CN113111483B - 轨道车辆噪声计算方法、装置及终端设备 - Google Patents

轨道车辆噪声计算方法、装置及终端设备 Download PDF

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CN113111483B CN202110234443.7A CN202110234443A CN113111483B CN 113111483 B CN113111483 B CN 113111483B CN 202110234443 A CN202110234443 A CN 202110234443A CN 113111483 B CN113111483 B CN 113111483B
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Abstract

本发明适用于铁路车辆噪声计算技术领域，提供了一种轨道车辆噪声计算方法、装置及终端设备，该方法包括：根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域；根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量；根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。本发明根据车辆总体图纸获得多个独立计算子区域，并计算每个独立计算子区域的声压级。无需车辆的详细设计图纸，可以在项目前期的投标和概念设计阶段快速进行噪声计算评估。

Description

轨道车辆噪声计算方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于铁路车辆噪声计算技术领域，尤其涉及一种轨道车辆噪声计算方法、装置及终端设备。
背景技术
随着轨道交通技术的快速发展，轨道交通车辆已经成为人们出行的首选交通工具之一，除了车辆的运行安全性和高效性之外，乘坐舒适性越来越受到运营单位和乘客的关注。其中，车内噪声是影响乘客和乘务人员乘坐舒适性的重要因素之一，噪声过大会造成乘客身体疲劳、心情烦躁，严重影响乘客的休息和乘车心情，甚至会在心理和生理上产生伤害。
为了提高车辆的乘坐舒适性，车辆的招标文件和合同中都会对车内噪声提出明确的要求，因此降噪工作会贯穿车辆的整个设计过程，而噪声计算是降噪设计不可或缺的重要手段。然而现有的噪声计算方法，一般需要详细的设计图纸建立模型，而且建模的周期很长，但项目前期的投标和概念设计阶段的周期很短，而且没有详细的设计图纸，只有总体方案图，导致现有的噪声计算方法在项目前期的投标和概念设计阶段无法满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种轨道车辆噪声计算方法、装置及终端设备，以解决现有技术中的噪声计算方法在轨道车辆项目前期的投标和概念设计阶段无法满足要求的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种轨道车辆噪声计算方法，包括：
根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域；
根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量；
根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。
本发明实施例的第二方面提供了一种轨道车辆噪声计算装置，包括：
划分模块，用于根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域；
第一计算模块，用于根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量；
第二计算模块，用于根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述轨道车辆噪声计算方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述轨道车辆噪声计算方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域，并根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量，根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。可以只根据项目前期的投标和概念设计阶段的车辆总体图纸建立数学计算模型，获得多个独立计算子区域，进而计算出车辆的每个独立计算子区域的声压级，也就是车辆的每个独立计算子区域的噪声，从而在项目前期的投标和概念设计阶段快速进行噪声计算评估和声学指标的分解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的轨道车辆噪声计算方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的轨道车辆的车内噪声来源示意图；
图3是本发明实施例提供的轨道车辆车内噪声考核位置的示意图；
图4是本发明实施例提供的轨道车辆模型的坐标系的示意图；
图5是本发明实施例提供的某B型地铁Tc车独立计算子区域的划分示意图；
图6是本发明实施例提供的获取每个独立计算子区域的入射声能量的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的车体截面的示意图；
