[发明专利]一种地铁环境振动与噪声联合效应的烦恼度评价方法

权利要求书

1.一种地铁环境振动与噪声联合效应的烦恼度评价方法，其特征是确定人体对振动感受程度与振级大小的线性相关性，利用模糊数学方法建立在地铁振动环境下的烦恼度隶属度函数；引入正态分布函数来描述人的个体差异所造成振动反应的不确定性；将烦恼度隶属度函数与正态分布函数耦合，建立地铁环境振动的烦恼度模型；同样方法获得地铁环境噪声的烦恼度模型；通过抽样调查结果确定振动与噪声共同作用下人群烦恼度的特点，建立联合烦恼度数学模型，将实测振动和噪声数据代入该模型即可计算出振动和噪声环境下的联合烦恼度。

2.根据权利要求1所述的一种地铁环境振动与噪声联合效应的烦恼度评价方法，其特征是按照振级公式：VL为振级，aw为计权加速度，为基准加速度10-6m/s2，将振动评价量由加速度转化为振级；再根据韦伯-费希纳定律：S为感觉量，K为常数，I为物理)，人的心理感觉量与物理刺激量的对数成正比，可以确定人在振动环境中的烦恼程度与振级大小线性相关；利用模糊数学方法建立振动环境下人的烦恼度的基本隶属度函数：

P(x)=0x<VLmina·x+bVLmin≤x≤VLmax1x>VLmax---(1)]]>

其中，VL_min为人体对振动的感觉阈值，振级低于VL_min时烦恼度为0，VL_min参考值为55dB；VL_max为人体无法忍受的振级上限，振级高于VL_max时烦恼度为1，VL_max参考值为110dB；系数a和b通过下式计算：

a·VLmin+b=0a·VLmax+b=1---(2)]]>

引入正态分布函数来描述烦恼度因人的个体差异所造成的不确定性。公式为：

f(x)=12πσ2e-(x-μ)2/2σ2---(3)]]>

其中，μ为振动期望值，受所处环境的约束，期望值μ有所不同。参考《城市区域环境振动标准》(GB10070-88)内不同区域的振级限值，μ取值统一低于区域环境振动限值3dB；标准差σ同样随振动环境变化，经验取值为μ/10；

将振动环境下烦恼度的隶属函数与描述个体差异的正态分布函数进行耦合，建立环境振动的烦恼度数学模型；公式如下：

V(x)=∫VLminVLmaxf(x)·P(x)·dx0x<VLmin∫VLminVLmax12πσ2e-(x-μ)2/2σ2·(a·x+b)·dxVLmin≤x≤VLmax1x>VLmax---(4)]]>

依照构建振动烦恼度模型的方法，同样获得环境噪声的烦恼度数学模型：

N(y)=0y<LAmin∫LAminLAmax12πσ2e-(y-μ)2/2σ2·(a·y+b)·dyLAmin≤y≤LAmax1y>LAmax---(5)]]>

其中，μ为环境噪声期望值，受所处环境的约束，期望值μ有所不同。参考《声环境质量标准》(GB3096-2008)内不同区域的噪声限值，μ取值统一低于区域环境噪声限值3dB；标准差σ同样随噪声环境变化，经验取值为μ/10；

L_Amin为人体对噪声的感觉阈值，A声级低于L_Amin时烦恼度为0，L_Amin参考值为35dB；L_Amax为人体无法忍受的噪声上限，A声级高于L_Amax时烦恼度为1，L_Amax参考值为110dB；系数a和b通过下式计算：

a·LAmin+b=0a·LAmax+b=1---(6)]]>

抽样调查确定振动与噪声共同作用下人群烦恼度的特点，建立联合烦恼度数学模型：

S=k·V2(x)+N2(y),0≤S≤1---(7)]]>

其中V(x)对应振动烦恼度；N(y)对应噪声烦恼度；k为联合烦恼度修正系数，默认取值为1；将环境振动和噪声的监测数据代入该模型即可计算出振动和噪声环境下的联合烦恼度S；然后将烦恼度分为A、B、C、D、E、F六级，当0≤S＜0.2时，为A级，视为几乎无烦恼；当0.2≤S＜0.4时，为B级，有些烦恼；当0.4≤S＜0.6时，为C级，比较烦恼；当0.6≤S＜0.8时，为D级，很烦恼；当0.8≤S＜1时，为E级，非常烦恼；当S≥1时，取S＝1，视为烦恼度极限值为1，对应F级，为无法忍受的烦恼度。