CN107315886B - 一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法与装置，计算机系统接收到用户输入的基础数据后，判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；当基础数据满足该适用条件时，则说明可以利用噪声预测模型对变压器室外部的噪声进行预测，此时可以依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；依据所述基础数据中包括的声源的声压级值以及所述目标点对应的声衰减值，可以计算出所述目标点的声压级值，实现对变压器室外部噪声的预测，进而可以为变电站变压器室的新建或改造提供科学合理的依据。
Description
技术领域
本发明涉及噪声控制技术领域，特别是涉及一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法与装置。
背景技术
随着城市化进程的加快，大量的郊区变电站进入到了人口密集的主城区，同时城市用电量的逐年增加，使得电力供应日趋紧张，不得不在主城区新建更多变电站。近年来，人们的环保意识也空前增强，变电站噪声扰民问题变得越发敏感。加强变电站噪声控制，尤其是对变压器噪声的控制至关重要，因此，目前大量的城市变电站采用了户内变电站，将变压器建在室内，或将已建好的户外变压器用隔声墙或隔声罩对其噪声加以控制，降低噪声的排放量，减少对周边敏感目标的影响，实现环保达标的目的。为了确保工程实际中达到噪声控制的理想效果，开展变电站变压器室外部三维空间噪声预测具有非常重要的作用。
变压器室为了满足变压器正常运行和日常检修维护的需要，在结构上设置有门窗，便于设备及人员的出入和采光，设置有进出风口，用于变压器室的通风换热。但是，门窗和风口又会大大削弱墙体的降噪水平，因此可以通过在变压器室内墙面安装吸声材料或合理设计门窗及风口以提高降噪效果。
目前，针对户外敞开式变压器噪声的计算较多，涉及变压器室外部三维空间噪声预测的研究较少，也鲜有适用于变电站变压器室外部噪声预测的三维计算模型。但是对于变压器室外部三维空间噪声的预测在工程中却具有重要的价值，尤其是在提倡绿色电网大背景下，大量城市户内变电站的新建和对原有敞开式变电站降噪改造都亟需噪声预测技术。
可见，如何实现对变压器室外部噪声的预测，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法与装置，可以实现对变压器室外部噪声的预测。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法，包括：
接收用户输入的基础数据；在所述基础数据中包括有声源的声压级值；
判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；
若是，则依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；
依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
可选的，所述依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值包括：
判断所述目标点的位置数据与所述模式公式对应的位置数据是否一致；
若是，则将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，得出所述目标点对应的声衰减值；
若否，则将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，并利用插值法计算出所述目标点对应的声衰减值。
可选的，还包括：
分析所述基础数据与所述噪声预测模型中参数的差异数据；
从预先存储的修正列表中选取出各个所述差异数据各自对应的修正列表；
依据所述目标点的位置数据，从所述修正列表中选取出所述目标点对应的修正值；
依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
相应的，所述依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值包括：
依据所述声源的声压级值和所述目标声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
可选的，所述依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值包括：
判断所述目标点的位置数据与所述修正值对应的位置数据是否一致；
若是，对所述修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
若否，则利用插值法对各个所述修正值进行插值处理，得到目标修正值；并对所述目标修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
可选的，所述噪声预测模型的建立包括：
依据预先设置的变压器室尺寸，建立对应的三维模型；
根据定义的各类参数，对所述三维模型进行噪声预测，计算出各个预设参考点的模型公式，完成噪声预测模型的建立。
本发明实施例还提供了一种变压器室外部三维空间噪声预测的装置，包括接收单元、判断单元、选取单元和计算单元，
所述接收单元，用于接收用户输入的基础数据；在所述基础数据中包括有声源的声压级值；
所述判断单元，用于判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；
若是，则触发所述选取单元，所述选取单元，用于依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并触发所述计算单元，所述计算单元，用于依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；