图8是本发明实施例提供的某个独立计算子区域的子板块划分的示意图；
图9是本发明实施例提供的某个独立计算子区域的声压级计算结果对比图；
图10是本发明实施例提供的轨道车辆噪声计算装置的示意图；
图11是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的轨道车辆噪声计算方法的实现流程示意图，详述如下。
步骤S101，根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域。
其中，对于轨道车辆来说，车内噪声的主要来源为空气声和结构声，空气声还包括直达声和透射声，如图2所示。透射声：轮轨系统、牵引系统(电机、齿轮箱、牵引逆变器等)、辅助设备(辅助逆变器、空调等)和制动系统(空压机、制动电阻等)产生的噪声通过空气传播作用到车体、车门以及车窗等隔声部位，透射到车内；结构声：车内结构声也就是内饰板的振动辐射声，转向架、车载有源设备通过与车体的连接点，将振动激励传递到车体，激发内饰板件的振动，向车内辐射噪声；直达声：通过车体开孔以及密封不严部位直接传递到车内的噪声，例如通风系统噪声。
针对轨道车辆车内噪声的要求，国内外都颁布了相关的标准，通过整理总结可知，标准中车内噪声的主要考核位置为司机室、客室端部、客室中部、客室端部以及贯通道，如图3圆点所示位置。
为了方便对本实施例的介绍，可以对轨道车辆模型的坐标系进行定义，如图2所示，X轴(对应于车体纵向)的正向是轨道车辆运行方向，即箭头1所指方向，Z轴(对应于车体垂向)的正向向上，Y轴(对应于车体横向)位于水平面上，X-Y-Z形成一个右手坐标系。
在进行轨道车辆噪声计算之前，首先获取计算所需要的技术资料，即包括车辆平面图、断面图和设备布置图在内的车辆总体图纸以及车内噪声考核位置信息，其中，根据车辆总体图纸可以确定例如转向架、齿轮箱、空调等声源位置，根据车内噪声考核位置信息可以确定车内噪声考核点。确定声源位置和车内噪声考核点后，根据车辆总体图纸可以沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域，根据划分的多个独立计算子区域对车辆进行噪声计算。
其中，在对车体进行区域划分时，原则上需要沿车辆运行方向，也就是X轴方向进行划分，而不是沿Y轴方向划分，沿Y轴方向划分会大幅增加计算复杂度和时间。
可选的，在对车体进行区域划分时，划分的多个独立计算子区域中，同一声源只位于其中一个独立计算子区域，每个独立计算子区域只包括一个车内噪声考核点。
可选的，独立计算子区域的个数可以为3～7个。
其中，在对车体进行区域划分时，需要遵循同一个声源不能同时位于不同的独立计算子区域内，不同的车内噪声考核点不要位于同一个独立计算子区域的原则。独立计算子区域的个数可根据计算精度和车辆长度进行调整，独立计算子区域的个数随着计算精度和车辆长度的增加而增多，通常建议划分成5个，最多不要超过7个，最少不能少于3个，独立计算子区域太多会大幅增加计算复杂度和时间。
示例性的，参见图5，可以将某B型地铁Tc车(带司机室的拖车)划分为5个独立计算子区域，区域1为司机室，区域2为客室前端，区域3为客室中部，区域4为客室后端，区域5为通过台区域，计算结果代表了这一独立计算子区域考核点的噪声值。
步骤S102，根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量。
其中，在计算每个独立计算子区域的声能量时，除了振动噪声源会向独立计算子区域输入能量外，相邻的独立计算子区域也会与当前的独立计算子区域进行能量交换，因此，为了进一步提高计算精度，需要考虑相邻独立计算子区域的能量流动。
可选的，根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量，可以包括：
根据
Figure BDA0002960100700000061
分别计算每个独立计算子区域的声能量。
其中，Gi(f)为第i个独立计算子区域的声能量，f为噪声频率，T(f)为车内混响时间，τi,i-1(f)为第i个独立计算子区域到第i-1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi,i+1(f)为第i个独立计算子区域到第i+1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi-1,i(f)为第i-1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi+1,i(f)为第i+1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，Ei(f)为第i个独立计算子区域的入射声能量，Ei-1(f)为第i-1个独立计算子区域的入射声能量，Ei+1(f)为第i+1个独立计算子区域的入射声能量。
可选的，参见图6，获取每个独立计算子区域的入射声能量，可以包括：
步骤S201，根据每个独立计算子区域中不同区域的位置，将不同隔声量对应的区域进行划分，得到每个独立计算子区域中的多个子板块。
参见图7，对于每个独立计算子区域，一般包括上侧板块、下侧板块、左侧板块和右侧板块，声源从上侧、下侧、左侧以及右侧四个板块传入车内，由于每个板块的隔声量是不均匀的，为了方便进行声学计算，需对每个板块进行划分。
示例性的，参见图8，对图5中独立计算子区域2的左侧板块进行划分，因为车门、车窗和侧墙的隔声量不同，可将左侧板块划分为三个子板块，分别是门板块、窗板块和侧墙板块。
