CN107860467A - 一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备 - Google Patents

一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备 Download PDF

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程雄
雷新红
陈晓
陈兆玲
李继贤
柳周
方配丰
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Abstract

本发明实施例公开了一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备，包括设置于轨道相应测试位置处的第一传声器、车轮监测装置、信号监测装置及数据采集装置，第一传声器与车轮监测装置位于同一纵断面上；信号监测装置位于与第一传声器和车轮监测装置所在纵断面相距预设距离处；数据采集装置分别与车轮监测装置、信号监测装置及第一传声器连接；信号监测装置用于检测被试车辆的参数信息，当参数信息达到预设阈值时发送采集信号；数据采集装置用于依据采集信号通过第一传声器采集被试车辆的辐射噪声值及辐射噪声值对应的时间；车轮监测装置用于记录被试车辆的车轮通过第一传声器时的运行速度及被试车辆完全通过第一传声器的时间间隔。测试结果准确性较高。

Description

一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备
技术领域
本发明实施例涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备。
背景技术
随着科技的发展，轨道车辆的发展为人们的日常生活带来了很大的便利。但是，轨道车辆在行驶过程中所产生的辐射噪声会严重影响轨道沿线居民生活的舒适性，并且长时间处于噪声环境下容易损伤听力。因此，对轨道车辆辐射噪声进行检测和分析对于防范噪声、提高居民生活的舒适性有着重要意义。
目前，测量轨道车辆辐射噪声所参考的标准为ISO3095，即依据标准在轨道两侧布置传声器，各个传声器的具体布置规则请参照图1，其中1、2和3的测试位置处设置有传声器。在测试过程中，被试车辆以实验速度Vtest运行并通过传声器探头的纵面，记录被试车辆对外辐射的噪声值，并根据车辆通过传声器纵面的时间间隔及与该时间间隔内的噪声值计算被测车辆对外辐射的A计权等效连续声压级LpAep,Tp，其中，A计权等效连续声压级LpAep,Tp的计算关系式如下：
其中，LpAeq,T为A计权等效连续声压级，单位为dB；T表示测量时间间隔；PA(t)表示在运行时间t时的A计权瞬时声压；P0为基准声压，P0＝20μPa。
其中，测量时间间隔也就是被试车辆通过传声器探头纵面的时间间隔，现有技术中是依据被试车辆的长度及其实验速度来计算被试车辆通过传声器探头纵面的时间间隔，但是，由于被试车辆在运行过程中其行驶速度存在一定程度的波动，所以采用车辆的长度和实验速度计算被试车辆通过传声器探头的时间间隔是不准确的，并且被试车辆通过传声器探头的起始时间和结束时间在所记录的噪声值中无法关联，只是依据整个噪声信号中的峰值位置确定与被试车辆通过传声器探头的时间间隔中的每个时间点对应的噪声值，从而使车辆通过传声器探头的时间与所记录的噪声值对应的时间不匹配，进而使获取的、与车辆通过传声器探头的过程中对应的噪声值存在一定的误差，导致测试结果不准确。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备成为本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备，在使用过程中可以准确的确定出被试车辆通过第一传声器的时间间隔内每个时间点对应的辐射噪声值，提高测试结果的准确性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种轨道车辆辐射噪声的测试系统，包括设置于轨道相应测试位置处的第一传声器、车轮监测装置、信号监测装置及数据采集装置，所述第一传声器至少为一个，所述第一传声器与所述车轮监测装置位于同一纵断面上；所述信号监测装置位于与所述第一传声器和所述车轮监测装置所在纵断面相距预设距离处；所述数据采集装置分别与所述车轮监测装置、所述信号监测装置及所述第一传声器连接；