所述计算单元还用于依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
可选的，所述计算单元包括第一判断子单元、代入子单元和处理子单元，
所述第一判断子单元，用于判断所述目标点的位置数据与所述模式公式对应的位置数据是否一致；
若是，则触发所述代入子单元，所述代入子单元，用于将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，得出所述目标点对应的声衰减值；
若否，则触发所述处理子单元，所述处理子单元，用于将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，并利用插值法计算出所述目标点对应的声衰减值。
可选的，还包括分析单元，
所述分析单元，用于分析所述基础数据与所述噪声预测模型中参数的差异数据；
所述选取单元还用于从预先存储的修正列表中选取出各个所述差异数据各自对应的修正列表；并依据所述目标点的位置数据，从所述修正列表中选取出所述目标点对应的修正值；
所述计算单元还用于依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；并依据所述声源的声压级值和所述目标声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
可选的，所述计算单元包括第二判断子单元、相加处理子单元和插值处理子单元，
所述第二判断子单元，用于判断所述目标点的位置数据与所述修正值对应的位置数据是否一致；
若是，则触发所述相加处理子单元，所述相加处理子单元，用于对所述修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
若否，则触发所述插值处理子单元，所述插值处理子单元，用于利用插值法对各个所述修正值进行插值处理，得到目标修正值；并对所述目标修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
可选的，还包括建立单元，
所述建立单元，用于依据预先设置的变压器室尺寸，建立对应的三维模型；并根据定义的各类参数，对所述三维模型进行噪声预测，计算出各个预设参考点的模型公式，完成噪声预测模型的建立。
由上述技术方案可以看出，计算机系统接收到用户输入的基础数据后，判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；当基础数据满足该适用条件时，则说明可以利用噪声预测模型对变压器室外部的噪声进行预测，此时可以依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；依据所述基础数据中包括的声源的声压级值以及所述目标点对应的声衰减值，可以计算出所述目标点的声压级值，实现对变压器室外部噪声的预测，进而可以为变电站变压器室的新建或改造提供科学合理的依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种噪声预测模型接收点分布的示意图；
图3a为本发明实施例提供的一种噪声预测模型的适用模型图；
图3b为本发明实施例提供的相比于图3a进风口位置发生改变的一种适用模型图；
图3c为本发明实施例提供的相比于图3a进风口位置发生改变的另一种适用模型图；
图3d为本发明实施例提供的相比于图3a风口数量发生改变的一种适用模型图；
图3e为本发明实施例提供的相比于图3a风口数量发生改变的另一种适用模型图；
图3f为本发明实施例提供的相比于图3a风口数量发生改变的另一种适用模型图；
图3g为本发明实施例提供的相比于图3a风口数量发生改变的另一种适用模型图；
图4为本发明实施例提供的一种对目标点的声压级值进行修正的方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种变压器室外部三维空间噪声预测的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法。图1为本发明实施例提供的一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法的流程图，该方法包括：
S101：接收用户输入的基础数据。
当需要对某一变压器室外噪声进行预测时，可以将该变压器室的相关数据即基础数据输入到计算机系统。
该基础数据中可以包括变电站变压器室及其附属结构的空间位置数据，变压器室内声源特征数据，以及变压器室内墙面材料的吸声特性。
其中，变电站变压器室及其附属结构的空间位置数据可以包括变压器室尺寸，门的类型，侧进风口的类型、位置，风口的数量等；变压器室内声源特征数据可以包括声源的声压级值；变压器室内墙面吸声材料的吸声特性：室内吸声材料的倍频带吸声系数。
例如，一个变压器室的基础数据为变压器室尺寸为10m*10m*10m，门为普通金属门，侧进风口为消声百叶窗，侧进风口数量及位置如附图3(b)所示，声源距离变压器室正立面水平距离为3m，声源的声压级值为83dB，室内墙面吸声材料为20mm厚超细玻璃棉，用户可以将这些数据作为目标数据输入到计算机系统中，以便于系统可以依据这些目标数据，对该变压器室外噪声进行预测。
S102：判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；若是，则执行S103。
噪声预测模型的建立依据于设置的各类参数，设置的参数不同建立出的噪声预测模型也不同。
以一种噪声预测模型的建立为例，各类参数的设置具体如下，变压器室尺寸为10m*10m*10m，室内墙面为抹灰砖墙，变压器室的门和侧进风口类型为普通金属门与普通百叶窗，门的数量为1，侧进风口的数量为1，其中侧进风口的位置如附图2所示，为后续介绍方便，本发明实施例中均以图2对应的噪声预测模型为例进行介绍。