其中，在对每个独立计算子区域进行子板块划分时，由于车门、车窗、侧墙、地板、车顶等不同位置区域的材料的不同，隔声量也不相同，可以将整个独立计算子区域划分为多种类型的子板块，同一种类型的子板块的隔声量相同。
示例性的，对图5中独立计算子区域2进行子板块划分，根据子板块划分的原则，独立计算子区域2可以划分为1个地板子板块、2个侧墙子板块、2个车顶子板块、2个车窗子板块和2个车门子板块共9个子板块，其中，2个侧墙子板块的隔声量相同，2个车顶子板块的隔声量相同，2个车窗子板块的隔声量相同，2个车门子板块的隔声量相同。每个子板块的隔声量可以通过测试统计得到。
步骤S202，根据每个子板块的空气声声压级和每个子板块所属的独立计算子区域的内部空间体积计算每个子板块的空气透射声能，并根据每个独立计算子区域包括的所有子板块的空气透射声能之和，获得每个独立计算子区域的空气透射声能。
其中，每个独立计算子区域的入射声能量，也就是振动噪声源入射到对应的独立计算子区域的声能量由该独立计算子区域的空气透射声能、结构辐射声能和直达声声能构成，由于每种类型的子板块的隔声量相同，因此可以先计算每个子板块的空气透射声能和结构辐射声能，再根据每个独立计算子区域包括的所有子板块的空气透射声能和结构辐射声能计算每个独立计算子区域的空气透射声能和结构辐射声能。
可选的，可以根据
Figure BDA0002960100700000071
计算每个子板块的空气声声压级。
其中，p2(f)为某个子板块的空气声声压级，也可以说是透射声压级，p1(f)为作用在对应子板块外部的声压级，R(f)为对应子板块的隔声量，S0为对应子板块的面积，T(f)为车内混响时间，V为对应子板块所属的独立计算子区域的内部空间体积，f为噪声频率。
可选的，计算得到每个子板块的空气声声压级后，可以根据
Figure BDA0002960100700000072
计算每个子板块的空气透射声能。
其中，ρ为空气密度，为1.29kg/m3，c为空气中的速度，为340m/s，ρ0为基准声压，为2×10-5pa。
对于第i个独立计算子区域，将第i个独立计算子区域包括的所有子板块的空气透射声能Ea(f)相加求和，可以得到第i个独立计算子区域的空气透射声能ABNi(f)。
步骤S203，根据每个子板块的振动速度和每个子板块的面积计算每个子板块的结构辐射声能，并根据每个独立计算子区域包括的所有子板块的结构辐射声能之和，获得每个独立计算子区域的结构辐射声能。
可选的，根据每个子板块的振动速度和每个子板块的面积计算每个子板块的结构辐射声能，可以包括：
根据
Figure BDA0002960100700000081
计算每个子板块的结构辐射声能。
其中，Es(f)为某个子板块的结构辐射声能，ρ为空气密度，c为空气中的声速，S0为对应子板块的面积，v(f)为对应子板块的振动速度，σ(f)为辐射效率，T(f)为车内混响时间。
对于第i个独立计算子区域，将第i个独立计算子区域包括的所有子板块的结构辐射声能Es(f)相加求和，可以得到第i个独立计算子区域的结构辐射声能SBNi(f)。
步骤S204，根据获取的每个独立计算子区域包括的直达声源的直达声声压级，计算每个独立计算子区域的直达声声能。
可选的，根据获取的每个独立计算子区域包括的直达声源的直达声声压级，计算所述每个独立计算子区域的直达声声能，可以包括：
根据
Figure BDA0002960100700000082
计算所述每个独立计算子区域的直达声声能；
其中，DTNi(f)为第i个独立计算子区域的直达声声能，Edj(f)为第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声能，n为第i个独立计算子区域中包括的所有直达声源的个数，ρ0为基准声压，Si为第i个独立计算子区域六个面的表面积之和，T(f)为车内混响时间，Pdj(f)为第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声压级，ρ为空气密度，c为空气中的声速。
可选的，在计算第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声能时，若可以得到第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声功率，则可以根据
Figure BDA0002960100700000091
计算第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声能。
其中，在计算第i个独立计算子区域的直达声声能时，则与第i个独立计算子区域包括的子板块无关，只与第i个独立计算子区域中包括的直达声源有关，将第i个独立计算子区域包括的所有直达声源的直达声声能相加求和，得到第i个独立计算子区域的直达声声能DTNi(f)。
步骤S205，计算每个独立计算子区域的空气透射声能、结构辐射声能和直达声声能之和，获取每个独立计算子区域的入射声能量。
其中，可以通过Ei(f)＝ABNi(f)+SBNi(f)+DTNi(f)计算第i个独立计算子区域的入射声能量Ei(f)。
步骤S103，根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。
可选的，可以根据
Figure BDA0002960100700000092
计算第i个独立计算子区域的声压级Pi(f)。