所述信号监测装置，用于检测被试车辆的参数信息，并当所述参数信息达到预设阈值时发送采集信号至所述数据采集装置；
所述数据采集装置，用于依据所述采集信号通过所述第一传声器采集所述被试车辆的辐射噪声值及所述辐射噪声值对应的时间；
所述车轮监测装置，用于记录所述被试车辆的车轮通过所述第一传声器时的运行速度及所述被试车辆完全通过所述第一传声器的时间间隔。
可选的，所述信号监测装置为速度监测装置；所述参数信息包括运行速度，所述预设阈值为预设速度阈值。
可选的，所述速度监测装置为激光测速仪。
可选的，所述预设速度阈值为Vtest-b km/h，其中，Vtest为试验速度，b>0。
可选的，所述b＝10。
可选的，所述信号监测装置为声压级监测装置；所述参数信息包括噪声值，所述预设阈值为预设声压级阈值，所述预设声压级阀值依据车辆辐射噪声预测定值Leq进行确定，所述Leq为预先测定的，所述预设声压级阀值为Leq-C，C>0。
可选的，所述声压级预警装置包括第二传声器。
可选的，如上述所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，所述车轮监测装置包括光电传感器。
可选的，所述第一传声器为麦克风。
本发明实施例还公开了一种轨道车辆辐射噪声的测试设备，包括如上述所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统。
本发明实施例提供了一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备，包括设置于轨道相应测试位置处的第一传声器、车轮监测装置、信号监测装置及数据采集装置，第一传声器至少为一个，第一传声器与车轮监测装置位于同一纵断面上；信号监测装置位于与第一传声器和车轮监测装置所在纵断面相距预设距离处；数据采集装置分别与车轮监测装置、信号监测装置及第一传声器连接；信号监测装置，用于检测被试车辆的参数信息，并当参数信息达到预设阈值时发送采集信号至数据采集装置；数据采集装置，用于依据采集信号通过第一传声器采集被试车辆的辐射噪声值及辐射噪声值对应的时间；车轮监测装置，用于记录被试车辆的车轮通过第一传声器时的运行速度及被试车辆完全通过第一传声器的时间间隔。
本发明实施例中在距离第一传声器所在纵截面预设距离处设置信号监测装置，数据采集装置可以通过信号监测装置所检测的、与被试车辆相关的参数信息及预设阈值确定是否进行辐射噪声值的采集，并在被试车辆的参数信息达到预设阈值时，数据采集装置开始记录被试车辆的辐射噪声值及其对应的时间，并且本发明实施例通过车轮监测装置可以监测到被试车辆的车轮通过第一传声器时的运行速度，并可以准确记录被试车辆完全通过第一传声器所用的时间间隔，通过记录的辐射噪声值及其对应的时间与被试车辆完全通过第一传声器所用的时间间隔进行匹配，可以准确的确定出被试车辆通过第一传声器的时间间隔内每个时间点对应的辐射噪声值，从而使计算得到的A计权等效连续声压级更准确，以提高测试结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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为现有技术提供的一种测试轨道车辆辐射噪声的测试点布置示意图；
图2为本发明实施例提供的一种轨道车辆辐射噪声的测试系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种轨道车辆辐射噪声的测试系统的测点布局示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种轨道车辆辐射噪声的测试系统示意图；
图5为本发明实施例提供的一种时间间隔的匹配示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种轨道车辆辐射噪声的测试系统及设备，在使用过程中可以准确的确定出被试车辆通过第一传声器的时间间隔内每个时间点对应的辐射噪声值，提高测试结果的准确性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，如图1所示，在对轨道车辆进行辐射噪声测试时，测试位置需位于轨道上表面上方1.2m高、且距离轨道中心线7.5m处，即在图1中的测试位置1处设置一个第一传声器，当然，如果轨道车辆的上部具有重要的声源(如动力装置受电弓或者低地板机车车辆)，则还可以在距离轨道上方3.5m高度、且距离轨道中心线7.5m处增设一个测量位置，也即在图1中的测试位置2处设置一个第一传声器。如果轨道车辆的运行速度大于等于200km/h，则可以在位于轨道上表面上方3.5m高度、距离轨道中心线25m处设置测量位置，如图1中的3处设置第一传声器。