当变压器室的目标数据与建立噪声预测模型的各类参数完全一致时，则说明该预测模型完全适用于该变压器室，也即利用该预测模型对该变压器室进行噪声预测的结果越准确。
在本发明实施例中，为了扩大噪声预测模型的适用范围，可以设置相应的适用条件，当变压器室的目标数据满足该适用条件时，则说明可以利用该噪声预测模型对该变压器室外噪声进行预测；当变压器室的目标数据不满足该适用条件时，则说明利用该噪声预测模型对该变压器室外噪声进行预测的结果偏差可能会较大，因此，不适合利用该噪声预测模型对变压器室外噪声进行预测。
其中，该适用条件可以包括对门的类型，侧进风口的类型、位置，风口的数量和室内墙面吸声材料这五类参数的设置。具体的，门的类型可以包括普通金属门和隔声门，侧进风口的类型可以包括普通百叶窗和消声百叶窗，风口的数量与位置共有7种变化组合，如附图3a-图3g所示，室内墙面吸声材料包括多孔石膏板和玻璃棉，在此适用条件范围内，都可以利用该噪声预测模型对该变压器室外噪声进行预测。
S103：依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值。
在本发明实施例中，在建立噪声预测模型时，以x、y、z轴三个方向的坐标表示点在空间中的位置，通常设定面对变压器室正立面时，该立面最左下角的位置为三维空间中的坐标原点，可以将每个立面均分为16个小方格，形成25个交叉点即定义为接收点，如图2所示，为距离变压器室外1m处立面上的接收点布置图。y的取值不同对应不同的正立面，根据设置的各类参数，可以计算出每个接收点的模型公式，该模型公式可以是以y为自变量的方程式。在后续噪声预测时，便可以依据这些模型公式，计算出目标点对应的声衰减值。对于噪声预测模型的具体建立过程在后续介绍中会展开说明，在此不再赘述。
其中，选取的坐标原点、设置的坐标方向不同，建立的三维空间坐标系也不同，对于坐标系的建立不做具体限定，但是为了后续介绍方便，本发明实施例中均以图2所示的坐标系为例展开介绍。
在建立噪声预测模型时，形成的每个接收点都有其对应的位置数据，以建立三维空间噪声预测模型为例，一个接收点的位置数据即为该接收点在三维坐标系中的三个坐标值。
当需要对三维空间中某一点的噪声进行预测时，则可以将该点作为目标点，相应的，目标点的位置数据即为该接收点在三维坐标系中的三个坐标值。
考虑到接收点的数量有限，接收点的位置数据可能并非都是与目标点的位置数据一致，故此，可以通过判断所述目标点的位置数据与所述模式公式对应的位置数据是否一致。
当目标点的位置数据与接收点的位置数据一致时，则说明该接收点对应的模型公式完全适用于计算该目标点的声衰减值，则可以将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，得出所述目标点对应的声衰减值。
当目标点的位置数据与接收点的位置数据不一致时，则可以从噪声预测模型中选取出与该目标点最接近的2-4个接收点的模型公式，将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，然后再利用插值法计算出目标点的声衰减值。
以图2所示的坐标系为例，需要说明的是，建立的模型公式是以y为自变量的方程式，因此接收点的位置数据中纵坐标y是变量，目标点的位置数据与接收点的位置数据一致是指横坐标x和竖坐标z的取值相同。相应的，将目标点的位置数据代入对应的模式公式中，即将目标点的y的取值代入该模型公式中。
S104：依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
在用户输入的基础数据中包含有声源的声压级值，通过上述S102可以计算出目标点对应的声衰减值，该声衰减值可以用于表示从声源到目标点噪声的衰减值，故此，在本发明实施例中，可以将声源的声压级值与目标点的声衰减值相减，从而得到目标点对应的声压级值。
由上述介绍可知，噪声预测模型的建立是上述技术方案实现的前提，接下来将对该噪声预测模型的建立过程展开介绍。
在本发明实施例中可以使用RAYNOISE软件，依据变电站的实际工况进行建模，对变电站变压器室外部声场进行大量的模拟，模拟中主要的变量为变压器室内墙面吸声材料的种类(9.5mm厚多孔石膏板、12mm厚多孔石膏板、50mm厚超细玻璃棉以及20mm厚超细玻璃棉)、门和进风口的类型组合(普通金属门与普通百叶窗、隔声门与普通百叶窗、普通金属门与消声百叶窗、隔声门与消声百叶窗)、风口数量以及侧进风口位置为变量。最后，推导出一套适用于变电站变压器室外部三维空间噪声预测模型。具体模拟步骤如下：
依据预先设置的变压器室尺寸，建立对应的三维模型，可以先将变电站变压器室及变压器等主要构筑物按实际尺寸在AutoCAD中进行三维建模。建立的变电站三维模型不仅需要准确，更需要根据软件的功能对模型进行科学合理的简化，从而达到既能准确模拟变电站声场，又能优化计算模型，提高计算效率的目的。
在使用RAYNOISE软件进行模拟，需要定义声波传输介质(一般为空气)的特性、各种材料特性、声源特性、衍射边、预测计算区域、计算参数等。吸声材料特性包括：吸声材料的种类、数量、吸声系数、扩散系数以及隔声量等，其中，变电站中主要使用的吸声材料是多孔石膏板或玻璃棉。声源特性包括：声源性质(点、线、面、体声源)、声源数量、声源位置、声源频响特性、声源发射方位角、声源指向性特性。变电站中主要噪声源为变压器本体噪声，接收区域在变压器室10m内，因此为近场声场，则需要将声源定义为面声源，并定义其声源大小及指向性等特性。为模拟计算室内噪声的外排情况，还需要将相应的墙体及门和进风口设置为透射声源，并设定其声源特性。
根据定义的各类参数，对所述三维模型进行噪声预测，计算出各个预设参考点的模型公式，完成噪声预测模型的建立。
本发明主要研究变电站变压器室内的墙面吸声材料对变压器室内声场分布的影响，以及门、进风口的设置对变压器室外部声场的影响，主要通过模拟变压器室外部三维空间点的声压级值来进行声场的研究。在本发明实施例中，可以以如图2所示变压器室的各类参数为依据构建噪声预测模型。