示例性的，按照对图5中独立计算子区域2的子板块划分计算独立计算子区域2的声压级，将本实施例的快速计算结果与试验结果和VAONE计算结果对比如图9所示，由图9可知，本实施例的计算结果精度较高，与试验结果的误差为1.46dBA，与VAONE计算结果相差0.34dBA。
其中，VAONE是法国ESI集团于2005年推出的基于统计能量法理论的振动与噪声计算软件，在铁路车辆噪声计算中应用最为广泛，统计能量法是目前最常用的噪声计算方法，统计能量分析具有一种独特的建模方法。它以梁、杆、板、壳、柱等子结构为建模基础，搭建复杂系统的振动和噪音耦合动力学预测模型。但是，统计能量法进行噪声计算需要建立整车计算模型，模型复杂，建模计算的周期较长。而且统计能量法建模需要车辆的详细结构尺寸，无法满足项目前期的噪声计算需求。最后统计能量分析的“统计”指的是所有系统子结构参数或总体参数都是在时间、空间和频率上经过统计平均处理的，这就导致这种方法在低频段的计算结果是不准确的。
传统的噪声计算方法还包括有限元法，有限元法通过结构网格、声学网格的划分和耦合，建立有限元计算模型，可以求解其中复杂流场、温度场等变化梯度对声传播的影响，尤其在解决封闭空间的声场计算方面有相当的优势。其中西门子旗下的Virtual.lab软件是一款基于有限元、边界元技术开发的振动与噪声计算软件，在铁路噪声计算中有很广泛的应用。但是有限元法进行噪声计算也需要建立整车计算模型，并对车辆结构和声空间进行网格划分，模型复杂，建模计算的周期非常长。并且有限元法建模也需要车辆的详细结构尺寸，无法满足项目前期的噪声计算需求。最后有限元法计算的频率越高，要求模型网格的尺寸越小，必须保证一个最小计算波长内至少包括6个网格，这就导致有限元法无法进行中高频的噪声计算。
而本实施例的轨道车辆噪声计算方法，通过根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域，并根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量，根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。其中，根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域，无需车辆的详细结构尺寸，可以在项目前期的投标和概念设计阶段进行轨道车辆噪声计算。而且本实施例获得多个独立计算子区域后，再将每个独立计算子区域划分为多个子板块，按照每个子板块计算对应独立计算子区域的声能量，使得每个独立计算子区域的数学计算模型非常简单，计算速度快，与其他方法相比，可以至少提高75％的计算周期。而且，本实施例的轨道车辆噪声计算方法中对噪声频率没有限制，因而无论对于低频段的噪声还是中高频段的噪声都有很好的适应性，都可以获得较高的计算精度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的轨道车辆噪声计算方法，图10示出了本发明实施例提供的轨道车辆噪声计算装置的示例图。如图10所示，该装置可以包括：划分模块101、第一计算模块102和第二计算模块103。
划分模块101，用于根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域；
第一计算模块102，用于根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量；
第二计算模块103，用于根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。
可选的，所述多个独立计算子区域中，同一声源只位于其中一个独立计算子区域，每个独立计算子区域只包括一个车内噪声考核点。
可选的，所述独立计算子区域的个数为3～7个。
可选的，第一计算模块102，可以用于根据
Figure BDA0002960100700000111
分别计算每个独立计算子区域的声能量；
其中，Gi(f)为第i个独立计算子区域的声能量，f为噪声频率，T(f)为车内混响时间，τi,i-1(f)为第i个独立计算子区域到第i-1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi,i+1(f)为第i个独立计算子区域到第i+1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi-1,i(f)为第i-1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi+1,i(f)为第i+1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，Ei(f)为第i个独立计算子区域的入射声能量，Ei-1(f)为第i-1个独立计算子区域的入射声能量，Ei+1(f)为第i+1个独立计算子区域的入射声能量。
可选的，第一计算模块102，可以用于根据每个独立计算子区域中不同区域的位置，将不同隔声量对应的区域进行划分，得到所述每个独立计算子区域中的多个子板块；
根据每个子板块的空气声声压级和每个子板块所属的独立计算子区域的内部空间体积计算每个子板块的空气透射声能，并根据所述每个独立计算子区域包括的所有子板块的空气透射声能之和，获得所述每个独立计算子区域的空气透射声能；
根据每个子板块的振动速度和每个子板块的面积计算每个子板块的结构辐射声能，并根据所述每个独立计算子区域包括的所有子板块的结构辐射声能之和，获得所述每个独立计算子区域的结构辐射声能；
