[实用新型]一种用于高速列车沿线测噪并传输数据的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于高速列车沿线测噪并传输数据的装置，该装置利用声电转换单元将高铁沿线噪声所包含的能量转化为电能，为声级计供电并驱动声级计完成噪声的数据测量，联合采用物联网传输技术实现噪声数据的收集，完成高铁线路附近自驱动噪声测量及远程数据传输，通过对数据的汇集、整理与分析，生成高铁线路附近实时噪声地图，为我国交通发展规划、噪声污染控制措施提供指导依据。该实用新型不仅可以有效地降低环境中的噪声，而且可以变噪声污染为资源有效地加以利用，符合当下节能减排的发展理念。

技术领域

本实用新型涉及噪声发电系统、高铁线路附近噪声测量及基于物联网的远程信号传输技术领域，具体涉及一种用于高速列车沿线测噪并传输数据的装置。

背景技术

中国的高铁事业在过去10年间取得了突飞猛进的发展，“复兴号”高铁动车组已经实现了350公里的时速运行。由于空气动力性噪声随车速(v)大致以60lgv～80lgv的规律增加，车速大于200km/h时，空气动力性噪声将成为重要的噪声源(Kitagawa T，NagakuraK.Aerodynamic noise generated by Shinkansen ears[J].Journal of Sound andVibration，2000，23(3):913－924)；车速进一步提高时，空气动力性噪声在高铁噪声中占主导地位。铁路线穿过城镇，给周边环境带来了严重影响，噪声污染对人们生活和健康有相当大的危害，声屏障作为高速铁路噪声隔离最主要的方法之一，能够有效地屏蔽各种噪声源的传播(周信，肖新标，何宾，等.高速铁路声屏障降噪效果预测及其验证[J].机械工程学报，2013，49(10)：14－19.)。但噪声也是一种具有相当能量值的潜在能源，声能发电技术是一种新型的发电技术，它可以通过换能器实现声能到电能的转换(魏娴,董卫,吴宵军,陈艳.声能发电技术发展概况[J].大众科技,2009,(12):101-103.)。由于高铁噪声是连续谱噪声，噪声在较宽频带内均有分布，限制了换能器的效率，因此声能发电技术至今没有在高铁噪声方面应用的资料。噪声地图是应用现代计算机技术，将噪声源的数据、地理数据、道路状况、公路和铁路交通资料以及相关地理信息综合、分析和计算后生成的反映噪声水平状况的数据地图。从中国目前情况看，噪声地图在中国发展的较晚，至今仅处于初步开始的阶段，且无大多数主要城市噪声地图的相关报道。噪声地图的绘制需要研究合适的方法和大量的基础数据([1]虞涛.城市噪声地图的发展和应用研究[J].环境科学与管理,2014,39(01):129-133.)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于高速列车沿线测噪并传输数据的装置。该装置利用声电转换单元将高铁沿线噪声所包含的能量转化为电能，为声级计供电并驱动声级计完成噪声的数据测量，联合采用物联网传输技术实现噪声数据的收集，完成高铁线路附近自驱动噪声测量及远程数据传输，通过对数据的汇集、整理与分析，生成高铁线路附近实时噪声地图，为我国交通发展规划、噪声污染控制措施提供指导依据。该实用新型不仅可以有效地降低环境中的噪声，而且可以变噪声污染为资源有效地加以利用，符合当下节能减排的发展理念。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种用于高速列车沿线测噪并传输数据的方法，该方法的步骤是：

第一步、前期对高速列车沿线的重要观测点的噪声频谱进行收集统计，确定各观测点噪声所属的主要频谱范围；将多个共鸣器阵列按照收集统计的结果设置共鸣器腔的大小，获得能够采集相应观测点的主要频谱范围的噪声的共鸣器阵列；然后将共鸣器阵列安装在相应的重要观测点位置上，同时布置在高速列车的两侧，在不影响车辆运行和装置结构稳定性的情况下尽量靠近高铁线路；然后将多个共鸣器阵列连接电能收集单元、充电-工作控制电路、用于切换工作回路和充电回路的反馈控制模块；

第二步、利用多个声电转换单元构成的共鸣器阵列将高铁沿线噪声所包含的能量转化为电能，驱动声级计完成噪声的数据测量，再联合采用物联网传输技术实现噪声数据的收集，经过长期观测，对所收集数据进行统计分析，完成当地实时噪声地图的绘制。