CN110509936A - 一种列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置，获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果、噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构。顶层噪声指标约束下使最终确定的降噪结构满足车内目标位置的声压级不高于预设声压级的要求，保证乘客的乘坐环境和司乘人员的工作环境中噪声声压级较低；以贡献量结果、噪声源强和轻量化指标来确定噪声结构，针对贡献量结果的大小和噪声源强有针对性地调整结构参数，无需各面板均设置高质量的结构，实现结构的有效分布满足轻量化指标的要求，避免给列车运行安全带来负担隐患；声品质指标使降噪结构满足车内噪声的舒适性需求，提升乘客和司乘人员体验。

Description

一种列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置

技术领域

本申请涉及车辆降噪技术领域，特别是涉及一种列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置。

背景技术

随着轨道交通的快速发展以及车辆行驶速度的大幅提升，列车不仅要保证安全高速地运行，也要给司乘人员更加优质的工作环境，给乘客创造舒适的乘坐环境。

随着车速的提高列车内噪声也随之增加，这直接影响到车内司乘人员的工作环境和乘客乘坐环境的舒适性。通常来说，车内噪声主要受到车外噪声源的影响，因此可以通过在车体增加降噪结构来隔离车外噪声源，降低车内噪声。通常车内采用的降噪结构的质量越大，隔声效果越好。但是列车质量的增加也会给列车运行安全带来负担和隐患。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置，提升降噪结构布局的有效性，从而以较轻的质量实现列车降噪效果，改善乘客的乘坐环境和司乘人员的工作环境。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种列车轻量化降噪结构确定方法，包括：

获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；

利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构；所述顶层噪声指标包括：车内目标位置的声压级不高于预设声压级。

可选地，所述贡献量结果包括：不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果；以及，车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果；所述面板包括以下至少一种：

车顶、侧窗、侧墙或地板。

可选地，所述利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构，具体包括：

根据所述不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及所述顶层噪声指标，针对不同频段的噪声源选取对应的降噪结构的类型；

根据所述车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果、所述噪声源强度、所述顶层噪声指标以及所述轻量化指标，确定所述降噪结构的参数和添加位置；

判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，如果是，则将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；如果否，则根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

可选地，在所述判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标之前，所述方法还包括：

训练获得声品质评价模型；

所述判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，具体包括：

将所述目标位置的声音信号作为所述声品质评价模型的输入，得到所述声品质评价模型的声品质评价结果；

判断所述声品质评价结果是否满足所述声品质指标。

可选地，方法还包括：判断车内多个位置传递至所述目标位置的最大声压级与最小声压级之差是否大于预设阈值，如果是，则对所述降噪结构进行调整。

可选地，方法还包括：

对生产运营的列车进行跟踪确定噪声源的变化；所述列车为根据所述降噪结构组装而成；

根据变化的噪声源对所述降噪结构进行调整。

可选地，方法还包括：确定噪声影响区；

所述确定降噪结构，具体包括：

在所述噪声影响区内确定降噪结构。

第二方面，本申请提供一种列车轻量化降噪结构确定装置，包括：

数据获取模块，用于获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；

结构确定模块，用于利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构；所述顶层噪声指标包括：车内目标位置的声压级不高于预设声压级。

可选地，所述贡献量结果包括：不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果；以及，车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果；所述面板包括以下至少一种：

车顶、侧窗、侧墙或地板。

可选地，所述结构确定模块，具体包括：

分频段噪声控制单元，用于根据所述不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及所述顶层噪声指标，针对不同频段的噪声源选取对应的降噪结构的类型；

降噪结构确定单元，用于根据所述车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果、所述噪声源强度、所述顶层噪声指标以及所述轻量化指标，确定所述降噪结构的参数和添加位置；

降噪结构优化单元，用于判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，当所述声音信号满足所述声品质指标时，将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；当所述声音信号不满足所述声品质指标时，根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

可选地，装置还包括：

模型获取模块，用于训练获得声品质评价模型；

所述降噪结构优化单元，具体用于将所述目标位置的声音信号作为所述声品质评价模型的输入，得到所述声品质评价模型的声品质评价结果；判断所述声品质评价结果是否满足所述声品质指标，当所述声品质评价结果满足所述声品质指标时，将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；当所述声品质评价结果不满足所述声品质指标时，根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

可选地，装置还包括：

等声压级优化模块，用于判断车内多个位置传递至所述目标位置的最大声压级与最小声压级之差是否大于预设阈值，当所述最大声压级与所述最小声压级之差大于预设阈值时，对所述降噪结构进行调整。