具体的，测试位置须在轨道车辆两侧进行测量，如果装置两侧声学等同(既具有对称的噪声源分布)，则可以忽略车辆一侧的测量位置。
请参照图2、图3和图4，图2为本发明实施例提供的一种轨道车辆辐射噪声的测试系统的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种轨道车辆辐射噪声的测试系统的测点布局示意图；图4为本发明实施例提供的另一种轨道车辆辐射噪声的测试系统示意图。
该测试系统包括设置于轨道相应测试位置处的第一传声器11、车轮监测装置12、信号监测装置13及数据采集装置14，第一传声器11至少为一个，第一传声器11与车轮监测装置12位于同一纵断面上；信号监测装置13位于与第一传声器11和车轮监测装置12所在纵断面相距预设距离处；数据采集装置14分别与车轮监测装置12、信号监测装置13及第一传声器11连接；
信号监测装置13，用于检测被试车辆的参数信息，并当参数信息达到预设阈值时发送采集信号至数据采集装置14；
数据采集装置14，用于依据采集信号通过第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值及辐射噪声值对应的时间；
车轮监测装置12，用于记录被试车辆的车轮通过第一传声器11时的运行速度及被试车辆完全通过第一传声器11的时间间隔。
需要说明的是，第一传声器11与车轮监测装置12位于同一个纵断面上，当第一传声器11为多个时，多个第一传声器11位于同一个纵断面上，例如当具有3个第一传声器11时，各个第一传声器11的布局如图3所示，三个第一传声器11分别位于测试位置1、测试位置2和测试位置3处。车轮监测装置12可以设置在距离轨道车辆侧面h1(例如0.5m)、离轨道上表面上方h2(例如1.5m)高的位置(及测试位置4处)，当然，不仅限于设置在该位置，其他的合理位置均可，当被试车辆的车轮经过第一传声器11时，车轮监测装置12即可检测到，具体可以通过感应光照强度来检测车轮有无及车轮通过时的运行速度，还可以将检测的信号传输至数据采集装置14。
另外，信号监测装置13可以设置在第一传声器11和车轮监测装置12所在纵断面前后的预设距离处(例如图3中的测试位置5处)，例如该预设距离的范围可以为50m～150m，预设距离可以为100m，当然，预设距离并不仅限于此范围，并且其具体数值可以根据被试车辆的实际运行速度进行确定，本发明实施例对此不做特殊的限定。
请参照图4，其中，各个第一传声器11设置在相应的传声器支撑三脚架15上，数据采集装置14与上位机16连接，17为被试车辆的车体，18为被使车辆的车轮。通过信号监测装置13检测相应的参数信息，以确定被使车辆是否已驶入，并且根据参数信息的具体情况确定数据采集装置14是否开始通过第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值和所采集的辐射噪声值对应的时间。具体的，信号监测装置13实时检测被试车辆的参数信息，当该参数信息达到预设阈值时，数据采集装置14将通过第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值和所采集的辐射噪声值对应的时间。通过车轮监测装置12检测到的被试车辆通过第一传声器11所使用的时间以及数据采集装置14所采集的辐射噪声值和其对应的时间，即可确定出被试车辆通过第一传声器11所经历的时间间隔内的每个时间点对应的辐射噪声值，再依据A计权等效连续声压级LpAep,Tp的计算关系式就可以计算出A计权等效连续声压级，从而提高了测试准确性。
A计权等效连续声压级LpAep,Tp的计算关系式为其中，LpAeq,T为A计权等效连续声压级，单位为dB；T表示测量时间间隔；PA(t)表示在运行时间t时的A计权瞬时声压；P0为基准声压，P0＝20μPa。
还需要说明的是，本发明实施例中的数据采集装置14记录辐射噪声值的时间间隔大于被试车辆通过车轮监测装置12所经历的时间间隔，也即被试车辆通过车轮监测装置12所经历的时间间隔在数据采集装置14记录辐射噪声值的时间间隔范围内，从而可以准确确定出与被试车辆通过车轮监测装置12所经历的时间间隔内的每个时间点对应的辐射噪声值。
