轨道交通振动噪声监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种轨道交通振动噪声监控系统，包括：声压传感器：布置在轨道边侧，用于获取声压数据；加速度传感器：布置在轨道边侧，用于获取振动加速度数据；光纤振动传感器：连续化布置在轨道边侧；第一监测主机：与光纤振动传感器通信，用于获取连续化光纤振动传感数据；第二监测主机：与声压传感器、加速度传感器通信，用于获取二者采集的传感数据；监控平台：与第一监测主机和第二监测主机通信，包括：数据处理单元：对声压数据进行处理计算等效声级，对振动加速度信号进行处理，计算振级；故障生成单元：基于等效声级数据、振级数据及光纤振动数据，生成故障数据。本发明专利技术采用连续化数据进行振动数据诊断，可生成更全面、准确的故障诊断信息。障诊断信息。障诊断信息。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通振动噪声监控系统


[0001]本专利技术涉及智能监测
，具体涉及一种轨道交通振动噪声监控系统。

技术介绍

[0002]随着轨道交通的不断发展以及人们对居住环境要求的不断提高，人们对轨道交通引起的振动噪声关注度越来越高，现有轨道交通引起的振动噪声测试手段通常以短期、零碎断面测试为主，分析时也仅仅提取出部分数据，无法代表整体线路的较长时段的振动噪声辐射状态。
[0003]现有技术中的轨道振动监测系统均采用的为点式分散数据。例如公开号CN101954916A的专利公开了一种轨道在线监测方法及轨道在线监测系统，通过在分散轨道布置位移传感器、加速度传感器、激光距离探测器采集轨道振动数据，分析当前数据与历史数据的变化差，当超过所设定的对应值时，将产生报警信号进行报警。
[0004]现有技术中的方法存在如下不足：
[0005]获得的为分散式的传感数据，点式的监测无法形成整个线路的完整信息，当出现异常时，无法确定该测点振动值增加的原因是由于道床参数发生变化、车辆状态发生变化、钢轨状态发生变化、车辆载重发生变化等因素，更难以确定这种异常只发生于当前测点，还是代表了整个线路的状态，进而难以有针对性的进行线路、道床或车辆的运营维护。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决以上技术问题之一，提供一种基于连续化数据进行轨道交通振动噪声监测和故障诊断的系统。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一些实施例中，提供如下技术方案：
[0008]一种轨道交通振动噪声监控系统，包括：
[0009]声压传感器：布置在轨道边侧，垂向高度位于轨顶的上方，用于获取声压数据；
[0010]加速度传感器：布置在轨道边侧，用于获取振动加速度数据；
[0011]光纤振动传感器：连续化布置在轨道边侧；
[0012]第一监测主机：与光纤振动传感器通信，用于获取连续化光纤振动传感数据；
[0013]第二监测主机：与声压传感器、加速度传感器通信，用于获取二者采集的传感数据；
[0014]监控平台：与第一监测主机和第二监测主机通信，获取监测数据并进行数据分析，包括：
[0015]数据处理单元：对声压数据进行处理计算等效声级，对振动加速度信号进行处理，计算振级；
[0016]故障生成单元：基于等效声级数据、振级数据及光纤振动数据，生成故障数据。
[0017]本专利技术一些实施例中，监控平台计算等效声级的方法包括：
[0018][0019]其中：L
Aeq,T
为等效声级，t2‑
t1为规定的时间间隔，p
A
(t)为瞬时声压，p0为基准声压；
[0020]所述监控平台基于等效声级指标生成故障信息。
[0021]本专利技术一些实施例中，监控平台计算振级的方法包括：
[0022]计算振动加速度有效值：
[0023][0024]基于振动加速度有效值计算振动加速度Z振级指标：
[0025]VL
z
＝20lg(a
’
rms
/a0)；
[0026][0027]基于振动加速度有效值计算振动加速度级指标：
[0028]VAL＝20lg(a
rms
/a0)；
[0029]其中，a(t)为采集获得振动加速度数据，T为分析时长，VL
z
为Z振级指标，振动加速度有效值，a0为基准加速度，c
f
为Z计权因子，a
frms
中心频率对应有效值；
[0030]所述监控平台基于振动加速度Z振级指标和振动加速度级指标生成故障信息。
[0031]本专利技术一些实施例中，所述加速度传感器和所述声压传感器成对布置在相邻轨道结构的连接断面处；
[0032]所述故障生成单元进一步被配置为：
[0033]对等效声级进行连续化处理，对振级进行连续化处理，基于连续化处理后的等效声级数据、振级数据生成故障数据
[0034]本专利技术一些实施例中，所述监控平台对等效声级及振级进行连续化处理的方法包括：