其中，所述变电站变压器室外部三维空间噪声预测模型为二次项模型，与室外声场预测方程之间有最佳的R2(0.9左右)回归值。
在具体实现中，对于变压器室外部三维空间噪声预测模型的建立，可以定义变压器室正立面左下角为坐标原点(0,0,0)；定义垂直于变压器室正立面的水平轴为y轴，远离变压器的方向为y轴正方向；定义与变压器室正立面平行且与y轴相交于坐标原点的水平轴为x轴，由坐标原点指向主变压器的方向为x轴正方向；定义高度为z轴，远离地面的方向为z轴正方向。每个立面尺寸为10m*10m，被均分为16个2.5m*2.5m的小方格，则形成25个交叉点即定义为接收点。如图2所示，当z＝0m时，接收点从坐标原点往x轴正方向依次为R1、R2、R3、R4、R5；当z＝2.5m时，接收点从坐标原点往x轴正方向依次为R6、R7、R8、R9、R10；当z＝5m时，接收点从坐标原点往x轴正方向依次为R11、R12、R13、R14、R15；当z＝7.5m时，接收点从坐标原点往x轴正方向依次为R16、R17、R18、R19、R20；当z＝10m时，接收点从坐标原点往x轴正方向依次为R21、R22、R23、R24、R25。
进一步的，所述变电站变压器室外部三维空间噪声预测模型，具体如下：
情形一，z＝0m时，y为自变量，声衰减值为因变量：
ΔLp＝-0.3445y2+4.9504y+12.498 (1)
其中，曲线拟合的R2＝0.9989，该公式适用于计算声源到接收点(0，y，0)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.1472y2+2.8081y+18.681 (2)
其中，曲线拟合的R2＝0.9962，该公式适用于计算声源到接收点(2.5，y，0)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.2237y2+2.6077y+23.779 (3)
其中，曲线拟合的R2＝0.909，该公式适用于计算声源到接收点(5，y，0)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.1711y2+1.8702y+28.091 (4)
其中，曲线拟合的R2＝0.8968，该公式适用于计算声源到接收点(7.5，y，0)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.1721y2+1.8519y+29.91 (5)
其中，曲线拟合的R2＝0.9587，该公式适用于计算声源到接收点(10，y，0)处的声衰减值。
情形二，z＝2.5m时，y为自变量，声衰减值为因变量：
ΔLp＝-0.1862y2+3.3687y+16.537 (6)
其中，曲线拟合的R2＝0.9989，该公式适用于计算声源到接收点(0，y，2.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.1349y2+2.5507y+19.935 (7)
其中，曲线拟合的R2＝0.9902，该公式适用于计算声源到接收点(2.5，y，2.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.2368y2+2.6637y+24.002 (8)
其中，曲线拟合的R2＝0.9016，该公式适用于计算声源到接收点(5，y，2.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.178y2+1.9238y+28.11 (9)
其中，曲线拟合的R2＝0.8934，该公式适用于计算声源到接收点(7.5，y，2.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.092y2+1.1975y+31.132 (10)
其中，曲线拟合的R2＝0.9727，该公式适用于计算声源到接收点(10，y，2.5)处的声衰减值。
情形三，z＝5m时，y为自变量，声衰减值为因变量：
ΔLp＝-0.0582y2+1.4184y+24.887 (11)
其中，曲线拟合的R2＝0.9815，该公式适用于计算声源到接收点(0，y，5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.223y2+2.6104y+23.743 (12)
其中，曲线拟合的R2＝0.916，该公式适用于计算声源到接收点(2.5，y，5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0307y2+0.9135y+28.277 (13)
其中，曲线拟合的R2＝0.9965，该公式适用于计算声源到接收点(5，y，5)处的声衰减值。
ΔLp＝0.0431y2+0.0993y+31.969 (14)
其中，曲线拟合的R2＝0.9986，该公式适用于计算声源到接收点(7.5，y，5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0728+0.8865y+32.768 (15)
其中，曲线拟合的R2＝0.8968，该公式适用于计算声源到接收点(10，y，5)处的声衰减值。
情形四，z＝7.5m时，y为自变量，声衰减值为因变量：
ΔLp＝-0.0133y2+0.6411y+29.752 (16)
其中，曲线拟合的R2＝0.973，该公式适用于计算声源到接收点(0，y，7.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0274y2+0.7384y+29.878 (17)
其中，曲线拟合的R2＝0.9638，该公式适用于计算声源到接收点(2.5，y，7.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0882y2+1.1184y+30.416 (18)