根据获取的每个独立计算子区域包括的直达声源的直达声声压级，计算所述每个独立计算子区域的直达声声能；
计算所述每个独立计算子区域的空气透射声能、结构辐射声能和直达声声能之和，获取每个独立计算子区域的入射声能量。
可选的，第一计算模块102，可以用于根据
Figure BDA0002960100700000121
计算每个子板块的结构辐射声能；
其中，Es(f)为某个子板块的结构辐射声能，ρ为空气密度，c为空气中的声速，S0为对应子板块的面积，v(f)为对应子板块的振动速度，σ(f)为辐射效率，T(f)为车内混响时间。
可选的，第一计算模块102，可以用于根据
Figure BDA0002960100700000131
计算所述每个独立计算子区域的直达声声能；
其中，DTNi(f)为第i个独立计算子区域的直达声声能，Edj(f)为第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声能，n为第i个独立计算子区域中包括的所有直达声源的个数，ρ0为基准声压，Si为第i个独立计算子区域六个面的表面积之和，T(f)为车内混响时间，Pdj(f)为第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声压级，ρ为空气密度，c为空气中的声速。
上述轨道车辆噪声计算装置，通过根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域，并根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量，根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。其中，根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域，无需车辆的详细结构尺寸，可以在项目前期的投标和概念设计阶段进行轨道车辆噪声计算。而且本实施例获得多个独立计算子区域后，再将每个独立计算子区域划分为多个子板块，按照每个子板块计算对应独立计算子区域的声能量，使得每个独立计算子区域的数学计算模型非常简单，计算速度快，与其他方法相比，可以至少提高75％的计算周期。而且，本实施例的轨道车辆噪声计算方法中对噪声频率没有限制，因而无论对于低频段的噪声还是中高频段的噪声都有很好的适应性，都可以获得较高的计算精度。
图11是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图11所示，该实施例的终端设备110包括：处理器111、存储器112以及存储在所述存储器112中并可在所述处理器111上运行的计算机程序113，例如轨道车辆噪声计算程序。所述处理器111执行所述计算机程序113时实现上述轨道车辆噪声计算方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103，或者图6所示的步骤S201至S205，所述处理器111执行所述计算机程序113时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图10所示模块101至103的功能。
示例性的，所述计算机程序113可以被分割成一个或多个程序模块，所述一个或者多个程序模块被存储在所述存储器112中，并由所述处理器111执行，以完成本发明。所述一个或多个程序模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序113在所述轨道车辆噪声计算装置或者终端设备110中的执行过程。例如，所述计算机程序113可以被分割成划分模块101、第一计算模块102和第二计算模块103，各模块具体功能如图10所示，在此不再一一赘述。
所述终端设备110可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器111、存储器112。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是终端设备110的示例，并不构成对终端设备110的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器111可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器112可以是所述终端设备110的内部存储单元，例如终端设备110的硬盘或内存。所述存储器112也可以是所述终端设备110的外部存储设备，例如所述终端设备110上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器112还可以既包括所述终端设备110的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器112用于存储所述计算机程序以及所述终端设备110所需的其他程序和数据。所述存储器112还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道车辆噪声计算方法，其特征在于，包括：
根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域；
根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量；
根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级；