[0035]相邻轨道结构的连接断面间距里程为[a,b]，将间距里程进行区间划分为n个子区间：[(l0,l1),(l1,l2)
…
(l
n
‑1,l
n
)]，其中两个端点l0＝a,l
n
＝b；每个l
n
有对应的等效声级或振级，假设其对应数值为F
n
；
[0036]在每个子区间[l
j
,l
j+1
]上，存在三次多项式S
j
(l)满足：
[0037]S(l)＝S
j
(l)＝a
j
+b
j
l+c
j
l2+d
j
l3；
[0038]由于所有点必须满足插值条件S(l
j
)＝F
j
(j＝0,1,2,
…
n)，除了两个端点，存在如下等式：
[0039]S
j
(l
j+1
)＝F
j+1
，S
j+1
(l
j+1
)＝F
j+1
；
[0040]S
′
j
(l
j+1
)＝S
′
j+1
(l
j+1
)；
[0041]S
″
j
(l
j+1
)＝S
″
j+1
(l
j+1
)；
[0042]S
″
(l0)＝S
″
(l
n
)＝0；
[0043]则：
[0044]S
j
(l)＝a
j
+b
j
(l
‑
l
j
)+c
j
(l
‑
l
j
)2+d
j
(l
‑
l
j
)3；
[0045]S
′
j
(l)＝b
j
+2c
j
(l
‑
l
j
)+3d
j
(l
‑
l
j
)2；
[0046]S
″
j
(l)＝2c
j
+3d
j
(l
‑
l
j
)；
[0047]由S
j
(l
j
)＝a
j
+b
j
(l<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通振动噪声监控系统，其特征在于，包括：声压传感器：布置在轨道边侧，用于获取声压数据；加速度传感器：布置在轨道边侧，用于获取振动加速度数据；光纤振动传感器：连续化布置在轨道边侧；第一监测主机：与光纤振动传感器通信，用于获取连续化光纤振动传感数据；第二监测主机：与声压传感器、加速度传感器通信，用于获取二者采集的传感数据；监控平台：与第一监测主机和第二监测主机通信，获取监测数据并进行数据分析，包括：数据处理单元：对声压数据进行处理计算等效声级，对振动加速度信号进行处理，计算振级；故障生成单元：基于等效声级数据、振级数据及光纤振动数据，生成故障数据。2.如权利要求2所述的轨道交通振动噪声监控系统，其特征在于，监控平台计算等效声级的方法包括：其中：L
Aeq，T
为等效声级，t2‑
t1为规定的时间间隔，p
A
(t)为瞬时声压，p0为基准声压；所述监控平台基于等效声级指标生成故障信息。3.如权利要求2所述的轨道交通振动噪声监控系统，其特征在于，监控平台计算振级的方法包括：计算振动加速度有效值：基于振动加速度有效值计算振动加速度Z振级指标VL
z
：VL
z
＝20lg(a
′
rms
/a0)；基于振动加速度有效值计算振动加速度级指标：VAL＝20lg(a
rms
/a0)；其中，a(t)为采集获得振动加速度数据，T为分析时长，VL
z
为Z振级指标，振动加速度有效值，a0为基准加速度，c
f
为Z计权因子，a
frms
为中心频率对应有效值；所述监控平台基于振动加速度Z振级指标和振动加速度级指标生成故障信息。4.如权利要求1或2或3所述的轨道交通振动噪声监控系统，其特征在于，所述加速度传感器和所述声压传感器成对布置在相邻轨道结构的连接断面处；所述故障生成单元进一步被配置为：对等效声级进行连续化处理，对振级进行连续化处理，基于连续化处理后的等效声级数据、振级数据生成故障数据。5.如权利要求4所述的轨道交通振动噪声监控系统，其特征在于，所述监控平台对等效声级及振级进行连续化处理的方法包括：
假设相邻轨道结构的连接断面间距里程为[a，b]，将间距里程进行区间划分为n个子区间：[(l0，l1)，(l1，l2)
…
(l
n
‑1，l
n
)]，其中两个端点l0＝a，l
n
＝b；每个l
n
有对应的等效声级或振级，假设其对应数值为F
n
；在每个子区间[l
j
，l
j+1
]上，存在三次多项式S
j
(l)满足：S(l)＝S
j
(l)＝a
j
+b
j
l+c
j
l2+d
j
l3；其中，S(l)为声压传感器或加速度传感器监测数据函数；由于所有点必须满足插值条件S(l
j
)＝F
j
(j＝0，1，2，
…
n)，除了两个端点，存在如下等式：S
j
(l
j+1
)＝F
j+1
，S
j+1
(l
j+1
)＝F
j+1
；S
’
j
(l
j+1
)＝S
’
j+1
(l
j+1
)；S”j
(l
j+1
)＝S”j+1
(l
j+1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，张斌，迟胜超，赵才友，马蒙，毕文，刘健，王森，
申请(专利权)人：青岛零一动测数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：