具体请参照图5，图5为一种时间间隔选择示意图，其中在时间间隔Tr内数据采集装置14记录被试车辆的辐射噪声值及相应的时间，T1表示车轮经过车轮监测装置12的起始时间，T2表示车轮经过车轮监测装置12的结束时间，T＝T1-T2，T表示被试车辆通过车轮监测装置12所经历的时间间隔，也即测量时间间隔。
本发明实施例中在距离第一传声器所在纵截面预设距离处设置信号监测装置，数据采集装置可以通过信号监测装置所检测的、与被试车辆相关的参数信息及预设阈值确定是否进行辐射噪声值的采集，并在被试车辆的参数信息达到预设阈值时，数据采集装置开始记录被试车辆的辐射噪声值及其对应的时间，并且本发明实施例通过车轮监测装置可以监测到被试车辆的车轮通过第一传声器时的运行速度，并可以准确记录被试车辆完全通过第一传声器所用的时间间隔，通过记录的辐射噪声值及其对应的时间与被试车辆完全通过第一传声器所用的时间间隔进行匹配，可以准确的确定出被试车辆通过第一传声器的时间间隔内每个时间点对应的辐射噪声值，从而使计算得到的A计权等效连续声压级更准确，以提高测试结果的准确性。
作为一个具体的实施例，在上述实施例的基础上，信号监测装置13为速度监测装置；参数信息包括运行速度，预设阈值为预设速度阈值。
需要说明的是，本发明实施例中的信号监测装置13可以为速度监测装置，速度监测装置实时检测被试车辆的运行速度，当被试车辆运行至该位置处时，并且其运行速度达到预设速度阈值时，说明数据采集装置14即可通过第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值和所采集的辐射噪声值对应的时间，此时被试车辆未到达第一传声器11所在的纵断面，也即在被试车辆的车轮经过车轮监测装置12之前数据采集装置14已经开始通过第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值及其对应的时间，然后再通过车轮监测装置12检测并记录被试车辆通过第一传声器11所使用的时间间隔，将被试车辆通过第一传声器11所使用的时间间隔与数据采集装置14所采集的辐射噪声值和其对应的时间进行匹配，即可确定出被试车辆通过第一传声器11所经历的时间间隔内的每个时间点对应的辐射噪声值。
作为一个具体的实施例，在上述实施例的基础上，速度监测装置为激光测速仪。
具体的，本发明实施例中的速度监测装置可以为激光测速仪，激光的准直性较强，具有测量精确度高，响应时间短的优点。当然，本发明实施例中的速度监测装置不仅限于采用激光测速仪，也可以采用其他的测速装置，本申请对此不做特殊的限定，能实现本发明实施例的目的即可。
作为一个具体的实施例，预设速度阈值为Vtest-b km/h，其中，Vtest为试验速度，其中，b>0，b可以为10。
具体的，本发明实施例中的预设速度阈值具体可以根据被试车轮的试验速度Vtest进行确定，具体可以为Vtest-b km/h，例如Vtest-10km/h。当然，预设速度阈值不仅限于为Vtest-10km/h，其具体数值可以根据实际情况进行确定，本申请不做限定。
作为一个具体的实施例，信号监测装置13为声压级监测装置；参数信息包括噪声值，预设阈值为预设声压级阈值，预设声压级阀值依据车辆辐射噪声预测定值Leq进行确定，Leq为预先测定的，预设声压级阀值为Leq-C，C>0。
需要说明的是，本发明实施例中的信号监测装置13不仅可以为速度监测装置，还可以为声压级监测装置，通过该声压级监测装置实时监测其所在位置处的A计权声压级或者瞬时A计权声压级，并通过所监测到的A计权声压级或者瞬时A计权声压级LpAeq,125ms(t)和相应的预设声压级阈值既可以判断被试列车是否已驶入，当所检测到的A计权声压级达到预设声压级阈值时，数据采集装置14将通过其他的各个第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值及相应的时间，其中，该预设声压级阀值根据车辆辐射噪声预测定值Leq进行设置，并且该预测定值Leq是预先测定的，预设声压级阀值具体可以为Leq-CdB，其中，C>0。例如，在该声压级监测装置实时监测A计权声压级比车辆前端在第一传声器11位置对面时所发现的声压级低于X dB时(X>0)，数据采集装置14开始采集，并且在声压级监测装置实时监测的A计权声压级比车辆后端在第一传声器11位置对面时所发现的声压级低于X dB时之前，数据采集装置14一直进行辐射噪声值的采集。再通过车轮监测装置12检测到的被试车辆通过第一传声器11所使用的时间以及数据采集装置14所采集的辐射噪声值和其对应的时间，即可确定出被试车辆通过第一传声器11所经历的时间间隔内的每个时间点对应的辐射噪声值，从而提高测试精确度。
