬onspunkt 3 are shown schematically. In the course of the special embodiment of a method according to the invention described below, the effects of vibrations generated by the rail vehicle 1 on the immission point 3 are to be determined. The aim of the investigation is to determine the effects of different passing rail vehicles 1, such as with several wagons, on the house.
[0050] In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden auf dem Weg 2eine Vielzahl von Wegpunkten 21 vorgegeben. Bei der vorliegenden, als Weg 2 dienendenEisenbahnstrecke werden als Wegpunkt 21 jeweils auf den Schwellen liegende Punkte vorge¬geben, vorzugsweise werden die Wegpunkte 21 auf den zwischen den Schienen zentral liegen- den Punkte als Wegpunkte 21 herangezogen.In the embodiment of the invention shown here, a plurality of waypoints 21 are given on the way 2. In the present railway path serving as path 2, points each lying on the thresholds are given as the waypoint 21, and the waypoints 21 are preferably used as waypoints 21 on the points located centrally between the rails.
[0051] Unter einer Emission oder Immission wird im folgenden eine physikalische Größe, bei¬spielsweise eine Erschütterung, eine auftretende Kraft, eine mechanische Schwingung, eineSchwinggeschwindigkeit, die Intensität von Schallwellen oder elektromagnetische Wellen ver¬standen. Selbstverständlich können auch Kombinationen aus den angegebenen physikalischenGrößen herangezogen werden.In the following, an emission or immission is understood to be a physical quantity, for example a vibration, an occurring force, a mechanical vibration, a swinging speed, the intensity of sound waves or electromagnetic waves. Of course, combinations of the stated physical quantities can also be used.
[0052] Als Immission und Emission können auch unterschiedliche Größen herangezogen wer¬den, beispielsweise kann als Emission die am Fahrzeug 1 vorherrschende Kraft und als Immis¬sion die Bewegungsgeschwindigkeit der Wände des Gebäudes im Bereich des Immissions¬punkts 3 herangezogen werden.Different sizes can also be used as immission and emission, for example the force prevailing on the vehicle 1 can be used as emission and the speed of movement of the walls of the building in the region of the immission point 3 can be used as an immission.
[0053] Fig. 2 zeigt eine schematisierte Darstellung der einzelnen Wegpunkte 21 auf dem Weg 2. Der Weg 2 ist eindimensional dargestellt, d. h. allfällige Kurven oder Kuppen sind nicht dar¬gestellt. Auf dem Weg 2 sind eine Anzahl von 2n+1 Wegpunkten 21 vorgegeben, die voneinan¬der jeweils denselben Abstand ds aufweisen. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, dieAbstände zwischen den einzelnen Wegpunkten unterschiedlich zu halten, wobei in den folgen¬den Berechnungen jeweils für jeden Wegpunkt 21 bzw. für jeweils zwei benachbarte Wegpunk¬te 21 jeweils der konkrete Abstand ds in die jeweilige Formel einzusetzen ist.Fig. 2 shows a schematic representation of the individual waypoints 21 on the way 2. The path 2 is shown in one dimension, d. H. Any curves or crests are not dar¬gestellt. On the path 2, a number of 2n + 1 waypoints 21 are given which each have the same distance ds from one another. Alternatively, it is of course possible to keep the distances between the individual waypoints different, wherein in the following calculations, in each case for each waypoint 21 or for each two adjacent waypoints 21 the concrete distance ds is to be inserted into the respective formula.
[0054] Die einzelnen Wegpunkte 21 erhalten einen eindeutigen Index je nach ihrer Lage aufdem Weg. Befährt ein Fahrzeug 1 den Weg 2, so befährt es hintereinander Wegpunkte 21 mitjeweils ansteigenden oder absteigenden Indizes. Im vorliegenden Fall werden die Indizes fürdie 2n+1 Wegpunkte 21 von -n bis +n gewählt. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist jeder der Weg¬punkte 21 einen unterschiedlichen Abstand d, zum Immissionspunkt 3 auf. Für sämtliche derWegpunkte 21 wird der Abstand zum Immissionspunkt 3 rechnerisch oder durch Messungermittelt. Zur Messung können etwa für jeden Wegpunkt 21 sowie für den Immissionspunkt 3die Koordinaten, insbesondere mittels GPS, ermittelt werden und jeweils der Abstand d, zwi¬schen dem jeweiligen Wegpunkt 21 und dem Immissionspunkt 3 ermittelt werden.The individual waypoints 21 receive a unique index depending on their location on the way. If a vehicle 1 travels the route 2, it travels in succession waypoints 21, each with increasing or decreasing indices. In the present case, the indices for the 2n + 1 waypoints 21 are chosen from -n to + n. As shown in FIG. 2, each of the waypoints 21 has a different distance d to the immission point 3. For all of the waypoints 21, the distance to the immission point 3 is calculated or determined by measurement. For the measurement, for example, for each waypoint 21 as well as for the immission point 3the coordinates, in particular by means of GPS, can be determined and in each case the distance d between the respective waypoint 21 and the immission point 3 can be determined.
[0055] Wie weiters in Fig. 2 dargestellt, wird angenommen, dass jegliche für die folgendenModellrechnungen verwendeten vom Fahrzeug 1 ausgehenden Emissionen jeweils einem derWegpunkte 21 zugerechnet werden. Jedem der Wegpunkte 21 wird dabei jeweils eine Emissi¬onsfunktion Fj(t) zugerechnet, die näherungsweise angibt, wie der zeitliche Verlauf der Emissio¬nen ist, die vom jeweiligen Wegpunkt 21 ausgehen. Es wird angenommen, dass in jedem ein¬zelnen Wegpunkt 21 näherungsweise eine Emissions-Punktquelle angeordnet ist, der die jewei¬ligen Emissionen des Fahrzeugs 1 zugerechnet werden.As further shown in Fig. 2, it is assumed that any emissions emanating from the vehicle 1 used for the following model calculations are each attributed to one of the waypoints 21. In this case, each of the waypoints 21 is in each case assigned an emission function Fj (t), which approximately indicates how the time profile of the emissions emanating from the respective waypoint 21 is. It is assumed that in each individual waypoint 21 approximately an emission point source is arranged, to which the respective emissions of the vehicle 1 are attributed.
