一种基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法技术

本发明专利技术涉及数字孪生、物联网和计算机建模技术领域，更具体地，涉及一种基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法。本发明专利技术将数字孪生技术与噪音环境监测方法相结合，通过噪音检测传感器将车厢内部物理空间的噪音进行实时的、连续的监测；采用的计算机仿真可视化方法，将列车车厢内部物理空间的噪音分布直观地显示为可视三维图形，并支持连续的空间变化和时间变化的动态描述，有利于工程开发人员直观的理解和感受；通过数字孪生计算模型，将物理空间信息完整地影射为赛博空间信息，在计算机系统内建立基于数字孪生的预测模型，有效地预测在物理空间中的真实情况，可有效支撑列车车厢的工程实现和噪音仿真实验。工程实现和噪音仿真实验。工程实现和噪音仿真实验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法


[0001]本专利技术涉及数字孪生、物联网和计算机建模
，更具体地，涉及一种基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法。

技术介绍

[0002]噪音是铁路沿线较为严重的环境污染，由于列车高速运行带来的各类噪音，影响了沿线群众的日常生活。严重的噪音污染不但严重影响乘坐的舒适性，也会伤害视觉神经，产生失眠、神经衰弱、血压不稳等一系列不良生理症状，可能还会产生心理压力、易于情绪烦躁、反应迟钝等。为了降低噪音对乘客的生理和心理影响，可以采用降噪的方式进行，降噪可以分为被动降噪和主动降噪两种形式，其中被动降噪主要采用更多、更好的隔音材料或吸音材料对车厢内部空间进行改良，主动降噪可以采用干扰噪音的形式进行。
[0003]目前，主要采用采样实验的方法对列车车厢内部物理空间的噪音进行采集分析，不能实现连续的噪音监测，而通过采样数据建模获得的噪音数据难于对噪音环境精准预测。传统的方法难于建立可视化的计算机仿真模型，抽象的形式化表达方式使得工程人员难于直观观察和理解车厢内部空间的噪音分布及变化。在工程人员调整车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将列车车厢空间内的物理模型影射为赛博空间的信息模型，将连续的物理空间离散化为赛博空间的点和三维网格，形成物理空间影射的空间划分模型，同时采用传感器感知车厢内部的噪音分析数据，将其映射到赛博空间模型中；S2.在列车车厢内部，利用噪音传感器获取列车车厢环境的噪音分布；S3.列车车厢内部空间的三维描述模型建立起来后，对声场仿真可视化系统仿真和可视化描述；S4.设置物理空间模型的噪音传播边界条件，根据步骤S1中的三维网格划分结果和物理空间中根据声音传播物理特性设置的边界条件，分别建立噪音在车厢中的传播模型和干涉模型，根据模型计算结果得到噪音的预测分布图和噪音干涉的预测分布图，使用可视化技术进行预测结果的展示。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法，其特征在于，所述的步骤S1具体包括：S11.对列车车厢进行几何三维建模，采用三维CAD软件将物理空间中的列车车厢转化到计算机系统中的三维图形信息，并采用Delaunay剖分方法将列车的车厢空间划分为三维网格模型；S12.将三维几何网格数据序列化：假设一个网格由N个三角形组成，则最终一个网格表示为N
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12的矩阵；对于每一个网格，它的12维特征分别为三角形三个顶点的三维坐标共9维，再加上每个三角形构成的面的法向量，表示为下面这种格式：式中，{x1,y1,z1|x2,y2,z2|x3,y3,z3}为三个顶点的三维坐标，{n1,n2,n3}是其法向量。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法，其特征在于，车厢内部的噪音传感器的分布方式为离散分布，采用插值或者拟合的方法，对各个传感器之间的空间噪音强度进行估算，从而得到整个车厢内部的完整的噪音分布情况。4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的列车车厢噪音环境建模方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包括：S31.将物理空间的噪音分布影射到赛博空间中，并对空间位置进行一一对应，由此获得三维空间中的噪音分布模型；噪音数据按照时间序列T组成时序数据，即形成连续时间段内噪音变化监测数据；S32.将物理空间采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟思明，易丹，
申请(专利权)人：广州铁路职业技术学院广州铁路机械学校，
类型：发明
国别省市：