[发明专利]一种列车主动降噪系统及方法

权利要求书

1.一种列车主动降噪系统，其特征在于，包括：噪声采集单元(1)、噪声处理单元(2)、麦克风(3)、扬声器(4)和MVB总线(6)；所述麦克风(3)安装在列车(10)的车体内，用于采集所述车体内的噪声信号；所述噪声采集单元(1)将所述麦克风(3)采集到的噪声信号通过所述MVB总线(6)传输至所述噪声处理单元(2)；所述噪声处理单元(2)对采集到的噪声信号进行分析和处理，产生频率、幅值与所述噪声信号相等，相位相反的抵消声波信号，并控制安装在所述列车(10)车体内的扬声器(4)产生反向声波以降低或抵消所述车体内的噪声；所述列车(10)包括车厢(20)，所述麦克风(3)布置在所述车厢(20)内的两端连接处、所述车厢(20)内的顶部，以及所述车厢(20)的地板上；位于所述车厢(20)内的两端连接处的麦克风(3)用于采集所述车厢(20)之间摩擦产生的噪声信号；位于所述车厢(20)地板的麦克风(3)用于采集轮轨震动产生的噪声信号；位于车厢(20)内顶部的麦克风(3)用于采集列车(10)行进过程中由于机械震动传输至所述车厢(20)内的噪声信号；所述噪声采集单元(1)连接布置在所述车厢(20)各处的麦克风(3)，所述麦克风(3)采集到的噪声信号由所述噪声采集单元(1)经所述MVB总线(6)传输至所述噪声处理单元(2)，所述噪声处理单元(2)控制布置在所述车厢(20)内的扬声器(4)产生反向声波，该节车厢(20)的噪声数据经由WTB总线(7)实现列车级传输和汇总存储；所述列车(10)包括驾控室(30)，所述麦克风(3)布置在所述驾控室(30)内座椅(9)的后背(14)上，用于采集司机座位区域的噪声信号；所述扬声器(4)布置在所述座椅(9)的前上方50°～70°位置，所述列车主动降噪系统开始工作后，所述噪声采集单元(1)通过所述麦克风(3)实时采集来自于所述座椅(9)附近的噪声信号，经过小波降噪和频谱分析后控制并驱动位于所述座椅(9)前上方的扬声器(4)产生反向声波以降低司机座椅区域的噪声分贝值。

2.根据权利要求1所述的列车主动降噪系统，其特征在于：所述系统还包括中央控制单元(5)和WTB总线(7)，所述噪声采集单元(1)将所述麦克风(3)采集到的噪声信号通过所述MVB总线(6)传输至所述中央控制单元(5)，再经由所述WTB总线(7)实现噪声数据的列车级传输和汇总存储。

3.根据权利要求1或2所述的列车主动降噪系统，其特征在于：所述噪声处理单元(2)进一步包括降噪单元(11)、频谱分析单元(12)和控制单元(13)，所述噪声采集单元(1)通过所述麦克风(3)实时采集车体内的噪声信号，噪声信号经所述降噪单元(11)进行小波变换处理之后消除不规则的高频噪声信号，所述频谱分析单元(12)对所述降噪单元(11)输出的信号进行频谱分析获取噪声信号的信息属性，通过所述频谱分析单元(12)将噪声信号的频谱信息参数传输至所述控制单元(13)，再由所述控制单元(13)根据频谱信息参数的不同控制所述扬声器(4)不同的发声状态，使得所述扬声器(4)发出的反向声波与车体内的噪声进行叠加，叠加之后的声音信息继续进入所述列车主动降噪系统进行处理，直到达到车体内的噪声水平达到最低状态。

4.根据权利要求3所述的列车主动降噪系统，其特征在于：所述列车(10)行进过程中产生的高频、低频噪声信号经车体上的吸音降噪材料衰减大部分的高频噪声信号，剩余夹杂有少量高频噪声信号的低频噪声信号经过所述降噪单元(11)进行小波变换降噪处理，剔除高频噪声信号后剩余低频噪声信号；剩余低频噪声信号再通过所述频谱分析单元(12)进行频谱分析在一系列基本正弦信号和/或余弦信号中识别出振幅达到一定幅值的噪声频率信号，进而再由所述控制单元(13)控制并通过驱动单元(8)驱动所述扬声器(4)产生与振幅达到一定幅值的噪声频率信号相位相反的反向声波，通过反向声波的叠加降低该区域的噪声水平。