其中，曲线拟合的R2＝0.9114，该公式适用于计算声源到接收点(5，y，7.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0392y2+0.6376y+32.696 (19)
其中，曲线拟合的R2＝0.927，该公式适用于计算声源到接收点(7.5，y，7.5)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0714y2+0.7838y+34.041 (20)
其中，曲线拟合的R2＝0.8733，该公式适用于计算声源到接收点(10，y，7.5)处的声衰减值。
情形五，z＝10m时，y为自变量，声衰减值为因变量：
ΔLp＝-0.0253y2+0.5303y+32.559 (21)
其中，曲线拟合的R2＝0.9432，该公式适用于计算声源到接收点(0，y，10)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0383y2+0.6183y+32.576 (22)
其中，曲线拟合的R2＝0.934，该公式适用于计算声源到接收点(2.5，y，10)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0099y2+0.3524y+33.69 (23)
其中，曲线拟合的R2＝0.9658，该公式适用于计算声源到接收点(5，y，10)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0096y2+0.291y+34.867 (24)
其中，曲线拟合的R2＝0.969，该公式适用于计算声源到接收点(7.5，y，10)处的声衰减值。
ΔLp＝-0.0785y2+0.8054y+35.165 (25)
其中，曲线拟合的R2＝0.8438，该公式适用于计算声源到接收点(10，y，10)处的声衰减值。
例如，当用户输入的变压器室的基础数据符合噪声预测模型的使用条件时，拟预测以下四个目标点R1、R2、R3、R4的声压级值，其位置数据即坐标分别为(1，3，2)，(4，3，5)，(5，4，7.5)，(8，6，9)，根据这四个目标点的坐标，可以从噪声预测模型中选取出对应的模型公式，以目标点R1为例，该目标点的横坐标x＝1，竖坐标z＝2，上述噪声预测模型中，公式(1)适用于计算声源到接收点(0，y，0)处的声衰减值，公式(6)适用于计算声源到接收点(0，y，2.5)处的声衰减值，可知，公式(1)和公式(6)适用的位置数据为与目标点R1的位置数据最接近的两个接收点，因此可以选定公式(1)和公式(6)计算目标点R1的声衰减值，依次类推，选定公式(12)和公式(13)计算目标点R2的声衰减值，选定公式(18)计算目标点R3的声衰减值，选定公式(19)、公式(20)、公式(24)和公式(25)计算目标点R4的声衰减值。其中，目标点R3的位置数据与公式(18)对应的位置数据一致，因此，可以直接将R3的纵坐标y＝4，代入公式(18)，计算出目标点R3的声衰减值为33.5dB，剩余的三个目标点R1、R2和R4对应的模型公式分别有多个，因此，将目标点的位置数据带入到对应的模型公式后，可以得到多个声衰减值，然后利用插值法可以计算出该目标点最终的一个声衰减值，由此可以计算出目标点R1、R2、R3与R4的声衰减值分别为24.8dB、30.3dB、33.5dB和36dB。
需要说明的是，选取目标点对应的模型公式除了可以是将模型适用条件以代码的形式写进程序，利用计算机来自动选定可匹配的公式，也可以是人工进行选定，对此不做限定。
由上述技术方案可以看出，计算机系统接收到用户输入的基础数据后，判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；当基础数据满足该适用条件时，则说明可以利用噪声预测模型对变压器室外部的噪声进行预测，此时可以依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；依据所述基础数据中包括的声源的声压级值以及所述目标点对应的声衰减值，可以计算出所述目标点的声压级值，实现对变压器室外部噪声的预测，进而可以为变电站变压器室的新建或改造提供科学合理的依据。
在用户输入的关于变压器室的基础数据满足预先建立的噪声预测模型的适用条件的前提下，当该基础数据与噪声预测模型的各类参数存在差异时，依据对应的模型公式计算出的目标点的声衰减值会存在一定的偏差，为了进一步提升计算目标点的声衰减值的准确性，可以对目标点的声衰减值进行修正，其具体操作如图4所示，
S401：分析所述基础数据与所述噪声预测模型中参数的差异数据。
由上述适用条件可推知，存在差异的数据类型可以有五类，侧进风口的类型、位置，门的类型，风口的数量和墙面吸声材料的吸声特性。对于每一类差异数据，可以通过模拟训练计算出对应的修正值。在本发明实施例中可以以修正列表的形式存储这些修正值，每一种类型数据对应的可以建立一个修正列表。
当侧进风口的类型为消声百叶窗时，其对应的修正列表，如表1所示，
表1
表1中，1m、2m、4m和6m分别表示目标点到主变室的水平距离，R1-R25对应的数据为25个接收点各自对应的修正值/dB。
当侧进风口的位置发生变化时，其对应的修正列表，如表2所示，
| R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | R9 | |
| 图3b | 0.5 | 0.8 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 3.9 | 2.1 | 0.8 | 0.4 |
| 图3c | 0.6 | 1.1 | 1.4 | 1.1 | 0.8 | 4.8 | 3.1 | 1.7 | 1.0 |
| R10 | R11 | R12 | R13 | R14 | R15 | R16 | R17 | R18 | |