可选地，装置还包括：

噪声源变化确定模块，用于对生产运营的列车进行跟踪确定噪声源的变化；所述列车为根据所述降噪结构组装而成；

跟踪优化模块，用于根据变化的噪声源对所述降噪结构进行调整。

可选地，装置还包括：

噪声影响区确定模块，用于确定噪声影响区；

所述结构确定模块，具体用于在所述噪声影响区内确定降噪结构。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供的列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置，需要首先获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；其后利用噪声源对车内噪声的贡献量结果、噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构。在顶层噪声指标的约束下，能够使最终确定的降噪结构满足车内目标位置的声压级不高于预设声压级的要求，从而保证乘客的乘坐环境和司乘人员的工作环境中噪声声压级较低；以噪声源对车内噪声的贡献量结果、噪声源强和轻量化指标来确定噪声结构，能够针对贡献量结果的大小和噪声源强有针对性地调整结构参数，无需各个面板均设置高质量的结构，实现结构的有效分布，从而满足轻量化指标的要求，避免给列车运行安全带来负担和隐患；声品质指标则能使降噪结构满足车内噪声的舒适性需求，提升乘客和司乘人员的体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种列车轻量化降噪结构确定方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种噪声源分布示意图；

图3为本申请实例提供的一种评估车外噪声源对车内噪声影响区的试验示意图；

图4为本申请实施例提供的一种车外噪声传递到高速列车内的传递路径示意图；

图5为本申请实施例提供的车外噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果示意图；

图6为本申请实施例提供的一种等声压级噪声控制原理示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种列车轻量化噪声结构确定方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的一种对噪声进行分频段控制的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种隔声用的双层中空夹芯结构示意图；

图10为全寿命周期的噪声管理流程；

图11为本申请实施例提供的一种列车轻量化降噪结构确定装置的结构示意图。

具体实施方式

当前的列车降噪方法通常是在列车结构确定并组装完成后，根据其噪声过大的问题，采取后续的一些降噪措施，例如在车体内部增添降噪材料。此时再进行结构改装是比较不现实的，一方面影响列车线路的正常运营，另一方面难以平衡降噪结构的质量与降噪的有效性。通常车内采用的降噪结构的质量越大，对车外噪声源的隔声效果越好。但是列车质量的增加也会给列车运行安全带来负担和隐患。

针对上述问题，发明人经过研究提供一种列车轻量化降噪结构确定方法及相关装置，在列车组装之前明确列车的降噪结构，提升降噪结构布局的有效性，从而在列车组装后以较轻的质量实现列车降噪效果，改善乘客的乘坐环境和司乘人员的工作环境。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例一

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种列车轻量化降噪结构确定方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的列车轻量化降噪结构确定方法，包括：

步骤101：获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强。

在实际应用中，车内噪声主要由车外的噪声源产生。为了给列车轻量化降噪结构的确定提供数据依据，以更好地确定符合轻量化降噪需求的降噪结构，本实施例中首先对列车线路上噪声源进行了研究分析。

高速列车是在轨道上近地面高速运行，列车高速运行时产生的噪声主要为轮轨噪声、气动噪声、受电弓噪声和设备噪声。其中，气动噪声又包括车头气动噪声、车体表面气动噪声和车间连接部分气动噪声。

图2为本申请实施例提供的一种噪声源分布示意图。通过图2可以看到不同种类的车外噪声源在列车外部的大致分布位置。

图3为本申请实例提供的一种评估车外噪声源对车内噪声影响区的试验示意图。图3的上半部分为列车侧视图，下半部分为列车俯视剖面图。图3的横坐标表示车体长度，并在沿车体长度方向间隔1m左右布置一个测试点，纵坐标表示车内声压级。按照以下两个原则划定受电弓和轮轨噪声影响区：

(1)车内噪声出现明显的连续下降趋势；

(2)声压级比声源中心位置降低3dB(A)以上，即声能量降低50％。

从图3的示例可以看出，受电弓噪声主要影响1～8号测点范围，轮轨噪声影响范围约为20-26号测点范围。也就是说，可以将1～8号测点范围和 20～26号测点范围确定为噪声影响区。

后续可以在图3确定的噪声影响区内，按照本申请的方法，根据噪声源、频率和贡献度的差异等，进行降噪结构设计。

需要说明的是，本实施例中步骤101可以是在既有列车上进行数据采集和数据分析获得的。实际应用中，通过对既有车辆的车内噪声进行传递路径分析，可以得到从结构传递到车内噪声的贡献量。