当然，本发明实施例中也可以同时设置速度监测装置和声压级监测装置，并当其中一个满足相应的预设阈值时，数据采集装置14就开始通过第一传声器11采集被试车辆的辐射噪声值和相应的时间，具体的本发明实施例不做限定。
作为一个具体的实施例，在上述实施例的基础上本发明实施例中的声压级预警装置包括第二传声器。
具体的，通过第二传声器监测其所在位置的辐射噪声值以确定该位置处的A计权声压级，当然，还可以包括其他装置，本发明实施例对此不做限定，能实现本发明实施例的目的即可。
作为一个具体的实施例，在上述实施例的基础上上述轨道车辆辐射噪声的测试系统中的车轮监测装置12可以包括光电传感器。
需要说明的是，本发明实施例中的车轮监测装置12不仅限于包括光电传感器，也不仅限于包光电传感器，也可以为其他的监测装置，只要能用于监测车轮信号即可。
作为一个具体的实施例，在上述实施例的基础上，第一传声器11为麦克风。
具体的，本发明实施例中的第一传声器11可以采用但不仅限于麦克风，当然，第二传声器也可以采用但不仅限于采用麦克风，皆可以为其他的传声器，具体不限。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还公开了一种轨道车辆辐射噪声的测试设备，包括如上述的轨道车辆辐射噪声的测试系统。
需要说明的是，本发明实施例在使用过程中可以提高噪声测试的准确性，另外，对于本发明实施例中所涉及到的轨道车辆辐射噪声的测试系统的具体介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，包括设置于轨道相应测试位置处的第一传声器、车轮监测装置、信号监测装置及数据采集装置，所述第一传声器至少为一个，所述第一传声器与所述车轮监测装置位于同一纵断面上；所述信号监测装置位于与所述第一传声器和所述车轮监测装置所在纵断面相距预设距离处；所述数据采集装置分别与所述车轮监测装置、所述信号监测装置及所述第一传声器连接；
所述信号监测装置，用于检测被试车辆的参数信息，并当所述参数信息达到预设阈值时发送采集信号至所述数据采集装置；
所述数据采集装置，用于依据所述采集信号通过所述第一传声器采集所述被试车辆的辐射噪声值及所述辐射噪声值对应的时间；
所述车轮监测装置，用于记录所述被试车辆的车轮通过所述第一传声器时的运行速度及所述被试车辆完全通过所述第一传声器的时间间隔。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述信号监测装置为速度监测装置；所述参数信息包括运行速度，所述预设阈值为预设速度阈值。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述速度监测装置为激光测速仪。
4.根据权利要求2所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述预设速度阈值为Vtest-b km/h，其中，Vtest为试验速度，b>0。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述b＝10。
6.根据权利要求1所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述信号监测装置为声压级监测装置；所述参数信息包括噪声值，所述预设阈值为预设声压级阈值，所述预设声压级阀值依据车辆辐射噪声预测定值Leq进行确定，所述Leq为预先测定的，所述预设声压级阀值为Leq-C，C>0。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述声压级预警装置包括第二传声器。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述车轮监测装置包括光电传感器。
9.根据权利要求8所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统，其特征在于，所述第一传声器为麦克风。
10.一种轨道车辆辐射噪声的测试设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的轨道车辆辐射噪声的测试系统。
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