| 图3b | 0.2 | -4 | -1.3 | -0.2 | 0 | 0.1 | -4.5 | -3 | -1.2 |
| 图3c | 0.6 | 2.6 | 1.7 | 0.7 | 0.4 | 0.4 | -9.8 | -4.9 | -1.5 |
| R19 | R20 | R21 | R22 | R23 | R24 | R25 | |||
| 图3b | -0.5 | -0.2 | -2.4 | -2.1 | -1.3 | -0.7 | -0.4 | ||
| 图3c | -0.5 | -0.1 | -6.9 | -5.3 | -2.6 | -1.2 | -0.6 |
表2
表2中，图3b和图3c分别为相比于图3a侧进风口的位置发生变化时，R1-R25对应的数据为距离变压器室外墙面1m处25个接收点各自对应的修正值/dB。
当门的类型为隔声门时，其对应的修正列表，如表3所示，
| R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | R9 | |
| 1m | 0.1 | 0.1 | 0 | 0.4 | 1.5 | 0 | 0 | 0 | 0.4 |
| 2m | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 0.8 | 0 | 0 | 0 | 0.3 |
| 4m | 0 | 0 | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 0 | 0 | 0.1 | 0.1 |
| 6m | 0 | 0 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0 | 0 | 0.1 | 0.1 |
| R10 | R11 | R12 | R13 | R14 | R15 | R16 | R17 | R18 | |
| 1m | 1.2 | 0 | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0 | 0 | 0 |
| 2m | 0.7 | 0 | 0 | 0 | 0.2 | 0.3 | 0 | 0.1 | 0.1 |
| 4m | 0.3 | 0 | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0 | 0.1 |
| 6m | 0.2 | 0 | 0 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0 | 0 | 0 |
| R19 | R20 | R21 | R22 | R23 | R24 | R25 | |||
| 1m | 0.1 | 0.2 | 0 | 0.1 | 0.1 | 0 | 0.1 | ||
| 2m | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0 | 0 | 0 | 0.1 | ||
| 4m | 0.1 | 0.2 | 0 | 0.1 | 0.1 | 0 | 0.1 | ||
| 6m | 0 | 0.1 | 0 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0 |
表3
表3中，1m、2m、4m和6m分别表示目标点到主变室的水平距离，R1-R25对应的数据为25个接收点各自对应的修正值/dB。
当风口的数量发生变化时，其对应的修正列表，如表4所示，
表4
表4中，图3d-图3g分别为风口的数量发生变化的四种情况，R1-R25对应的数据为距离变压器室外墙面1m处25个接收点各自对应的修正值/dB。
对于变压器室内墙面吸声材料，其对应的修正值分别为，当吸声材料为9.5mm厚多孔石膏板或50mm厚超细玻璃棉，则室内距离主变水平向1m、垂直高度1.2m处的声衰减值修正值为6.7dB，水平向声衰减速率为0.9dB/m，垂直向声衰减速率为0.3dB/m，依据变电站变压器室的三维尺寸从而推导变电站变压器室外部三维空间点的声衰减值的修正值；若变压器室内所用吸声材料为12mm厚多孔石膏板，则室内距离主变水平向1m、垂直高度1.2m处的声衰减值修正值为6dB，水平向声衰减速率为0.7dB/m，垂直向声衰减速率为0.2dB/m；若变压器室内所用吸声材料为20mm厚超细玻璃棉，则室内距离主变水平向1m、垂直高度1.2m处的声衰减值修正值为2.6dB，水平向声衰减速率为0.2dB/m，垂直向声衰减速率为0.1dB/m。
S402：从预先存储的修正列表中选取出各个所述差异数据各自对应的修正列表。
S403：依据所述目标点的位置数据，从所述修正列表中选取出所述目标点对应的修正值。
例如，某变电站变压器的基础数据包括变压器室尺寸为10m*10m*10m，室内墙面吸声材料为20mm厚超细玻璃棉，门的类型为普通金属门，侧进风口的类型为消声百叶窗，风口数量及侧进风口位置如附图3(b)所示，声源距离变压器室正立面水平距离为3m，声源声压级值为83dB。构建噪声预测模型时包含的各类参数相比可以分析出，差异数据的类型有三种，分别为室内墙面吸声材料、侧进风口的类型和侧进风口的位置，由此可以参考室内墙面吸声材料的修正值以及表1和表2的修正列表，选取出目标点对应的修正值。
S404：依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
目标声衰减值可以是对目标点的声衰减值进行修正后的结果。
上述表1-表4中分别记录了25个接收点在不同的差异数据下对应的修正值，考虑到接收点的数量有限，接收点的位置数据可能并非都是与目标点的位置数据一致，故此，可以通过判断所述目标点的位置数据与修正列表中各接收点对应的位置数据是否一致，每个接收点都有其对应的一个修正值，也即可以判断所述目标点的位置数据与所述修正值对应的位置数据是否一致。