[0056] Diese Annahme ist selbstverständlich nur eine Näherung des tatsächlichen Emissions¬verhaltens, liefert jedoch genaue Ergebnisse, insbesondere dann, wenn eine große Anzahl vonnahe beisammen liegenden Punkten verwendet wird und die Abstände zum Immissionspunkt 3groß sind im Verhältnis zu den Abständen der einzelnen Wegpunkte 21 zueinander. Im vorlie¬genden Beispiel beträgt der Abstand ds jeweils etwa einen Meter, während der Abstand zumImmissionspunkt 3 im Bereich zwischen 20 und 1000 Metern liegt. Generell können jedochauch die Entfernungen zwischen den Wegpunkten 21 und dem Immissionspunkt 3 weitausgrößer sein.This assumption is of course only an approximation of the actual emission behavior, but provides accurate results, especially when a large number of close points is used and the distances to the immission point 3 are large in relation to the distances of the individual waypoints 21 to each other. In the present example, the distance ds is in each case about one meter, while the distance to the emission point 3 is in the range between 20 and 1000 meters. In general, however, the distances between the waypoints 21 and the immission point 3 can be much larger.
[0057] In den Fig. 3 bis 5 ist schematisch die Zuordnung der einzelnen vom Fahrzeug 1 abge¬gebenen Emissionen zu den Wegpunkten 21 näher dargestellt. Es wird weiters angenommen,dass die Emissionen hauptsächlich über die Achsen des Fahrzeugs 1 auf den Weg 2 abgege¬ben werden und darüber hinausgehende Übertragungen von Immissionen, etwa über die Luftverhältnismäßig gering sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die an den einzelnenAchsen des Fahrzeugs 1 auftretenden Schwingungskräfte als Emissionen ermittelt.In FIGS. 3 to 5, the assignment of the individual emissions emitted by the vehicle 1 to the waypoints 21 is shown in more detail. It is further assumed that the emissions are emitted mainly via the axles of the vehicle 1 on the way 2 and beyond transmissions of immissions, such as the air are relatively low. In the present embodiment, the vibration forces occurring at the individual axles of the vehicle 1 are determined as emissions.
[0058] Auf dem Fahrzeug 1 werden die auftretenden Emissionen ermittelt, wobei die Emissio¬nen jeweils einer der Radachsen bzw. Achsen 12 zugeordnet werden. Es wird für jede derAchsen 12 des Fahrzeugs 1 eine Achsemissionsfunktion Fa(t) ermittelt. Die Achsemissionsfunk¬tion Fa(t) gibt für jede Achse mit einem Achsindex a die jeweilige vom Fahrzeug 1 ausgehende und über diese Achse 12 auf den Untergrund des Wegs 2 übertragene Achsemission an. DieAchsemissionsfunktion Fa(t) wird durch eine vorab erfolgte Aufnahme am Fahrzeug 1 vorabermittelt werden. So kann die von einem bestimmten Waggon ausgehende Achsemissionsfunk¬tion Fa(t) bei einem einzigen Waggon auf einer Teststrecke vorab bestimmt werden und für eineVielzahl von dem Fahrzeug 1 zugehörigen Waggons verwendet werden. Der zeitliche Verlaufeiner Achsemissionsfunktion Fa(t) ist in Fig. 3 dargestellt und gibt den von der jeweiligen Achseausgeübte Kraft auf den Weg 2, im vorliegenden Fall auf den Gleiskörper, dargestellt über dieZeit an.On the vehicle 1, the emissions are determined, the emissions are each assigned to one of the wheel axles or axles 12. An axle emission function Fa (t) is determined for each of the axles 12 of the vehicle 1. The axle emission function Fa (t) indicates for each axle with an axle index a the respective axle emission originating from the vehicle 1 and transmitted via this axle 12 to the ground of the path 2. The axle emission function Fa (t) will be pre-determined by a pre-pickup on the vehicle 1. Thus, the axle emission function Fa (t) emanating from a particular wagon in a single wagon on a test track can be predetermined and used for a plurality of wagons associated with the vehicle 1. The time course of an axle emission function Fa (t) is shown in FIG. 3 and indicates the force exerted by the respective axle on the path 2, in the present case on the track body, shown over time.
[0059] Die vom Fahrzeug 1 emittierten Erschütterungen werden durch einwirkende Kraft dervorbeifahrenden Achsen 12 verursacht. Die Kräfte wirken an den Achsen ein, wobei die Ab¬stände der einzelnen Achsen von einem auf dem Fahrzeug vorgegebenen Punkt R vorgegebensind. Die Position der Achsen 12 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ist durch die Geschwindig¬keit v des Fahrzeugs 1 durch den jeweiligen Abstand vom vorgegebenen Punkt bestimmbar.Die Achsemissionsfunktionen Fa(t), a=1..m geben die jeweilige über die Achse 12 mit demIndex a auf den Untergrund des Wegs 12 abgegebene Kraft an.The vibrations emitted by the vehicle 1 are caused by the acting force of the passing axles 12. The forces act on the axles, the distances of the individual axles being predetermined by a point R predetermined on the vehicle. The position of the axles 12 at a given point in time can be determined by the speed v of the vehicle 1 by the respective distance from the given point. The axle emission functions Fa (t), a = 1..m give the respective axis 12 with the index a on the background of the path 12 output power.
