[发明专利]轨道区域交通噪声预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境噪声领域，具体而言，涉及轨道区域交通噪声预测方法。

背景技术

我国目前采用《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。

在工程实践过程中，噪声预测模式则采用较保守的预测模式。上述导则标准则采用2006版交通部规范预测模式FWHM模式-15米处噪声源强或者2006版交通部规范-7.5米噪声源强进行噪声预测，计算出环境振动噪声的计算结果，从而根据计算结果对不达标的地段采取相应的减振降噪措施；具体的，将测出的一些常见的普通轨道结构的声源强作为参考点声源强，并根据该参考点声源强对所有轨道结构进行计算，得到每一个轨道结构对应的环境振动噪声的计算结果，并根据该计算结果，制定减振降噪措施并实施。

发明人在研究中发现，每个城市的轨道结构、每个地区的轨道结构设置每个地区的不同地段的轨道结构都不同，并且随着技术的发展还会出线新结构的轨道，因此将一些常见的普通轨道结构的声源强作为参考点声源强进行预测计算，由于参考点声源强并未形成统一标准，计算结果往往不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道区域交通噪声预测方法，以提高城市的轨道结构的声源强的计算精度，从而使得环境振动噪声的计算结果更加精确。

第一方面，本发明实施例提供了一种轨道区域交通噪声预测方法，用于城市轨道交通噪声的测试系统中，测试系统为基于车辆系统、轨道系统、桥梁-桩基系统和环境土体系统的耦合系统，包括：

将测试系统划分为多个测试子系统；

分别建立多个测试子系统对应的子振动方程；

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；

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；

根据振动方程及测试参数，计算待测区域的声源强；

根据噪声地图绘制单元及声源强，绘制待测区域对应的噪声地图，以便根据噪声地图对城市轨道区域交通噪声进行预测。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该轨道区域交通噪声预测方法中，测试子系统为两个，则将测试系统划分为多个测试子系统，包括：

将测试系统划分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-桩基系统；第二测试子系统包括环境土体系统。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该轨道区域交通噪声预测方法中，分别建立多个测试子系统对应的子振动方程，包括：

根据待测区域的第一测试子系统的结构参数以及车辆运营参数，建立第一测试子系统的第一子振动方程；

以及，

根据待测区域的第二测试子系统的结构参数以及车辆运营参数，建立第二测试子系统的第二子振动方程。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该轨道区域交通噪声预测方法中，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，包括：

对第一子振动方程和第二子振动方程进行力协调和位移协调，建立整个耦合系统的振动方程。

结合第一方面的第二种可能的实施方式或第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该轨道区域交通噪声预测方法，声源强包括轮轨噪声声源强、桥梁结构二次噪声声源强、空气动力噪声声源强和集电系统噪声声源强；

则根据振动方程及测试参数，计算待测区域的声源强，包括：

对第一测试子系统的第一子振动方程求解，得到计算结果；

根据计算结果及第二子振动方程，计算预设速度的轮轨振动响应和预设速度的桥梁结构的振动响应；

根据轮轨振动响应、桥梁结构的振动响应以及边界元法，计算待测区域出声场处的声压；

根据声压，计算轮轨噪声和桥梁结构二次噪声；

根据轮轨噪声、桥梁结构二次噪声并结合经验法，估算出空气动力噪声和集电系统噪声；

根据轮轨噪声、桥梁结构二次噪声、集电系统噪声和空气动力噪声，计算待测区域的声源强。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该轨道区域交通噪声预测方法中，第一测试子系统的第一子振动方程为时变系数的二阶线性微分方程；