车外噪声传递到高速列车内的传递路径如图4所示，主要来自振动辐射声和透射声。转向架以及设备的振动激励通过车体结构将振动能量传递至车内，进而激发结构振动，产生振动辐射声。透射声是车体表面的气动噪声透过车体断面，透射到车内产生的噪声。还有一部分是直达声，直达声是空调等车内设备的噪声直接传递到车内形成噪声，例如从空调出风口传递到车内的噪声。

作为一可能的实现方式，本实施例中可以利用工况传递路径分析 (OperationalTransfer Path Analysis,OTPA)方法对高速列车的车内噪声的传递路径进行分析。具体实现时，在车外和车内布置多个振动测点和噪声测点，采用相关性分析去掉耦合噪声，然后采用OTPA方法得到车内噪声的贡献量分析结果如图5所示。图5为本申请实施例提供的车外噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果示意图。本实施例中，面板可以包括但不限于以下任意一种：

车顶、侧窗、侧墙或地板。

测点的设置位置可以在车顶内外、侧窗内外、侧墙内外以及地板内外。另外，还可以设置在目标位置。作为示例，目标位置可以车内地板之上1.2m 高度的位置，参见图6，该图中位置R即作为目标位置。车外的测点可用以获得声信号，通过处理分析这些声信号即可获得噪声源强。

需要说明的是，图5所示仅为示例性的贡献量结果，通过图5可以看到该示例场景下通过车顶贡献车内噪声的比例较大，占据34％，而通过侧墙、侧窗或地板贡献车内噪声的比例则相对较小。

需要说明的是，车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果不但可通过不同面板的形式呈现(例如图5)，还可以不同频段的方式呈现。为便于理解，下面通过举例方式说明。作为示例，不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果为：第一频段的贡献量为40％，第二频段的贡献量为35％，第三频段的贡献量为25％。其中，第一频段、第二频段和第三频段互不重合。

本实施例中，对于噪声源对车内噪声的贡献量结果的呈现形式不进行限定。

步骤102：利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构。

首先，介绍本实施例中顶层噪声指标。顶层噪声指标包括：车内目标位置的声压级不高于预设声压级。设置顶层噪声指标的目的是在确定列车的降噪结构时保证目标位置处的声压级不高于预设声压级。一旦目标位置的声压级高于预设声压级，则表示目标位置的声压级过高，如果不对结构进行优化调整容易给乘客和司乘人员造成噪声过大、噪声干扰过强的感受。以图5为例，顶层噪声指标包括：目标位置R的声压级不高于合同限值或内控值。也就是说，预设声压级可以是对车内声压级的合同限值或内控值。

此外，介绍本实施例中声品质指标。声品质指标可以是分数或等级的形式。声品质具体可以体现在噪声的响度、尖锐度、粗糙度和语义清晰度等多个方面。设置声品质指标的目的是在确定列车的降噪结构时保证车内噪声的舒适度满足要求，从而保证乘客和司乘人员的舒适性。

接着，介绍本实施例中轻量化指标。在具体实现中，轻量化指标可以降噪结构的总质量不高于预设质量，也可以是降噪结构的面密度不超过预设面密度。设置轻量化指标的目的是在确定列车的降噪结构时保证将降噪结构质量较小，避免因降噪结构的质量过大而给列车运行安全带来负担和隐患。

在前一步的实现描述中已经提及，贡献量结果具体可以是车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果。作为一示例，为满足上述强量化指标，可以对贡献量较大的面板对应的降噪结构设置较大的厚度；贡献量较小的面板对应的降噪结构设置较小的厚度。以图5所示的贡献量结果为例，在降噪结构中，相对于侧墙、侧窗或地板，在车顶设置较厚的降噪结构。从而，避免质量的浪费(即不必要地设置质量过大的降噪结构，却给车体造成不必要的负担)。因此，轻量化指标以及前一步得到的贡献量结果对于降噪结构的轻量化设计具有重要的指导意义。贡献量的定量分析能够使降噪结构设计更加具有针对性。

实际应用中，降噪结构的降噪功能以隔声量(单位：dB)来表示，隔声量越大，降噪结构的降噪效果越显著。在噪声源强不变的情况下，隔声量越大，车内的声压级越小；隔声量不变的情况下，噪声源强越大，车内声压级越大。因此，前一步得到的噪声源强对于降噪结构的具体设置具有指导意义。