[0060] Die Achslasten Fa(t) beinhalten dynamische Kräfte. Diese beeinflussen maßgeblich diePrognose, deshalb gilt besondere Aufmerksamkeit ihrer Definition. Die dynamischen Kräftewerden verursacht von Unebenheiten (des Rads, der Straße, der Schiene), der Fahrzeugdyna¬mik, der Verkehrsstreckendynamik, und der Kontaktsteifigkeit Rad - Straße/Schiene. Für dieBestimmung der Achslastverläufe gibt es verschiedene Methoden. Beispielsweise können alsdie Achsemissionsfunktionen durch Beschleunigungs- oder Kraftmessgeräte an den jeweiligenAchsen ermittelt werden.; üblicherweise werden Beschleunigungsmessungen unmittelbar aneinem Rad der Achse 12 durchgeführt. Alternativ können auch Finite-Elemente Simulationendurchgeführt werden, bei denen eine Fahrt des Fahrzeugs 1 auf der unebenem Untergrund,etwa einer beschädigten Straße oder Schiene, simuliert wird.The axle loads Fa (t) include dynamic forces. These significantly influence the prognosis, so special attention is paid to their definition. The dynamic forces are caused by unevenness (of the wheel, the road, the rail), the vehicle dynamics, the traffic-path dynamics, and the contact stiffness wheel-road / rail. There are various methods for determining the axle load profiles. For example, the axis emission functions may be determined by accelerometers or force gauges at the respective axes. Usually, acceleration measurements are made directly on a wheel of the axle 12. Alternatively, finite element simulations can also be performed in which a ride of the vehicle 1 on the uneven ground, such as a damaged road or rail, is simulated.
[0061] Bei der Festlegung der einzelnen Achsemissionsfunktionen Fa(t) ist zu beachten, dassdiese bei mehrachsigen Fahrzeugen 1 nicht voneinander unabhängig sind. Die dynamischenKräfte werden großteils durch die Unebenheit der Straße/Schiene bestimmt, weshalb eine hoheKorrelation zwischen der Achslast und der Achsposition vorliegt. Weiterhin sind die Achsendurch die Fahrzeugkonstruktion verbunden, sodass Kräfte zwischen den Achsen über dasFahrzeug 1 übermittelt werden können.When determining the individual axle emission functions Fa (t), it should be noted that these are not independent of one another with multi-axle vehicles 1. The dynamic forces are largely determined by the unevenness of the road / rail, so there is a high correlation between the axle load and the axle position. Furthermore, the axles are connected by the vehicle structure so that forces between the axles can be transmitted via the vehicle 1.
[0062] Vorteilhafterweise werden die Achsemissionsfunktionen Fa(t) derart bestimmt, dass dieAchsemissionen direkt durch Messung an demjenigen Fahrzeug 1 ermittelt werden, das typi¬scherweise auch Immissionen am Immissionspunkt 3 verursacht. Fahren etwa auf dem Weg 2typischerweise Güterzüge, so können die Achsemissionsfunktionen Fa(t) von Güterzügen ermit¬telt und den folgenden Berechnungen zugrunde gelegt werden. Es ist jedoch für die weiterenBerechnungen nicht zwingend erforderlich, dass die Achsemissionsfunktionen Fa(t) bei einerFahrt über den Weg 21 ermittelt werden. Vielmehr kann diese Messung an einer beliebigenStrecke erfolgen.Advantageously, the axle emission functions Fa (t) are determined such that the axle emissions are determined directly by measurement on the vehicle 1, which typically also causes emissions at the immission point 3. If, for example, goods trains are traveling on route 2, then the axle emission functions Fa (t) of freight trains can be determined and the following calculations used as a basis. However, it is not mandatory for the further calculations that the axle emission functions Fa (t) are determined when traveling over the path 21. Rather, this measurement can be done on any track.
[0063] In Fig. 4 ist die Zuordnung zwischen der von den einzelnen Achsen 12 abgegebenenEmissionen zu den Wegpunkten 21 dargestellt. Auf dem Fahrzeug 1 ist ein Punkt R vorgege¬ben, der in Bezug auf das Fahrzeug 1 feststeht. Die einzelnen Achsen 12 des Fahrzeugs 1 sindgegenüber dem Punkt R als lagefest angenommen. Im vorliegenden Beispiel wird der Punkt Rin der Mitte des Fahrzeugs 1 vorgegeben. Die Achsen 12 haben vom Punkt R jeweils einenvorgegebene Koordinate sa, wobei a den Index der jeweiligen Achse 12 auf dem Fahrzeug 1angibt, und positive sa-Koordinaten vom Punkt R aus entgegen der Fahrtrichtung zeigen.FIG. 4 shows the association between the emissions emitted by the individual axles 12 and the waypoints 21. On the vehicle 1, a point R is preset, which is fixed with respect to the vehicle 1. The individual axles 12 of the vehicle 1 are assumed to be fixed in position relative to the point R. In the present example, the point Rin the center of the vehicle 1 is specified. The axles 12 each have a predetermined coordinate sa from the point R, where a indicates the index of the respective axle 12 on the vehicle 1, and positive sa coordinates point from the point R toward the direction of travel.
[0064] Die Achsen 12 geben eine bestimmte Emission mit einer vorgegebenen Intensität, wie inFig. 3 dargestellt ab. Im folgenden wird eine Zuordnung der einzelnen von den Achsen 12 aus¬gehenden Achskräfte auf die Wegpunkte 21 beschrieben. Jede von einer Achse 12 ausgehen¬de Emission wird mittels der folgenden Zuordnung auf die Wegpunkte 21 des Wegs 2 verteilt.Es wird angenommen, dass sich das Fahrzeug 1 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vüber den Weg 1 bewegt. Der Punkt R befindet sich zum Zeitpunkt t=0 auf einem auf dem Weg 1 vorgegebenen Ursprungspunkt x=0 und bewegt sich mit der Geschwindigkeit v entlang desWegs. Nach einer vorgegebenen Zeit t befindet sich der Punkt R auf dem Fahrzeug 1 bei einerPosition x = v · t. Die einzelnen Achsen sind gegenüber dem Punkt R auf dem Weg 1 versetztund befinden sich jeweils an Punkten x = v t - sa, wobei sa die Koordinate der jeweiligen Achse12 mit dem Index a ab dem Punkt R angibt. Der Abstand D zwischen der a-ten Achse zum i-tenWegpunkt 21 ergibt sich folglich mittels der Vorschrift D = v · t - sa- x,.The axes 12 give a certain emission with a given intensity, as shown in FIG. 3 shown from. In the following, an assignment of the individual axle forces starting from the axles 12 to the waypoints 21 will be described. Each emission emanating from an axis 12 is distributed to the waypoints 21 of the path 2 by means of the following assignment. It is assumed that the vehicle 1 is moving over the path 1 at a predetermined speed v. The point R is at an instant t = 0 on an origin point x = 0 given on the path 1 and moves along the path with the velocity v. After a predetermined time t, the point R on the vehicle 1 is at a position x = v · t. The individual axes are offset from the point R on the path 1 and are each at points x = v t - sa, where sa indicates the coordinate of the respective axis 12 with the index a from the point R. The distance D between the a-th axis to the i-th waypoint 21 is thus obtained by means of the rule D = v · t - sax.
