[发明专利]考虑地铁车站振动持时与环境因素耦合的舒适度评价方法

说明书

本发明公开了考虑地铁车站振动持时与环境因素耦合的舒适度评价方法。该方法采用振动均方根加速度a_w作为评价基础值，在频率计权的基础上，引入了振动加速度持时的计权，进一步得到评价量a；基于隶属度函数与概率理论，建立初步的人群振动烦恼度模型。同时，考虑噪音、温度、湿度、风速等环境因素的耦合效应，引入噪音声级影响系数与SSD影响系数，最终形成了考虑振动加速度持时与环境因素耦合效应的舒适度评价方法。该方法考虑了振动加速度持续时间，同时引入了车站环境因素的耦合影响效应，能够通过影响系数的方式，实现环境因素对人体舒适感知的双向影响评价，为车站内划分不同功能区及舒适度评价提供了依据，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及大型车站振动舒适度评价领域，具体涉及一种考虑地铁车站振动加速度持时与环境因素耦合效应的舒适度评价方法。

背景技术

为满足零换乘和交通流线的立体化，现代地铁、铁路和客运站普遍采用“桥建合一”结构体系，与传统结构相比，具有设计跨度大、振动荷载类型多、功能分区明确与振动响应明显的特点。人群、列车和大型设备多种荷载作用下，结构动力响应会对旅客心理与生理活动造成干扰，采用传统舒适度评价标准判断“桥建合一”结构的舒适性并不合适。

目前，各国舒适度评价标准主要是采用限制动力响应法进行舒适度评价，即工程结构的加速度指标不超过标准限值。代表性标准有ISO2631、BSI6841、《城市区域环境振动标准》(GB10071-88)。这种评价方法只能得到“舒适”或“不舒适”，满足规范与不满足规范等定性的结论。

为了能定量的评价工程结构舒适度，国内外研究人员也做了一些研究分析。其中，专利CN105046055A公开了一种地铁环境振动与噪声联合效应的烦恼度的评价方法。

上述方案根据振动振级、噪音声级分别建立了振动、噪音烦恼度模型，再根据人在振动和噪音共同作用下特点，建立联合烦恼度模型。但此方案对人体受振持时的重要影响未有涉及；其次，只考虑了噪音的影响，还存在其他种种影响人主观感受的环境因素尚未考虑，并且噪音和振动的联合效应考虑过于简单，不能很好反应噪音对振动舒适度的双向影响——当噪音在一定程度以内时，会干扰人的感知，分散人的注意力，让人忽略或减弱了本身的烦恼程度，但当噪音超出这一范围时会加重人感知振动烦恼的程度，令人更加烦恼；车站振动响应各个部位都不一样，在同一工况下，处于不同位置的人的烦恼度各不相同，需要进行综合考虑。

鉴于上述问题，亟需一种能综合考虑各方面因素，对车站振动引起的舒适度问题的一种评价方法。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种考虑地铁车站振动加速度持时与环境因素耦合效应的舒适度评价方法。该评价方法能相对准确地计算出工程结构振动、噪音、温度等多种因素耦合效应下的人群烦恼度，实现车站舒适度的定量分析，为车站划分功能分区、提高人群舒适度提供指导。

本发明提供的技术方案如下：

一种考虑地铁车站振动加速度持时与环境因素耦合效应的舒适度评价方法，包括以下步骤：

步骤1、依据车站结构振动加速度a_w的分布情况，划分车站的振动分区，每个分区选取一个具有代表性的a_w作为该分区的舒适度评价基础值；

步骤2、根据振动总体频率计权系数和振动持时计权系数，对舒适度评价基础值a_w进行计权，得到计权振动加速度a；

步骤3、根据韦伯-费希纳定律，确定人在振动环境中烦恼程度与加速度的关系，利用模糊数学建立与振动加速度有关的隶属度函数；

步骤4、引入对数正态分布函数来描述烦恼度因个人差异引起的不确定性，得到振动烦恼度A(a)；

步骤5、测量环境噪音声级L_A，确定噪音对振动烦恼度的影响程度，拟合噪音影响系数K(L_A,A(a))；