当目标点的位置数据与某一个接收点的位置数据一致时，则说明该接收点对应的修正值完全适用于该目标点，则可以将该接收点对应的修正值作为目标点的修正值。从而可以将所述修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
当目标点的位置数据与某一个接收点的位置数据不一致时，则可以从这25个接收点中选取出与该目标点最接近的2-4个接收点，对选取的接收点对应的修正值进行插值处理，从而计算出目标点的目标修正值；并对所述目标修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，可以计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
相应的，依据所述声源的声压级值和所述目标声衰减值，可以计算出所述目标点的声压级值。
以选取的目标点R1-R4的坐标分别为(1,3,2)，(4,3,5)，(5,4,7.5)，(8,6,9)例，其对应的声衰减值为24.8dB、30.3dB、33.5dB和36dB。结合在S402中的举例，由于室内墙面吸声材料为20mm厚超细玻璃棉，声源距离变压器室正立面水平距离为3m，由此可以计算出室内墙面吸声材料的修正值为2.6dB+0.2dB/m*(3m-1m)＝3dB；目标点R1、R2、R3与R4的侧进风口类型修正值可以参考表1，分别为3.8dB、3.6dB、3.6dB与3.5dB；R1、R2、R3与R4的侧进风口位置修正值可以参考表2，分别为3.2dB、-0.6dB、-1.2dB与-0.6dB。因此，R1、R2、R3与R4的声衰减量修正值分别为3+3.8+3.2＝10dB、3+3.6-0.6＝6dB、3+3.6-1.2＝5.4dB和3+3.5-0.6＝5.9dB。则对R1、R2、R3与R4进行修正后的声衰减量分别为24.8+10＝34.8dB、30.3+6＝36.3dB、33.5+5.4＝38.9dB和36+5.9＝41.9dB，根据声源声压级值为83dB，则R1、R2、R3与R4的声压级值分别为83-34.8＝48.2dB、83-36.3＝46.7dB、83-38.9＝44.1dB和83-41.9＝41.1dB。
通过分析用户输入的基础数据与噪声预测模型的差异，可以从预先存储的修正列表中选取出对应的修正值，从而实现对目标点的声压级值的修正，从而提高计算声压级值的准确性。
图5为本发明实施例提供的一种变压器室外部三维空间噪声预测的装置的结构示意图，包括接收单元51、判断单元52、选取单元53和计算单元54，
所述接收单元51，用于接收用户输入的基础数据；在所述基础数据中包括有声源的声压级值；
所述判断单元52，用于判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；
若是，则触发所述选取单元53，所述选取单元53，用于依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并触发所述计算单元54，所述计算单元54，用于依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；
所述计算单元54还用于依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
可选的，所述计算单元包括第一判断子单元、代入子单元和处理子单元，
所述第一判断子单元，用于判断所述目标点的位置数据与所述模式公式对应的位置数据是否一致；
若是，则触发所述代入子单元，所述代入子单元，用于将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，得出所述目标点对应的声衰减值；
若否，则触发所述处理子单元，所述处理子单元，用于将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，并利用插值法计算出所述目标点对应的声衰减值。
可选的，还包括分析单元，
所述分析单元，用于分析所述基础数据与所述噪声预测模型中参数的差异数据；
所述选取单元还用于从预先存储的修正列表中选取出各个所述差异数据各自对应的修正列表；并依据所述目标点的位置数据，从所述修正列表中选取出所述目标点对应的修正值；
所述计算单元还用于依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；并依据所述声源的声压级值和所述目标声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
可选的，所述计算单元包括第二判断子单元、相加处理子单元和插值处理子单元，
所述第二判断子单元，用于判断所述目标点的位置数据与所述修正值对应的位置数据是否一致；
若是，则触发所述相加处理子单元，所述相加处理子单元，用于对所述修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
若否，则触发所述插值处理子单元，所述插值处理子单元，用于利用插值法对各个所述修正值进行插值处理，得到目标修正值；并对所述目标修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
可选的，还包括建立单元，
所述建立单元，用于依据预先设置的变压器室尺寸，建立对应的三维模型；并根据定义的各类参数，对所述三维模型进行噪声预测，计算出各个预设参考点的模型公式，完成噪声预测模型的建立。
图5所对应实施例中特征的说明可以参见图1和图4所对应实施例的相关说明，这里不再一一赘述。
由上述技术方案可以看出，计算机系统接收到用户输入的基础数据后，判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；当基础数据满足该适用条件时，则说明可以利用噪声预测模型对变压器室外部的噪声进行预测，此时可以依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；依据所述基础数据中包括的声源的声压级值以及所述目标点对应的声衰减值，可以计算出所述目标点的声压级值，实现对变压器室外部噪声的预测，进而可以为变电站变压器室的新建或改造提供科学合理的依据。