[0065] Die Zuordnung der einzelnen Achsemissionen zu den Wegpunkten erfolgt im folgendenderart, dass die jeweilige Zuordnung der Achsimmission umso stärker gewählt ist, je geringerder Abstand D zwischen der jeweiligen Achse 12 des Fahrzeugs 1 und dem jeweiligen Weg¬punkt 21 ist. Je geringer der Abstand D ist, desto stärker wird die Achsemission dem jeweiligenWegpunkt 21 zugerechnet. Um eine numerische Zuordnung zu ermöglichen, wird eine Einfluss¬funktion l(D), dargestellt in Fig. 5, vorgegeben, mit der die jeweilige Achsemissionsfunktion Fa(t)gewichtet wird, wobei der gewichtete Wert der Achsemissionsfunktion der dem jeweiligen Weg¬punkt 21 zugehörigen Emissionsfunktion F,(t) zugerechnet wird. Die Einflussfunktion l(D) weist,wie in Fig. 5 ersichtlich, im Bereich um D=0 ein Maximum auf, d. h. befindet sich die betreffendeAchse 12 auf dem Wegpunkt 21, wird die jeweilige Achsemissionsfunktion Fa(t) vergleichsweiseam Stärksten in die Emissionsfunktion Fj(t) des jeweiligen übernommen.The assignment of the individual axle emissions to the waypoints takes place in the following way, that the respective assignment of the axle emission is chosen the stronger, the smaller the distance D between the respective axle 12 of the vehicle 1 and the respective waypoint 21. The smaller the distance D, the more the axle emission is assigned to the respective waypoint 21. In order to enable a numerical assignment, an influence function I (D), represented in FIG. 5, is given, with which the respective axle emission function Fa (t) is weighted, the weighted value of the axle emission function corresponding to the respective waypoint 21 associated emission function F, (t) is attributed. The influence function I (D), as can be seen in FIG. 5, has a maximum in the range around D = 0, that is to say in FIG. H. If the relevant axle 12 is located at the waypoint 21, the respective axle emission function Fa (t) is taken over comparatively strongest in the emission function Fj (t) of the respective one.
[0066] Durch Überlagerung bzw. Superposition der einzelnen Auswirkungen der Achsen, je¬weils gewichtet nach dem jeweiligen Abstand vom Wegpunkt wird die dem Wegpunkt 21 zuge¬rechnete Emissionsfunktion Fj(t) erstellt.By superposition or superposition of the individual effects of the axes, each weighted by the respective distance from the waypoint, the emission function Fj (t) assigned to the waypoint 21 is created.
[0067] Für jeden der Wegpunkte 12 wird dabei jeweils eine Emissionsfunktion F,(t) ermittelt. InFig. 7 sind die einzelnen Beiträge der Achskräfte zur Emissionsfunktion Fj(t) dargestellt. Wieaus Fig. 7 ersichtlich, ist der Einfluss einzelner Achsen 12 des Fahrzeugs 1 auf einen vorgege¬benen Wegpunkt 21 zu unterschiedlichen Zeitpunkten jeweils unterschiedlich stark, abhängigdavon, wie weit die jeweilige Achse 12 vom jeweiligen Wegpunkt 21 entfernt ist. Für jede derAchsen 12 des Fahrzeugs kann ein eigener Beitrag Fia(t) ausgemacht werden. Die Summebzw. Überlagerung der einzelnen Beiträge Fia(t) zur jeweiligen Emissionsfunktion F|(t) einesWegpunkts ist in Fig. 8 dargestellt. Fig. 9 zeigt den in Fig. 8 dargestellten Ausschnitt A im Detail.In each case one emission function F, (t) is determined for each of the waypoints 12. InFig. 7, the individual contributions of the axle forces to the emission function Fj (t) are shown. As can be seen from FIG. 7, the influence of individual axles 12 of vehicle 1 on a pre-defined waypoint 21 at different times is different in each case, depending on how far away the respective axle 12 is from the respective waypoint 21. For each of the axles 12 of the vehicle, a separate contribution Fia (t) can be made. The Summebzw. Superposition of the individual contributions Fia (t) to the respective emission function F | (t) of a waypoint is shown in FIG. FIG. 9 shows detail A shown in FIG. 8 in detail.
[0068] Die Einflussfunktion l(D) charakterisiert den Untergrund des Wegs 2 und gibt die Auswir¬kungen und Fortpflanzungen einer in einem Punkt auf dem Weg 2 abgegebenen Emission ineinem von diesem Punkt mit einem Abstand D beabstandeten Punkt an.The influence function I (D) characterizes the background of the path 2 and indicates the effects and propagations of an emission emitted at a point on the path 2 in a point spaced from this point by a distance D.
[0069] Die Einflussfunktion l(D) ist vorzugsweise um den Punkt D=0 symmetrisch und weist imPunkt D=0 ihr Maximum auf. Gegebenenfalls kann diese Funktion auch noch weitere lokaleMaxima und Minima enthalten, bei denen die Funktion jedoch stets einen geringeren Betragaufweist als bei D=0. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Ein¬flussfunktion mitThe influence function I (D) is preferably symmetric about the point D = 0 and has its maximum in the point D = 0. Optionally, this function may also contain other local maxima and minima, but the function always has a smaller amount than D = 0. In this preferred embodiment of the invention, the Ein¬flussfunktion with
[0070] vorgegeben wird, wobei r=(4EI/k)0,25; ^=D/r und wobei k der Bettung des Bodens proLaufmeter Strecke [N/m2] und El die Biegesteifigkeit [Nm2] des Balkenmodells der Wegkonstruk¬tion entspricht. Auf einem weichen Untergrund mit Schotteroberbau betragen die Werte etwa r =1 m und k = 30 MN/m2, wobei im Fall einer Tunnelröhre im festeren Boden die Werte etwa r =20 m und k = 300 MN/m2 betragen. Das Integral der Einflussfunktion l(D) über den gesamtenWeg 2 ist stets gleich 1.[0070] where r = (4EI / k) 0.25; ^ = D / r and where k corresponds to the bedding of the ground per linear distance [N / m2] and El corresponds to the bending stiffness [Nm2] of the beam model of the path construction. On a soft underground with gravel superstructure, the values are approximately r = 1 m and k = 30 MN / m2, whereby in the case of a tunnel tube in firmer soil the values are approximately r = 20 m and k = 300 MN / m2. The integral of the influence function l (D) over the entire path 2 is always equal to 1.
