城市轨道交通地下站台多源声场特性研究及优化措施分析

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangyingbbs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
噪声污染已成为城市轨道交通环境友好性建设不可忽略的问题。车站作为联系城市空间与城市轨道交通线网的关键节点,既是乘客的候车区,也是车站工作人员的工作场所,是城市轨道交通声环境友好建设的重点防治范围。其中,地下车站作为城市轨道交通最普遍的车站形式,其深埋于地下,形成的站台空间狭长而封闭;列车进、出站时直接运行于敷设在车站结构上的轨道,产生的剧烈噪声近距离向站台区传播,包含了多种声源,在封闭空间混响效应的作用下,无法得到快速的衰减,造成站台声环境恶劣,严重影响了站台候车乘客的舒适度、工作人员的身心健康及站台广播语音清晰度。因此,研究站台声场特性并提出改善措施对提高站台声环境友好性具有重要意义。对此,本文依托“轨道交通车站噪声及电磁辐射传播机理与控制技术研究”(国家重点研发计划资助项目,2017YFB1201104-02),综合运用车辆-轨道耦合动力学、结构动力学、结构振动声辐射理论、物理声学理论,采用数值仿真与现场试验相结合的方法对地下站台声源的产生机理、站台空间的声传播特性、多声源作用下的声场特性及站台声场优化措施等进行系统深入的研究,具体内容包括:(1)建立了地下站台多源声场宽频仿真模型基于车辆-轨道耦合动力学理论、声学有限元法、声线追踪法建立了地下站台多源声场宽频仿真模型,模型包含了地下站台低频有限元声学分析模块和高频几何声学分析模块两个子模块,其中有限元声学分析子模块包括了车站结构子模型、土体-边界子模型及结构振动声辐射子模型,详细考虑了站台各结构边界的声辐射作用;几何声学分析模块包括了子声源的获取模块及站台几何声学子模型,详细考虑站台声腔各边界的声学作用,其中,子声源包括了轮轨滚动声源、空调设备声源、广播声源。模型可详细考虑多种声源激励及地下站台空间系统对声场特性的影响,实现了地下站台多源宽频声场的精细化模拟和分析。(2)系统开展了地下站台声场特性试验研究基于某城市15个不同站点的噪声及站台空间参数的调查结果,选取具有代表性的地下站台展开详细试验与分析,从站台空间自身声传播特性及列车运行引起的站台噪声特性两方面系统分析了地下站台的声场特性。在非运营时段空场条件下,采用标准声源激励获得了不同类型站台空间的混响特性、站台区声衰减特性和站台门的隔声性能,并基于此对站台声场仿真模型的关键声学参数进行了修正;针对列车运行引起的站台噪声特性,分析了运营时段不同列车运行工况下站台噪声的时-空-频分布特性,明确了站台噪声的控制需求,掌握了各类声源的特性及其贡献量。最后,基于现场试验数据,验证了仿真模型的可靠性。(3)研究了单一典型声源激励下站台声场分布特性基于所建立的地下站台多源声场宽频仿真模型,首先,从空间声场参数及声音在站台空间内随距离的传播特性两个角度研究了站台空间声传播特性,系统分析了站台空间参数(站台宽度、站台高度、站台门型式)对站台空间声传播特性的影响。然后,以轨行区内列车运行产生的轮轨声源作为声源输入,研究了轮轨声源激励下站台的声场分布规律及传播特性,明确了轮轨声源激励下对站台声场的关键影响区域。最后,研究了列车运行引起的站台结构振动特性,结合站台空间声腔模态特性,分析了站台结构振动声辐射机理、频谱特性和空间分布规律。(4)研究了多声源激励下地下站台声场特性针对同时存在多噪声声源激励和广播声源激励的地下站台声环境,分别从站台人员的舒适度和广播语音清晰度角度提出了地下站台声环境质量评价方法。针对多噪声声源激励,基于声品质对站台声场特性进行了研究,明确了声品质在站台多源声场评价方面的适用性,分析了列车进站速度和站台空间参数对站台声品质的影响。针对广播声源激励,从广播语音传输指数角度分析了站台声场特性,并研究了站台客流量变化、广播音量及扬声器布置方式对站台语音清晰度分布特性的影响。(5)提出了基于多目标控制需求的站台声场优化措施。面对地下站台多源声场环境,以混响时间、声品质、广播语音清晰度为优化目标,基于站台多源声场特性提出多目标控制需求的优化措施,基于所建立的站台多源声场宽频仿真模型,研究声源源控制措施、传播路径优化措施对站台声品质的优化效果,研究站台空间声学处理和建筑形式优化的站台混响时间、声品质、广播语音清晰度的优化效果。
其他文献
竹材作为一种绿色可持续的材料越来越受到研究者的重视。近年来,多功能竹质复合材料引起了人们的极大兴趣,在木材短缺的情况下,其利用价值和经济价值不断提高,因此,有必要对竹质复合材料的功能化进行研究。本论文对金属(银、铜)电化学处理竹材的物化特性影响进行的研究,系统的分析了处理竹材的防腐性能,探明了纳米金属粒子对于胶黏剂的催化原理以及作用规律,揭示了高压电场以及金属粒子协同作用下对于胶合界面的聚集效应,