需要说明的是，在本实施例中，对于降噪结构的设计需要同时满足轻量化指标、顶层噪声指标以及声品质指标，从而从多个维度控制列车的降噪结构使其质量、降噪效果以及降噪后的声品质均能够满足要求。当轻量化指标、顶层噪声指标以及声品质指标中有任意一个不满足时，均需要对当前设计的降噪结构进行调整和优化。具体地调整和优化方式可以是：更换降噪结构的类型、调整结构厚度、改变降噪结构设置位置或设置范围等。此处不进行限定。最终确定的噪声结构即为同时满足上述三项指标的降噪结构。

以上即为本申请提供的列车轻量化降噪结构确定方法，需要首先获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；其后利用噪声源对车内噪声的贡献量结果、噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构。在顶层噪声指标的约束下，能够使最终确定的降噪结构满足车内目标位置的声压级不高于预设声压级的要求，从而保证乘客的乘坐环境和司乘人员的工作环境中噪声声压级较低；以噪声源对车内噪声的贡献量结果、噪声源强和轻量化指标来确定噪声结构，能够针对贡献量结果的大小和噪声源强有针对性地调整结构参数，无需各个面板均设置高质量的结构，实现结构的有效分布，从而满足轻量化指标的要求，避免给列车运行安全带来负担和隐患；声品质指标则能使降噪结构满足车内噪声的舒适性需求，提升乘客和司乘人员的体验。

在实际应用中，还可基于车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果，按照噪声源的频率确定相应的降噪结构。因此，此处进一步提供一种列车轻量化降噪结构确定方法，下面结合实施例和附图对该方法的具体实现进行说明。

方法实施例二

参见图7，该图为本申请实施例提供的另一种列车轻量化噪声结构确定方法的流程图。

如图7所示，本实施例提供的列车轻量化噪声结构确定方法，包括：

步骤701：获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强。

本实施例步骤701与前述实施例步骤101的实现方式基本相同，相关描述可参照前述实施例，此处不加以赘述。

步骤702：根据所述不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及所述顶层噪声指标，针对不同频段的噪声源选取对应的降噪结构的类型。

本实施例中，贡献量结果包括：不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果；以及，车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果。本实施例中，根据前者可以得到车内的噪声频谱特性，从而选取不同频段的噪声源对应的降噪结构的类型。

参见图8，该图为本申请实施例提供的一种对噪声进行分频段控制的示意图。图8中，横坐标是噪声源的频率(单位：Hz)，纵坐标是噪声源强(单位：dB)。图8中的折线表示车外多种噪声源的频率及相应的噪声源强，从该图可以观察到噪声频谱特性。以图8为示例，本实施例中将噪声频谱分为4段，分别是80Hz以下、80～250Hz、250～1250Hz以及1250Hz以上。针对不同结构，此频段划分会有差异。

(1)针对80Hz以下频段的噪声：

对于此频段的噪声，采用模态控制方法。针对此频段噪声采取的降噪措施具体是提高车体刚度，优化车体结构，从而降低车体的振动幅度。

(2)针对80～250Hz频段的噪声：

对于此频段的噪声，采用振动控制方法。通过喷涂阻尼、优化减震器参数等措施，抑制车体结构振动和从车体传递过来的噪声。作为示例性的具体实现方式，可以在车体型材内腔填充减振材料，在转向架区、受电弓区等振动较大的区域表面喷涂阻尼浆；对振动较大的设备(例如空压机、电机冷却风机等)采用减振安装结构；车内结构采用弹性安装结构。

(3)针对250～1250Hz频段的噪声：

对于此频段的噪声，采用隔声控制方法。主要采用车体型材隔声优化和双层中空夹芯的隔声设计，降低从车外传递过来的空气噪声。地板断面、车体断面和侧墙断面的隔声设计都采用车体型材和内饰板的双层中空夹芯结构，中间采用的都是具有隔热和阻燃性能的吸声材料。前述双层中空夹芯结构参见图9。

(4)针对1250Hz以上频段的噪声：

对于此频段的噪声，采用隔声+吸声控制方法。隔声控制方法前述第(3) 点已描述，此处主要介绍吸声控制。在实际应用中，可以采用穿孔内饰板和新型吸声座椅等吸声设计，对客室噪声进行吸声降噪，吸声座椅可以降低车内噪声1～2dB。