[0071] Die Einflussfunktion l(D) legt die Kraftverteilung auf dem Weg 2 fest, wenn eine punkt¬förmige Kraft an der Oberfläche des Wegs 2 an einem vorgegebenen Punkt einwirkt. Der jewei¬lige Wert der Einflussfunktion l(D) gibt den Anteil der durch eine Punktquelle auf den Weg aus- geübten Kraft an, der an einem im Abstand D von der Punktquelle auf den Boden einwirkt.The influence function I (D) determines the force distribution on the path 2 when a punctiform force acts on the surface of the path 2 at a predetermined point. The respective value of the influence function I (D) indicates the proportion of the force exerted by a point source on the way, which acts at a distance D from the point source on the ground.
[0072] Alternativ kann die Einflussfunktion auch durch Messung ermittelt werden, indem ineinem Punkt auf dem Weg 2 eine vorgegebene Emission ausgeübt wird und die Immissionen ineiner vorgegebenen Anzahl von benachbarten weiteren Punkten auf dem Weg 2 mit Abstand Dzum Punkt ermittelt werden, wobei die Einflussfunktion 1(D) als Verhältnis zwischen derAmplitude der Emission und der im Wegpunkt 21 gemessenen Amplitude festgelegt wird. Einederartige Messung muss nicht zwingend mit einem Fahrzeug 1 erfolgen sondern kann ganzallgemein vorgenommen werden, indem eine Anregung, etwa in Form einer Schwingung oderErschütterung, im Abstand D von einem Wegpunkt 21 vorgegeben wird zu der jeweiligen imWegpunkt 21 gemessene Schwingung oder Erschütterung ins Verhältnis gesetzt wird.Alternatively, the influence function can also be determined by measurement by applying a predetermined emission at a point on the path 2 and determining the emissions in a predetermined number of adjacent further points on the path 2 at distance D to the point, the influence function 1 (D) is set as the ratio between the amplitude of the emission and the amplitude measured at the waypoint 21. Such a measurement does not necessarily have to be carried out with a vehicle 1 but can be carried out in a general manner by correlating an excitation, for instance in the form of a vibration or vibration, at a distance D from a waypoint 21 to the respective vibration or vibration measured at the waypoint 21.
[0073] Die Einflussfunktion l(D) kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform derErfindung mit einem Modell des Oberbaus bestimmt werden. Der Oberbau wird oft als ein konti¬nuierlich gelagerter Balken modelliert. Die Steifigkeit des Oberbaus bestimmt dann die Steifig¬keit des Modell-Balkens und die Bettung vom Untergrund die Steifigkeit der Balkenlagerung. ImFalle eines Tunnels wäre der Balken durch Steifigkeit der Tunnelröhre definiert.Influence function I (D) can be determined according to another preferred embodiment of the invention with a model of the superstructure. The superstructure is often modeled as a konti¬nuierlich stored bar. The rigidity of the superstructure then determines the rigidity of the model beam and the bedding from the ground the rigidity of the beam bearing. In the case of a tunnel, the beam would be defined by rigidity of the tunnel tube.
[0074] Die Auswahl der Abstände ds der einzelnen Wegpunkte zueinander hängt vom Oberbauab. In einem besonderen Ausführungsbeispiel kann bei einer Schienenstrecke mit Schotter¬oberbau der Abstand zwischen den einzelnen Wegpunkten 21 ds dem Schwellenabstandgleichgesetzt werden.The selection of the distances ds of the individual waypoints to each other depends on the Oberbauab. In a particular embodiment, in a rail track with gravel superstructure, the distance between the individual waypoints 21 ds be equated to the threshold distance.
[0075] Alternativ kann für die Wahl des Abstands ds der Wegpunkte 21 zueinander das Kriteri¬um vorgegeben werden, dass der Abstand ds zwischen zwei benachbarten Wegpunkten 21derart gewählt wird, dass die Einflussfunktion l(x) zwischen zwei benachbarten Wegpunkten 21um weniger als 5% des Maximalwerts der Einflussfunktion l(x) zwischen diesen Wegpunkten 21variiert. Einer Achsemission wird durch dieses Vorgehen einer Vielzahl von Wegpunkten 21zugeordnet, wobei die Zuordnung zum jeweils nächsten Wegpunkt 21 stets am Stärksten ist.Alternatively, for the selection of the distance ds of the waypoints 21, the criterion that the distance ds between two neighboring waypoints 21 is chosen such that the influence function l (x) between two adjacent waypoints 21 is less than 5%, can be predetermined. of the maximum value of the influence function I (x) varies between these waypoints 21. An axis emission is assigned by this approach to a plurality of waypoints 21, the assignment to the next waypoint 21 is always the strongest.
[0076] Bei einer Schienenstrecke mit fester Fahrbahn oder beim Straßenoberbau ist ein kleine¬rer Wert für ds von Vorteil. Es empfiehlt sich, den ds so zu wählen, dass die Einflussfunktionzwischen zwei Abschnitten nicht zu stark ansteigt (beispielsweise max. 5% des Maximalwertes):In the case of a railway track with a fixed carriageway or with road superstructure, a smaller value for ds is advantageous. It is advisable to choose the ds such that the influence function between two sections does not increase too much (for example, a maximum of 5% of the maximum value):
[0077] Hierbei entspricht (l(x))max der Maximalwert der Einflussfunktion und (dl(x)/dx)max demMaximalwert der Ableitung der Einflussfunktion.Here, (l (x)) max corresponds to the maximum value of the influence function and (dl (x) / dx) max to the maximum value of the derivative of the influence function.
