高速车辆客室广义舒适度模拟试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高速车辆客室舒适度模拟试验系统，属于高速列车的广义舒适度模拟技术，主要解决了现有技术中缺乏列车广义舒适度模拟技术以至于列车舒适度升级与优化缺乏技术引导的问题。该高速车辆客室舒适度模拟试验系统，包括设置于车辆客室内的噪声模拟系统、温湿度和压力波动混合模拟系统、照度模拟系统、运动场景模拟系统和实线振动模拟系统。本发明专利技术分别对列车的噪声、振动、照度、运动场景、温湿度和压力波动等影响列车舒适度的参数进行了模拟测试，从而为列车广义舒适度的升级、优化提供了可靠的技术指导，具有十分重大的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高速车辆的舒适性研究的模拟系统，具体地说，是涉及一种高速车辆客室广义舒适度模拟实验系统。
技术介绍
近年来，随着高铁的迅猛发展，相继高速列车运行速度、服役可靠性、运行安全性研究之后的一个重要的课题，就是关于高速列车在运行过程中乘客的舒适性问题。有关车辆客室舒适度的研究，低速车辆主要考虑振动对乘客舒适性的影响，然而车辆在高速环境下，除了车辆振动加剧以外，高速环境下，车辆存在强气流的作用，客室空间形成瞬态压力波，在强振动和强气流的作用下，必然诱发复杂特性的噪声。同时高速列车运行速度快， 在短时间内运行距离大，不同地方的温湿度变化明显，运动场景变化明显，照度变化明显。 由于速度的效应，使的乘客在同时时间内对温湿度、照度、运动场景的感受相对低速车辆发生了明显变化。为此，需要充实和拓展经典的基于振动因素的舒适度理论和评价方法，充分考虑高速列车客室内部振动、压力波动、噪声、温湿度、照度、运动场景在内的六个因素共同作用下对乘客舒适性的影响，因此提出了“广义舒适度”这一舒适度研究思路，采用多因素共同分析评价车内的舒适度情况。执行这一研究思路的首要条件就是“高速车辆客室广义舒适度模拟试验系统”的构建，以获得支撑研究广义舒适度理论研究的大量的多工况试验数据。其中，高速列车运行过程中的噪声容易让人心烦、胸闷、精神不集中，轻者影响乘客乘坐的舒适性，重者影响乘客的心理和生理健康。现有的噪声模拟技术主要有数值模拟和试验模拟两种。数值模拟主要以模拟空间所处的环境为边界条件，应用声学原理进行数值仿真计算，来预测、分析评价模拟空间的噪声品质，目前主要的模拟方法主要有声线追迹法、虚声源法和声线束追迹法，遗憾的是由于声源波动性导致了声学数值模拟的复杂性，应用任何一种方法都难以准确逼近和预测真实的噪声特性和品质。而实验模拟是选用电子器件来模拟电磁噪声，通常模拟电子器件在不同的屏蔽环境、不同温湿度条件下的噪声特性和抗干扰能力都有所不同，因此，其适应环境受到很大的局限性。照度模拟目前已有所发展，但主要成果均在于人工气候模拟，及体育馆、图书馆、 灯具研制等方面，对于列车客室内等特殊环境中的照度模拟，还存在很多问题，主要在于(1)照度分布特性不同高速列车的车窗固定，与人工气候的百叶窗相比，对自然采光无法调节，照度分布几乎均勻。因此在照度控制时需要采用同步控制，对照度控制精度、鲁棒性要求高。(2)照度误差不能进行快速、精细调节研究高速列车客室内部照度对乘坐舒适性的影响，除了不同照度对舒适性有影响，特别需要研究照度变化快慢对舒适性的影响关系。 现有的照度调节方法，在控制策略上未考虑快速控制策略与精准性、鲁棒性较高的控制策略的混合控制策略，因而难以满足列车客室内照度模拟的实际需求。现有的温湿度模拟技术已经比较成熟，其模拟手段主要是采用工业空调机组、除湿机、加湿机相结合的技术手段，配合先调温、后调湿的调整策略。但是，在常规的模拟系统中，却并没有涉及到压力的模拟，特别是压力的瞬间波动模拟。而考虑到高速列车的特殊环境，车内压力波动的产生是机车车辆在高速运行环境下的特有产物，低速作用下空气作用十分微小，压力波动主要是出现在高速列车进出隧道、交汇过程，很多都是涉及到压力的瞬间波动，因此，现有的技术难以满足列车温湿度和压力波动的模拟需求。压力波动常造成乘客耳鸣，感觉十分难受，因此舒适性的研究必须突破压力波动的动态模拟。