学位
随着科学技术的飞速发展以及生产制造对机构多功能、适应性的要求,可重构并联机构成为机构学和机器人学领域新的研究热点之一。本文在可重构并联机构的结构设计、运动学分析及刚度性能方面展开研究,提出三种具有代表性的低耦合度可重构并联机构,即3-RPR平面可重构并联机构、9-3和12-6空间可重构并联机构,旨在探索并验证可重构并联机构性能的计算方法和提升方法。具体研究内容如下:(1)针对拓扑特征计算过程存在工
学位
自2015年以来,急性前循环颅内大血管闭塞性卒中救治取得长足的进步,相较于常规药物治疗,机械取栓治疗可获得80%以上的闭塞血管即刻成功再通,并能显著提高患者的90天良好功能预后。然而,关于急性前循环颅内大血管闭塞性卒中再通治疗策略仍有诸多关键问题悬而未决。第一,发病24小时内的急性前循环颅内大血管闭塞性卒中静脉注射替罗非班联合血管内治疗的有效性和安全性如何;第二,发病4.5小时内的急性前循环颅内大
学位
第一部分基于MR影像组学和机器学习预测肝癌病理分级研究背景与目的:肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC),简称肝癌,术后复发率高,预后差。HCC病理分级是判断患者预后的重要因子。本研究拟探索MR影像组学特征在术前预测肝癌病理分级中的价值,建立并验证基于MR影像组学特征和机器学习的肝癌病理分级术前预测模型。方法:经纳入和排除标准筛选,本研究共纳入281例经手术切除病理确
学位
自2014年底以来,先后有5项随机对照临床试验证实了血管内治疗在发病6小时内的急性前循环颅内大血管闭塞中的有效性和安全性。2019年DAWN和DEFUSE-3试验结果表明,发病6~24小时内且符合影像筛选标准的患者仍然可以获益于血管内治疗。因此,对于超时间窗的缺血性卒中患者,推荐通过脑组织影像表现(即组织窗)筛选血管内治疗的患者。多项观察性研究显示血管内治疗显著改善了急性基底动脉闭塞患者的血管再通
学位
研究背景及目的疟疾仍然是一个全球重大公共卫生问题,全球疟疾发病人数已经连续5年呈上升趋势。尽管我国已达到疟疾消除标准,但输入性疟疾仍对我国人民健康构成较大威胁;且我国赴非洲和东南亚等疟疾流行区人数众多,疟疾对此类人群的危害依然非常严重。随着蚊媒对化学杀虫剂抗药性的不断出现和蔓延,利用生物杀虫剂进行蚊媒防治成为了阻断疟疾传播的重要措施。球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus,Bs)是应
学位
锂离子电池系统作为电动汽车的动力源,其寿命预测与故障诊断对于电动汽车运行的可靠性和安全性有着决定性的影响。在使用的过程中,锂离子电池异常从不同时间长度来看,在长时间尺度下的具体表现为容量加速衰退等电池健康状态劣化异常,电池加速老化会导致电动汽车的电池系统可靠性降低;在短时间尺度下的具体表现为电池内短路、漏液、绝缘性能降低或不一致性等因素引起的电压、温度等电池信号异常,电池故障如不及时排除可能会引发
学位
肺癌是常见的恶性肿瘤之一,其发病率与死亡率位居第一,肺癌的早期发现对患者的有效治疗至关重要。动态对比增强磁共振成像(Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging,DCE-MRI)作为一种无创性检查手段,既能够反映人体解剖形态,也能够反映人体血流与细胞代谢等生理功能信息,对肺肿瘤良恶性的早期鉴别具有重要意义。通常情况下,DCE-MRI图像采
学位
表面等离激元是一种表面波,可以在金属-电介质界面上传输。表面等离激元能够将光波束缚到亚波长尺度范围并突破衍射极限,有望用于高集成化的光电器件和下一代光互连技术。石墨烯的成功制备为表面等离激元的发展提供新的物理平台。石墨烯具备优异的光电特性和可调控的电子结构,成为太赫兹波段和中红外波段有广泛应用前景的表面等离激元波导材料。与传统的金属-电介质界面中表面等离激元相比,石墨烯等离激元不仅具有强的光场束缚
学位
随着分布式电源和储能技术的发展,在直流微电网中DC/DC变换器逐渐成为电能转换、电能传输及控制的核心,其性能决定了直流微电网的性能。同时,当直流微电网受到各类大扰动(如负载大幅度突变、结构变化等)时,易导致直流微电网的稳定性下降甚至不稳定。因此,对DC/DC变换器的控制策略要求越来越高。虚拟直流电机(Virtual DC Machine,VDCM)控制技术通过模拟传统直流电机,可为系统提供额外的惯
学位