[0078] In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt die Bestimmung des Einflusses der einzelnenvon den Wegpunkten 21 Ausgehenden Emissionen auf den Immissionspunkt 3. Der Immissi¬onspunkt 3 weist von den einzelnen Wegpunkten 21 jeweils einen Abstand d, auf. Es wird einbeliebiger Wegpunkt 21 ausgewählt, der vom Immissionpunkt 3 einen Abstand dT aufweist.In a further method step, the determination of the influence of the individual emissions from the waypoints 21 on the immission point 3 takes place. The immission point 3 has in each case a distance d 1 from the individual waypoints 21. An arbitrary waypoint 21 is selected which has a distance dT from the immission point 3.
[0079] Im folgenden wird die Ermittlung einer Transferfunktion Hj beschrieben, die den Einflussvon Immissionen in einem vorgegebenen Wegpunkt 21 mit einem Index i auf den Immissions¬punkt 3 angibt. Für jeden Wegpunkt 21 wird dabei jeweils eine eigene Transferfunktion Hj be¬stimmt. Mittels der dem jeweiligen Wegpunkt 21 zugeordneten Transferfunktion H, kann eine dieImmissionen beschreibende Immissionsfunktion v,(t) in Abhängigkeit von der dem jeweiligenWegpunkt 1 mit dem Index i zugeordneten Transferfunktion Hj(t) ermittelt werden.In the following, the determination of a transfer function Hj is described which indicates the influence of immissions in a given waypoint 21 with an index i on the immission point 3. In each case, a separate transfer function Hj is determined for each waypoint 21. By means of the transfer function H assigned to the respective waypoint 21, an immission function v, (t) describing the emissions can be determined as a function of the transfer function Hj (t) associated with the respective waypoint 1 with the index i.
[0080] Zur Ermittlung der Transferfunktionen H, wird in dieser bevorzugten Ausführungsformder Erfindung zunächst eine einzige Haupttransferfunktion H für einen ausgewählten Wegpunkt21 ermittelt. Als Transferfunktion H, und Haupttransferfunktion H dient eine Funktion, die inAbhängigkeit der Frequenz f das Verhältnis zwischen der am ausgewählten Wegpunkt 21 ab¬gegebenen Emission und der am Immissionspunkt 3 gemessenen Immission angibt.To determine the transfer functions H, in this preferred embodiment of the invention, first a single main transfer function H for a selected waypoint 21 is determined. The function H, and main transfer function H, is a function which, depending on the frequency f, indicates the relationship between the emission emitted at the selected waypoint 21 and the immission measured at the immission point 3.
[0081] Die Haupttransferfunktion H kann bestimmt werden, indem im ausgewählten Wegpunkt21 hintereinander Emissionen mit unterschiedlichen Frequenzen f abgegeben werden undThe main transfer function H can be determined by emitting emissions at different frequencies f one after the other in the selected waypoint 21 and
Immissionen im Immissionspunkt 3 bei der jeweiligen Frequenz f ermittelt werden. Für jedeFrequenz f kann der Wert H(f) der Haupttransferfunktion als Verhältnis der Amplitude der amausgewählten Wegpunkt 21 abgegebenen Emission und der am Immissionspunkt 3 gemesse¬nen Immission ermittelt werden.Immissions in the immission point 3 at the respective frequency f are determined. For each frequency f, the value H (f) of the main transfer function can be determined as the ratio of the amplitude of the emission selected at the selected waypoint 21 and the immission measured at the immission point 3.
[0082] Eine gemessene Haupttransferfunktion H ist beispielhaft in Fig. 10 dargestellt. Wie ausFig. 10 ersichtlich, werden unterschiedliche Schwingungs-Frequenzen f unterschiedlich ge¬dämpft bzw. weitergeleitet. Im vorliegenden Fall werden die vom Fahrzeug 1 abgegebenenEmissionen mit einem Faktor von maximal etwa 0,028 gewichtet und somit gedämpft auf denImmissionspunkt 3 übertragen.A measured main transfer function H is shown by way of example in FIG. 10. As outlined. 10, different vibration frequencies f are damped or forwarded differently. In the present case, the emissions emitted by the vehicle 1 are weighted by a factor of at most about 0.028 and thus transmitted to the emission point 3 in a damped manner.
[0083] Durch die Messung der Haupttransferfunktion H brauchen viele theoretische Annahmenüber die Bodeneigenschaften nicht getroffen werden, wodurch die erzielten Ergebnisse wesent¬lich genauer werden.By measuring the main transfer function H, many theoretical assumptions about the soil properties need not be made, whereby the results obtained are substantially more accurate.
[0084] Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Haupttransferfunkti¬on H - wie auch die übrigen Transferfunktionen Hj - rechnerisch mittels eines Bodenmodellsbestimmt werden, wofür jedoch - wie bereits erwähnt - eine gute Kenntnis der Bodenbeschaf¬fenheit erforderlich ist. Hierfür sind diverse Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt, sokann etwa die Übertragung von Bodenschwingungen mittels eines Finite-Elemente-Verfahrensermittelt werden.According to an alternative embodiment of the invention, the Haupttransferfunkti¬on H - as well as the other transfer functions Hj - are calculated by means of a floor model, for which, however - as already mentioned - a good knowledge of Bodenbeschaf¬fenheit is required. For this purpose, various methods are known from the prior art, such as the transmission of ground vibrations can be determined by means of a finite element method.
[0085] Die Haupttransferfunktion H und gegebenenfalls die Transferfunktionen H, haben typi¬scherweise die physikalische Einheit mm/s/kN (Schwinggeschwindigkeit pro Kraft) ermittelt. DieImmissionen wird üblicherweise in Form von Schwinggeschwindigkeit angegeben, während dieEmissionen als Kräfte vorliegen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die konkrete Auswahl dereinzelnen Immissions- und Emissionsgrößen beschränkt, sodass die physikalische Dimensionder Transferfunktionen H,(f) variieren kann.The main transfer function H and optionally the transfer functions H have typically determined the physical unit mm / s / kN (oscillation speed per force). The emissions are usually expressed in terms of vibration velocity while the emissions are forces. However, the invention is not limited to the specific selection of the individual immission and emission quantities, so that the physical dimension of the transfer functions H, (f) can vary.