以上对本发明实施例所提供的一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法与装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
Claims (6)
1.一种变压器室外部三维空间噪声预测的方法，其特征在于，包括：
接收用户输入的基础数据；在所述基础数据中包括有声源的声压级值；
判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；
若是，则依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；
依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值；
所述依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值包括：
判断所述目标点的位置数据与所述模型 公式对应的位置数据是否一致；
若是，则将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，得出所述目标点对应的声衰减值；
若否，则将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，并利用插值法计算出所述目标点对应的声衰减值；
还包括：
分析所述基础数据与所述噪声预测模型中参数的差异数据；
从预先存储的修正列表中选取出各个所述差异数据各自对应的修正列表；
依据所述目标点的位置数据，从所述修正列表中选取出所述目标点对应的修正值；
依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
相应的，所述依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值包括：
依据所述声源的声压级值和所述目标声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值包括：
判断所述目标点的位置数据与所述修正值对应的位置数据是否一致；
若是，对所述修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
若否，则利用插值法对各个所述修正值进行插值处理，得到目标修正值；并对所述目标修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述噪声预测模型的建立包括：
依据预先设置的变压器室尺寸，建立对应的三维模型；
根据定义的各类参数，对所述三维模型进行噪声预测，计算出各个预设参考点的模型公式，完成噪声预测模型的建立。
4.一种变压器室外部三维空间噪声预测的装置，其特征在于，包括接收单元、判断单元、选取单元和计算单元，
所述接收单元，用于接收用户输入的基础数据；在所述基础数据中包括有声源的声压级值；
所述判断单元，用于判断所述基础数据是否满足预先建立的噪声预测模型的适用条件；
若是，则触发所述选取单元，所述选取单元，用于依据用户输入的目标点的位置数据，从所述噪声预测模型中选取出与所述目标点对应的模型公式，并触发所述计算单元，所述计算单元，用于依据所述模型公式计算出所述目标点对应的声衰减值；
所述计算单元还用于依据所述声源的声压级值和所述目标点对应的声衰减值，计算出所述目标点的声压级值；
所述计算单元包括第一判断子单元、代入子单元和处理子单元，
所述第一判断子单元，用于判断所述目标点的位置数据与所述模型 公式对应的位置数据是否一致；
若是，则触发所述代入子单元，所述代入子单元，用于将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，得出所述目标点对应的声衰减值；
若否，则触发所述处理子单元，所述处理子单元，用于将所述目标点的位置数据代入所述模型公式，并利用插值法计算出所述目标点对应的声衰减值；
还包括分析单元，
所述分析单元，用于分析所述基础数据与所述噪声预测模型中参数的差异数据；
所述选取单元还用于从预先存储的修正列表中选取出各个所述差异数据各自对应的修正列表；并依据所述目标点的位置数据，从所述修正列表中选取出所述目标点对应的修正值；
所述计算单元还用于依据所述修正值，对所述目标点的声衰减值进行修正，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；并依据所述声源的声压级值和所述目标声衰减值，计算出所述目标点的声压级值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括第二判断子单元、相加处理子单元和插值处理子单元，
所述第二判断子单元，用于判断所述目标点的位置数据与所述修正值对应的位置数据是否一致；
若是，则触发所述相加处理子单元，所述相加处理子单元，用于对所述修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值；
若否，则触发所述插值处理子单元，所述插值处理子单元，用于利用插值法对各个所述修正值进行插值处理，得到目标修正值；并对所述目标修正值和所述目标点对应的声衰减值进行相加处理，计算出所述目标点对应的目标声衰减值。
6.根据权利要求4-5任意一项所述的装置，其特征在于，还包括建立单元，所述建立单元，用于依据预先设置的变压器室尺寸，建立对应的三维模型；并根据定义的各类参数，对所述三维模型进行噪声预测，计算出各个预设参考点的模型公式，完成噪声预测模型的建立。
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