[发明专利]一种列车主动降噪系统及方法

说明书

本发明公开了一种列车主动降噪系统及方法，系统包括：噪声采集单元、噪声处理单元、麦克风、扬声器和MVB总线。麦克风安装在列车的车体内，用于采集车体内的噪声信号。噪声采集单元将麦克风采集到的噪声信号通过MVB总线传输至噪声处理单元。噪声处理单元对采集到的噪声信号进行分析和处理，产生频率、幅值与噪声信号相等，相位相反的抵消声波信号，并控制安装在列车车体内的扬声器产生反向声波以降低或抵消车体内的噪声。本发明能够有效避免因投入过量的隔音材料而增加车体的自身重量和制造成本，并通过主动降噪方式对列车车体内部进行降噪。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及一种应用于列车的主动降噪系统及方法，能够实现列车主动降噪，有效地避免投入过量的隔音材料。

背景技术

列车在行进过程中，车厢内的声音在对乘客的乘坐舒适度和司机的驾控体验方面的影响起着非常重要的作用。列车的主要声源可分为三个主要方面：动力系统噪声、机械噪声源和气动噪声。声源的具体来源包括轮轨滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声、牵引电机、通风机和压缩机等设备的噪声，以及列车头部、转向架、受电弓等部位引起的气动噪声等。有大量资料表明，当列车运行于300km/h速度下时，列车的主要噪声源在轮轨处，在受电弓处也比较突出，但与轮轨噪声相比受电弓处的噪声提供了较少的噪声能量。因此，为了提高旅客和司机的乘坐舒适度，车厢内部的噪声问题亟待解决。

在现有技术中，列车的降噪措施主要集中体现在以下几个方面：

（1）首先，在轨道结构设计上采用重型、无缝化钢轨以及较大半径曲线线路；

（2）其次，在车辆上采用隔音、吸音材料，改善车体结构以及采用新型减震器；

（3）最后，在传递接收方面采用铺设吸声桥面、路面和天棚等措施达到降低列车噪音的目的。

在轨道交通领域，对于列车车体内部地降噪处理，现有技术主要采用的是通过在列车车体上大量使用塑料、泡沫、硅橡胶或其它材料来达到降噪的目的。为了满足对日益提高的噪声控制水平要求，需要将更多的降噪材料安装在车体内，但是过多的在列车车体上使用隔音材料在降低车体内部噪声的同时也大大提高了车体的自身重量和制造成本。同时，列车在行进过程中，虽然当今车体内采用的隔音吸音降噪材料对高频噪声具有较好的降噪效果，并可以消除大部分的高频噪声，但是对于轮轨震动、气动噪声及牵引噪声等低频噪声仍然没有较好消除和处理方法，这些噪声大大影响了乘客和司机的乘坐体验。

因此，如何在现有列车降噪设计的基础上降低车厢内噪声的水平是当前亟待研究和解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种列车主动降噪系统及方法，能够有效避免因投入过量的隔音材料而增加车体的自身重量和制造成本，并通过主动降噪方式对列车车体内部进行降噪。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种列车主动降噪系统的技术实现方案，一种列车主动降噪系统，包括：噪声采集单元、噪声处理单元、麦克风、扬声器和MVB总线。所述噪声采集单元安装在列车的车体内，用于采集所述车体内的噪声信号。所述噪声采集单元连接所述麦克风，并将采集到的噪声信号通过所述MVB总线传输至所述噪声处理单元。所述噪声处理单元对所述噪声采集单元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车体内的扬声器产生反向声波以降低或抵消所述车体内的噪声。

优选的，所述系统还包括中央控制单元和WTB总线，所述噪声采集单元将所述麦克风采集到的噪声信号通过所述MVB总线传输至所述中央控制单元，再经由所述WTB总线实现噪声数据的列车级传输和汇总存储。