[0086] Die übrigen Transferfunktionen H,(f) können gemäß einerweiteren alternativen Ausfüh¬rungsform der Erfindung wie die Haupttransferfunktion H(f) durch Messung ermittelt werden.The remaining transfer functions H, (f) can be determined in accordance with a further alternative embodiment of the invention as the main transfer function H (f) by measurement.
[0087] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die übrigen Transfer¬funktionen H,(f) auch auf Basis der Haupttransferfunktion H(f) rechnerisch ermittelt werden.Hierfür werden die Abstände d, der einzelnen Wegpunkte 21 vom Immissionspunkt 3 bestimmtoder die Abstände d, sind bereits vorab bekannt. Der Abstand des ausgewählten Wegpunkts 21beträgt, wie bereits erwähnt, dT. Gemäß der folgenden Vorschrift wird nun für jeden einzelnenWegpunkt 21 mit dem Index i die jeweilige Transferfunktion Hi(f) ermittelt:According to a preferred embodiment of the invention, the remaining transfer functions H, (f) can also be determined on the basis of the main transfer function H (f). For this purpose, the distances d, the individual waypoints 21 are determined by the immission point 3 or the distances d , are already known in advance. The distance of the selected waypoint 21 is, as already mentioned, dT. In accordance with the following rule, the respective transfer function Hi (f) is now determined for each individual waypoint 21 with the index i:
[0088] Für den ausgewählten Punkt 21 entspricht die Transferfunktion Hj(f) genau der Haupt¬transferfunktion.For the selected point 21, the transfer function Hj (f) corresponds exactly to the main transfer function.
[0089] Durch die Berechnung der Transferfunktion H,(f) in der vorstehend angegebenen Weisewird die geometrische Dämpfung und Materialdämpfung des Bodens berücksichtigt. Die Trans¬ferfunktionen H|(f) sind komplexwertig und beinhalten sowohl die Amplituden als auch die Pha¬seninformation.By calculating the transfer function H, (f) in the manner given above, the geometric damping and material damping of the soil is taken into account. The transfer functions H | (f) are complex-valued and include both the amplitudes and the phase information.
[0090] Hierbei ist α ein Koeffizient, der abhängig von der Art der übertragenen Wellen jeweilseinen unterschiedlichen Wert aufweist. Der Koeffizient α weist die folgenden Werte auf: -1 für Raumwellen in der Tiefe -2 für Raumwellen an der Oberfläche -0.5 für Rayleigh-Wellen.Here, α is a coefficient which has a different value depending on the kind of the transmitted waves. The coefficient α has the following values: -1 for space waves at depth -2 for surface waves at the surface -0.5 for Rayleigh waves.
[0091] Je stärker der Boden die jeweiligen Wellen dämpft, desto größer wird der Dämpfungsko¬effizient D gewählt. Im vorliegenden Ausführunasbeisoiel. bei dem der Boden weitestgehend aus Fels besteht, wurde ein Wert vonThe more the bottom dampens the respective waves, the greater the damping coefficient D is selected. In the present Ausführunasbeisoiel. where the ground consists largely of rock, a value of
[0092] Ganz generell können für die DämpfungskonstanteQuite generally, for the damping constant
des Bodens Werte gemäß der folgenden Tabelle gewählt werden.of the soil values are selected according to the following table.
[0093] Die zeitliche Verzögerung der Übertragung der Schwingung wird durch den Abstandzum Immissionspunkt d, und durch die Bodenwellengeschwindigkeit bzw. Fortpflanzungsge¬schwindigkeit vs(f) angegeben.The time delay of the transmission of the vibration is given by the distance to the immission point d, and by the bump velocity or propagation velocity vs (f).
[0094] Die Scherwellengeschwindigkeit oder Fortpflanzungsgeschwindigkeit vs(f) kann ebenfallsaus der Messung mit einer vorgegebenen, angeregten oder erzwungenen Bodenschwingungdurch Messung gewonnen werden. Um die Fortpflanzungsgeschwindigkeit vs(f) zu erhalten,wird die Laufzeit der am ausgewählten Wegpunkt 21 abgegebenen Emission bis zum Immissi¬onspunkt 3 ermittelt und durch den Abstand dT dividiert des ausgewählten Wegpunkts 21 zumImmissionspunkt 3 dividiert.The shear wave velocity or propagation velocity vs (f) may also be obtained from the measurement with a predetermined, excited or forced soil vibration by measurement. In order to obtain the propagation velocity vs (f), the transit time of the emission emitted at the selected waypoint 21 is determined up to the immission point 3 and divided by the distance dT divided by the selected waypoint 21 to the emission point 3.
[0095] Im Falle eines näherungsweise nicht dispersiven Bodens kann anstelle einer frequenz¬abhängigen näherungsweise eine Konstante vs verwendet werden, die Fortpflanzungsge¬schwindigkeit wird als unabhängig von der Frequenz der Wellen angenommen.In the case of an approximately non-dispersive soil can be used instead of a frequency-dependent approximately a constant vs, the propagation velocity is assumed to be independent of the frequency of the waves.
[0096] Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit vs(f) ist im allgemeinen jedoch von der jeweiligenFrequenz der Schwingungen oder Wellen abhängig gewählt, wodurch auch die Einflüsse dis-persiver Böden berücksichtigt werden können. Fig. 6 zeigt die Fortpflanzungsgeschwindigkeitvs(f) in Abhängigkeit von der Frequenz f. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit weist abhängig vonder Frequenz f Werte zwischen 400 m/s und 500 m/s auf.However, the propagation velocity vs (f) is generally chosen to depend on the particular frequency of the oscillations or waves, which may also account for the effects of disperse soils. Fig. 6 shows the propagation velocity vs (f) as a function of the frequency f. The propagation velocity has values between 400 m / s and 500 m / s depending on the frequency f.