所述根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量，包括：
根据
Figure FDA0003906463580000011
分别计算每个独立计算子区域的声能量；
其中，Gi(f)为第i个独立计算子区域的声能量，f为噪声频率，T(f)为车内混响时间，τi,i-1(f)为第i个独立计算子区域到第i-1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi,i+1(f)为第i个独立计算子区域到第i+1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi-1,i(f)为第i-1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi+1,i(f)为第i+1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，Ei(f)为第i个独立计算子区域的入射声能量，Ei-1(f)为第i-1个独立计算子区域的入射声能量，Ei+1(f)为第i+1个独立计算子区域的入射声能量。
2.如权利要求1所述的轨道车辆噪声计算方法，其特征在于，所述多个独立计算子区域中，同一声源只位于其中一个独立计算子区域，每个独立计算子区域只包括一个车内噪声考核点。
3.如权利要求1或2所述的轨道车辆噪声计算方法，其特征在于，
所述独立计算子区域的个数为3～7个。
4.如权利要求1所述的轨道车辆噪声计算方法，其特征在于，获取每个独立计算子区域的入射声能量，包括：
根据每个独立计算子区域中不同区域的位置，将不同隔声量对应的区域进行划分，得到所述每个独立计算子区域中的多个子板块；
根据每个子板块的空气声声压级和每个子板块所属的独立计算子区域的内部空间体积计算每个子板块的空气透射声能，并根据所述每个独立计算子区域包括的所有子板块的空气透射声能之和，获得所述每个独立计算子区域的空气透射声能；
根据每个子板块的振动速度和每个子板块的面积计算每个子板块的结构辐射声能，并根据所述每个独立计算子区域包括的所有子板块的结构辐射声能之和，获得所述每个独立计算子区域的结构辐射声能；
根据获取的每个独立计算子区域包括的直达声源的直达声声压级，计算所述每个独立计算子区域的直达声声能；
计算所述每个独立计算子区域的空气透射声能、结构辐射声能和直达声声能之和，获取每个独立计算子区域的入射声能量。
5.如权利要求4所述的轨道车辆噪声计算方法，其特征在于，所述根据每个子板块的振动速度和每个子板块的面积计算每个子板块的结构辐射声能，包括：
根据
Figure FDA0003906463580000021
计算每个子板块的结构辐射声能；
其中，Es(f)为某个子板块的结构辐射声能，ρ为空气密度，c为空气中的声速，S0为对应子板块的面积，v(f)为对应子板块的振动速度，σ(f)为辐射效率，T(f)为车内混响时间。
6.如权利要求4所述的轨道车辆噪声计算方法，其特征在于，所述根据获取的每个独立计算子区域包括的直达声源的直达声声压级，计算所述每个独立计算子区域的直达声声能，包括：
根据
Figure FDA0003906463580000031
计算所述每个独立计算子区域的直达声声能；
其中，DTNi(f)为第i个独立计算子区域的直达声声能，Edj(f)为第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声能，n为第i个独立计算子区域中包括的所有直达声源的个数，ρ0为基准声压，Si为第i个独立计算子区域六个面的表面积之和，T(f)为车内混响时间，Pdj(f)为第i个独立计算子区域中第j个直达声源的直达声声压级，ρ为空气密度，c为空气中的声速。
7.一种轨道车辆噪声计算装置，其特征在于，包括：
划分模块，用于根据车辆总体图纸、声源位置和车内噪声考核点，沿车辆运行方向对车体进行区域划分，获得多个独立计算子区域；
第一计算模块，用于根据每个独立计算子区域的入射声能量和相邻的独立计算子区域之间的耦合损耗因子，分别计算每个独立计算子区域的声能量；
所述第一计算模块，用于根据
Figure FDA0003906463580000032
分别计算每个独立计算子区域的声能量；
其中，Gi(f)为第i个独立计算子区域的声能量，f为噪声频率，T(f)为车内混响时间，τi,i-1(f)为第i个独立计算子区域到第i-1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi,i+1(f)为第i个独立计算子区域到第i+1个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi-1,i(f)为第i-1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，τi+1,i(f)为第i+1个独立计算子区域到第i个独立计算子区域的耦合损耗因子，Ei(f)为第i个独立计算子区域的入射声能量，Ei-1(f)为第i-1个独立计算子区域的入射声能量，Ei+1(f)为第i+1个独立计算子区域的入射声能量；
第二计算模块，用于根据每个独立计算子区域的声能量，计算每个独立计算子区域的声压级。
8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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