至于高速列车的振动和运动场景模拟，也是高速列车舒适度研究的主要方向之一，它们与其他因素相互配合，能够为高速列车舒适度研究提供一个全方面的模拟平台，具有十分重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高速车辆客室广义舒适度模拟试验系统，通过从影响高速列车舒适度的各个方面进行模拟，来达到搭建列车舒适度模拟平台，为广义舒适度理论研究提供数据支撑，为高速列车舒适度的设计、优化提升与舒适性的评价指标的形成试验数据支撑。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下高速车辆客室舒适度模拟试验系统，包括计算机，以及设置于车辆客室内的噪声模拟系统、温湿度和压力波动混合模拟系统、照度模拟系统、运动场景模拟系统和实线振动模拟系统。具体地说，所述噪声模拟系统包括分别与该计算机连接的发音设备和传声器，以及用于固定发音设备的音箱定位机构；该音箱定位机构包括音箱架，和与该计算机相连且用于控制音箱架转动的伺服电机，所述音箱设备安装于音箱架内。进一步地，所述温湿度和压力波动混合模拟系统，包括分别与计算机相连接的检测系统、温湿度调节系统和压力调节系统，且所述温湿度调节系统和压力调节系统还分别与检测系统连接。根据压力控制系统的不同，所述温湿度和压力波动混合模拟系统包括以下两种方案(一)所述检测系统包括位于车体客室内并分别与计算机连接的温度传感器、湿度传感器和压力传感器；所述温湿度调节系统由依次连接的进口气动碟阀、空调机组、湿度控制设备、进风风道、车内客室、出风风道、出口气动碟阀构成；而所述压力控制系统主要由依次连接的第一压力稳定阀、进口电动比例控制阀、第二手动截止阀、进风风道、车内客室、出风风道、出口电动比例控制阀、第二压力稳定阀构成；且所述空调机组、湿度控制设备分别与计算机连接。(二)所述检测系统包括位于车体客室内并分别与计算机连接的温度传感器、湿度传感器和压力传感器；所述温湿度调节系统由依次连接的进口气动碟阀、空调机组、湿度控制设备、进风风道、车内客室、出风风道、出口气动碟阀构成；而压力控制系统主要由依次连接的第一压力稳定阀、进口电动比例控制阀、空调机组、湿度调节设备、进风风道、车内客室、出风风道、出口电动比例控制阀、第二压力稳定阀构成；且所述空调机组、湿度控制设备分别与计算机连接。在上述两种方案中，所述第一压力稳定阀前还设有第一手动截止阀，所述第二压力稳定阀后还设有第三手动截止阀；所述计算机还连接有PID控制器，计算机通过该PID控制器分别与进口电动比例控制阀、出口电动比例控制阀相连接。再进一步地，所述照度模拟系统包括分别与计算机连接的IGBT调光器和照度传感器，以及与该IGBT调光器连接的灯组，所述灯组和照度传感器均设置于车辆客室内。再进一步地，所述运动场景模拟系统包括设置在计算机内部的视频播放器、连接到该视频播放器上的投影机、与该投影机配套的投影幕布，和与计算机连接的眼动仪。更进一步地，所述实线振动模拟系统包括支撑装置、设置在该支撑装置上的振动装置以及设置在该振动装置上的连接装置；其中，振动装置包括分别与支撑装置和连接装置相连接的激振梁，和通过该激振梁一端具有的伸缩杆连接在激振梁上的作动器，该作动器与所述计算机连接；所述支撑装置为设置在激振梁两端的支撑架；而连接装置包括设置在激振梁上的连接件。所述述伸缩杆与激振梁连接的一端设有球铰，而动作器上相对于伸缩杆的另一端也设有球铰，所述激振梁上设有T型槽，所述连接件通过与该T型槽相匹配的T型螺栓连接在激振梁上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果(1)本专利技术在一个总体构思下的设计方案下，分别对列车客室内的噪声、照度、振动、运动场景、温湿度和压力波动等因素进行了模拟再现，且所有模拟测试采用同一个计算机控制，从而有效地简化了模拟系统的控制单元，提高了模拟效率和准确性；(2)本专利技术应用高品质隔音、音箱特定定位对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林建辉，丁建明，刘璐，张兵，
申请(专利权)人：林建辉，
类型：发明
国别省市：