[0097] Nachdem die jeweiligen Transferfunktionen H|(t) für die einzelnen Wegpunkte 12 be¬stimmt sind, können die Transferfunktionen Hj(t) auf die einzelnen, den Wegpunkten 12 zuge¬ordneten Emissionsfunktionen Fj(t) angewendet werden. Es wird der Beitrag jeder einzelnenEmissionsfunktion zu der im Immissionspunkt 3 verursachten Immission ermittelt. Dieser jewei¬lige Beitrag wird im folgenden als Immissionsfunktion V|(t) bezeichnet. Zur Ermittlung der jewei¬ligen Immissionsfunktion v,(t) wird die jeweilige Emissionsfunktion F,(t) Fourier-transformiert. DieFourier-Transformierte der Emissionsfunktion F,(t) wird anschließend mit der TransferfunktionH|(f) und mit dem Filterterm J(f) multipliziert und das so errechnete Produkt wird rücktransfor¬miert, wodurch man die Immissionsfunktion Vj(t)erhält.After the respective transfer functions H | (t) for the individual waypoints 12 have been determined, the transfer functions Hj (t) can be applied to the individual emission functions Fj (t) assigned to the waypoints 12. The contribution of each individual mission function to the immission caused in immission point 3 is determined. This respective contribution is referred to below as the immission function V | (t). To determine the respective immission function v, (t), the respective emission function F, (t) is Fourier-transformed. The Fourier transform of the emission function F, (t) is then multiplied by the transfer function H | (f) and the filter term J (f), and the product thus calculated is back-transformed to obtain the immission function Vj (t).
[0098] Im vorliegenden besonderen Ausführungsbeispiel wird der Filterterm J(f) wie folgt festge¬legt: J(f) = exp(-2j7t(d i/vs(f)-tsio)).In the present particular embodiment, the filter term J (f) is defined as follows: J (f) = exp (-2j7t (d i / vs (f) -tsio)).
[0099] Hierbei wird tSio als eine Referenzzeitverzögerung festgelegt, die im vorliegenden Aus¬führungsbeispielen Wert tSio=di/max(vs(f)) annimmt. Im vorliegenden Fall beträgt max(vs(f)) etwa500 m/s.In this case, tSio is set as a reference time delay, which in the present exemplary embodiment assumes the value tSio = di / max (vs (f)). In the present case, max (vs (f)) is about 500 m / s.
[00100] In Fig. 11 ist eine ungefilterte Immissionsfunktion v(t) dargestellt wobei J(f) = 1. ZumVergleich zeigt Fig. 12 eine gefilterte Immissionsfunktion v(t), die mittels der oben beschriebe¬nen Filterfunktion J(f) = J(f) = exp(-2jrt(d/vs(f)-tsi0))ermittelt wurde.FIG. 11 shows an unfiltered immission function v (t) where J (f) = 1. For comparison, FIG. 12 shows a filtered immission function v (t), which by means of the above-described filter function J (f) = J (f) = exp (-2jrt (d / vs (f) -tsi0)).
[00101] Diese Anwendung der Transferfunktion Hi(f) sowie der Filterfunktion J(f) auf die Emis¬sionsfunktion Fi(t) kann vorteilhafterweise mittels einer FFT-Filterung (Fast-Fourier- Transform-Filterung) vorgenommen werden. Hierbei wird die jeweilige Emissionsfunktion stückweise in denFrequenzbereich transformiert, dort mit der Filtercharakteristik der Transferfunktion sowie derFilterfunktion multipliziert und dann wieder in den Zeitbereich zurücktransformiert.This application of the transfer function Hi (f) and the filter function J (f) to the Emis¬sionsfunktion Fi (t) can be advantageously carried out by means of an FFT filtering (fast Fourier transform filtering). In this case, the respective emission function is transformed piecewise into the frequency domain, where it is multiplied by the filter characteristic of the transfer function and the filter function and then transformed back into the time domain.
[00102] In den Fig. 11 und 12 ist ein Filterungsbeispiel dargestellt. In diesem Beispiel bestehendie vom Fahrzeug 1 ausgeübten Achsemissionsfunktionen Fa(t) nur aus zwei Frequenzkompo¬nenten (5 und 30 Hz) mit gleicher Amplitude. In dem gefilterten Signal ist einerseits die kleinereAmplitude der 30Hz-Komponente ersichtlich, die durch größere Dämpfung von höheren Fre¬quenzen entsteht. Andererseits ist die zeitliche Separation der 5Hz- und 30Hz-Komonentensichtbar, die durch unterschiedliche Zeitverzögerungen der Frequenzen entsteht.FIGS. 11 and 12 show a filtering example. In this example, the axle emission functions Fa (t) exerted by the vehicle 1 consist of only two frequency components (5 and 30 Hz) with the same amplitude. In the filtered signal, on the one hand, the smaller amplitude of the 30 Hz component can be seen, which results from greater attenuation of higher frequencies. On the other hand, the temporal separation of the 5Hz and 30Hz comonents is apparent due to different time delays of the frequencies.
[00103] Durch Summation der Immissionsfunktionen v,(t) für sämtliche der Wegpunkte 21 wirdeine Prognosefunktion v(t) erstellt.By summing the immission functions v, (t) for all the waypoints 21, a prediction function v (t) is created.
[00104] Diese Prognosefunktion v(t) ist in Fig. 13 dargestellt. Durch die Summation der einzel¬nen einzelner Immissionsfunktionen v,(t) treten im Ergebnis tiefe Frequenzen auf (Fig. 13).Diese sind für die Prognose nicht relevant und können weggefiltert werden. Mit einem Hoch¬passfilter mit der Grenzfrequenz 1 Hz wird dann das Ergebnis der Immissionsprognose erreicht(Fig. 14).This prediction function v (t) is shown in FIG. 13. As a result of the summation of the individual individual immission functions v, (t), low frequencies occur (FIG. 13). These are not relevant for the prognosis and can be filtered out. With a high-pass filter with the cut-off frequency 1 Hz, the result of the immission forecast is then reached (FIG. 14).
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