轨道区域交通噪声预测方法_2

文档序号:8282575阅读:来源:国知局
提供了基础;三维噪声地图,其强大的真实场景模拟功能方便了公众对其居住环境的噪声水平进行认识,提高了公众参与的积极性。
[0050]而对于降噪措施,三维噪声地图也可以提供更为详细的降噪效果,从而为合理的费用效益分析提供支持。
[0051]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
【附图说明】
[0052]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
[0053]图1示出了本发明实施例所提供的一种轨道区域交通噪声预测方法的流程图;
[0054]图2示出了本发明实施例所提供的另一种轨道区域交通噪声预测方法的流程图;
[0055]图3示出了本发明实施例所提供的轮轨噪声、集电系统噪声、桥梁结构二次噪声和空气动力噪声各占总噪声比例的示意图;
[0056]图4示出了本发明实施例所提供的另一种轨道区域交通噪声预测方法的流程图;
[0057]图5示出了本发明实施例所提供的另一种轨道区域交通噪声预测方法的流程图;
[0058]图6示出了本发明实施例所提供的一种轨道区域交通噪声预测方法中U型梁城市轨道交通的噪声分布示意图;
[0059]图7示出了本发明实施例所提供的一种轨道区域交通噪声预测方法中高架铁路噪声产生机理的示意图。
【具体实施方式】
[0060]下面将结合本发明实施例中附图,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,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0061]下面基于本发明提出的背景进行简要说明:
[0062]目前,我国采用《环境影响评价技术导则-城市轨道交通》标准提出的“噪声预测模式”来计算噪声问题,并对不达标的地段采取相应的减振降噪措施。
[0063]工程实践表明,仅仅根据环境振动噪声的计算结果来制定减振降噪措施的效果不佳,因为环境管理部门对轨道交通的总体噪声、振动污染水平、时空分布特点、人群分布特点以及环境振动噪声的发展趋势等还不十分了解,相关政策的制定没有明确的依据和方向。
[0064]并且,关于噪声声源强的计算,现有预测模式规范中的参考点声源强只有一些普通轨道结构的测试,这些普通的轨道结构的测试并未形成标准,对于一些新轨道结构常常只能通过参照类似工况下已测出的参考点声源强进行预测计算,其计算结果往往不准确。
[0065]而大城市、甚至大城市的大区域噪声问题技术性强、计算量大,必须靠软件实现,德国Cadna/A软件是国家环保总局环境工程评估中心推荐的噪声预测软件,但是,由于我国没有专门的预测方法,故该软件无法应用在我国的噪声预测模式上。
[0066]具体的,Cadna/A是德国DataKustik公司开发的噪声预测软件。它以Windows为操作平台,是一套基于IS09613-2:1996《户外声传播的衰减的计算方法》标准方法的噪声模拟和控制软件。该系统适用于公路、铁路等多种噪声源的环境影响预测、评价,可应用于工程设计及其控制对策研宄。同时,Cadna/A软件作为国家环保总局环境工程评估中心推荐的噪声预测软件,已逐渐被环评领域的专家学者所接受。
[0067]目前,国内外基于(车-轨-桥-粧-环境土体)大系统耦合振动的轨道交通噪声预测模型及其三维噪声地图方法的研宄几乎空白。这一方面增大了预测的不确定性,另一方面也影响了决策者和公众获取全面的声环境信息。为此,选择合适的噪声预测模型,建立一套适合我国实际情况的城市轨道交通区域噪声预测方法,并以此为基础开发三维的噪声地图方法,对于我国城市轨道交通的噪声管理与控制、噪声环境影响评价、公众参与以及方案决策,都具有十分重要的现实意义。
[0068]基于此,本发明实施例提供了一种轨道区域交通噪声预测方法,其是基于车-轨-桥-粧-环境土体大系统(即车辆系统、轨道系统、桥梁-粧基系统和环境土体系统的耦合系统)的耦合振动计算声源强,使得计算结果准确合理,并且适用于各种车辆和高架轨道结构。
[0069]本发明提供了一种轨道区域交通噪声预测方法,主要用于城市轨道区域交通噪声的预测。
[0070]参考图1,本发明提供了一种轨道区域交通噪声预测方法,主要用于城市轨道区域交通噪声的预测,该方法用于城市轨道交通噪声的测试系统中,而测试系统为基于车辆系统、轨道系统、桥梁-粧基系统和环境土体系统的耦合系统,该方法包括:
[0071]步骤101、将测试系统划分为多个测试子系统。
[0072]本实施例中,首先将整个测试系统进行划分,为了便于后续对不同的系统的噪声分别进行测试;具体的,测试子系统可以为两个,可以为三个、也可以为四个,而本实施例中,优选将测试子系统划分为两个(具体为第一测试子系统和第二测试子系统),第一测试子系统包括车辆系统、轨道系统和桥梁-粧基系统;第二测试子系统包括环境土体系统,下面实施例中均以第一测试子系统和第二测试子系统为例进行说明。
[0073]步骤102、分别建立多个测试子系统对应的子振动方程。
[0074]具体的,根据每个测试子系统的车辆结构参数以及车辆运营参数,形成各子系统的质量、刚度和阻尼矩阵,然后每个测试子系统根据其自身的质量、刚度和阻尼矩阵建立各自振动方程。其中,每个测试子系统优选对应一个振动方程。
[0075]步骤103、根据多个子振动方程之间的协调关系,建立耦合系统对应的振动方程。
[0076]具体的,将第一子振动方程和第二子振动方程通过力协调和位移协调关系,建立整个耦合系统对应的振动方程,以便根据该振动方程进行后续的计算。
[0077]步骤104、获取待测区域对应的耦合系统的测试参数,测试参数至少包括各个测试子系统的刚度、质量和阻尼矩阵。
[0078]本步骤中,整个耦合系统对应的振动方程是第一测试子系统的第一子振动方程以及第二测试子系统的第二子振动方程,故针对第一子振动方程和第二子振动方程分别求解。
[0079]具体的,第一子振动方程(优选为第一子振动方程的振动方程组)是一个时变系数的二阶线性微分方程,由于轮轨接触位置的时刻变化,其测试参数,如刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵和荷载向量都是时变的,故对该第一子振动方程求解采用翟婉明教授的新型显示积分方法(该新型显示积分方法即为大型工程动力分析的快速数值积分方法),而第二子振动方程中的测试参数,即质量、刚度和阻尼矩阵均是固定的,从而求解相对简单,本实施例中第二子振动方程也采用新型显示积分法进行求解。
[0080]另外,本发明提供的轨道区域交通噪声预测方法,可以适用于任何轨道交通,具体的,该待测区域即是任意的待测试轨道交通的位置,待测区域的范围大到一个国家(如中国、美国和德国);其也可以为一个城市(如中国的北京、上海和天津等);更具体的,该待测区域也可以为某一个城市中所述区域(如北京市海淀区,如天津市河西区等);更具体的,该待测区域也可以为具体一个城市的一个区域的具体路段(如北京市海淀区颐和园路,如北京市海淀区清华西路,如天津市和平区南京路等),该待测区域即表明本发明可以专门针对每个不同位置的轨道交通进行测试和研宄,精确度较好。
[0081]并且本发明也可以进行预设条件下的待测区域进行噪声预测,预设条件可以理解为在特定时间和特定环境下。如在上述测试系统采集了某一个待测轨道的一
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