通过分频段的噪声控制，使各种频段的噪声源强可控性提升，便于后续为满足各项指标时进行的结构调整。从而对不同频率不同噪声源能够进行精准控制，减少重复结构，提高降噪结构的能效比。

步骤703：根据所述车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果、所述噪声源强度、所述顶层噪声指标以及所述轻量化指标，确定所述降噪结构的参数和添加位置。

在前一步骤已确定针对各频段噪声选取的降噪结构类型的基础上，降噪结构的参数和添加位置还有待确定。其中，降噪结构的参数可以包括但不限于以下至少一种：材料或厚度。为此，还需执行本步骤以确定降噪结构的参数和添加位置。本步骤在具体实现时，可以采用统计能力法软件VA One。执行本步骤确定的降噪结构的参数和添加位置仅为初步确定的结果，仅能够满足顶层噪声指标以及轻量化指标。但是其是否满足声品质指标还有待确定，因此需要进一步执行步骤704。

步骤704：判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，如果是，则执行步骤705；如果否，则执行步骤706。

在本步骤执行之前，可以预先训练获得声品质评价模型。该模型能够根据输入的声音信号的多个方面(例如响度、尖锐度、粗糙度、语义清晰度等)对该声音信号进行声品质评分，得到声品质评分结果。对于本领域技术人员，如何训练声品质评价模型属于比较成熟的技术，故此处对模型的训练过程不进行限定。

本步骤执行时，具体可以是将目标位置处设置的测点采集到的声音信号作为所述声品质评价模型的输入，得到所述声品质评价模型的声品质评价结果。判断所述声品质评价结果是否满足所述声品质指标。

作为示例，假设声品质评价结果为88分，而声品质指标是85分，则目标位置的声音信号满足所述声品质指标，即当前的降噪结构满足三个指标(顶层噪声指标、轻量化指标和声品质指标)，可执行步骤705；假设声品质评价结果为75分，而声品质指标是85分，则目标位置的声音信号不满足所述声品质指标，需要执行步骤706。

作为示例，假设声品质评价结果为一级或二级(一级声品质最佳，三级声品质最差)，而声品质指标是二级，则目标位置的声音信号满足所述声品质指标，即当前的降噪结构满足三个指标(顶层噪声指标、轻量化指标和声品质指标)，可执行步骤705；假设声品质评价结果为三级，而声品质指标是二级，则目标位置的声音信号不满足所述声品质指标，需要执行步骤706。

步骤705：将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出。

当降噪结构的类型、参数和添加位置输出后，即可按照该降噪结构进行整车组装，得到降噪效果满足需求的列车。

步骤706：根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

进行参数和/或添加位置的调整后，重新执行步骤704，以确定当前的降噪结构是否符合声品质指标的要求。可以理解的是，为避免调整后轻量化指标和/或顶层降噪指标不再满足，还可以在调整后验证轻量化指标和顶层降噪指标是否满足。

综合以上描述，最终所输出的降噪结构为三项指标同时满足的降噪结构。以声品质指标作为确定降噪结构的重要指标，能够时车内声舒适性更符合人(乘客或司乘人员)的主观感受。

在本申请实施例中，在设计降噪结构时采用全寿命周期的噪声管理。下面进行详细描述。参见图10，该图为全寿命周期的噪声管理流程。

第一步，进行产品规划，即列车结构的规划。在此过程中，需要制定顶层噪声指标，并基于噪声仿真对该顶层噪声指标进行分解，将顶层噪声指标分解到各个车厢和车体部件。以便对每个车厢和车体部件分别进行降噪结构设计，以使整车满足该顶层噪声指标。

第二步，进行方案设计，具体地，对各种降噪结构的材料进行测试和选型，提出方案并制定管理计划。

第三步，技术与施工设计。进行部件隔声测试和阻尼测试，对设备声功率进行评估，对整车的降噪性能进行评估。得到列车设计图。

第四步，进行列车的生产制造。测量现车隔声量、车内混响以及振动传递率。

第五步，运营跟踪，进行车体断面扫描分析以及传递路径分析，对噪声源进行识别。

通过图10所示的全寿命周期的噪声管理流程，可知本实施例中对于噪声结构的设计为正向设计流程。

下面结合全寿命周期的噪声管理流程的第五步，即运营跟踪这一步骤，对前述实施例提供的列车轻量化噪声结构确定方法的应用进行延伸阐述。

本实施例中，当利用步骤705输出的降噪结构的类型、参数和添加位置进行整车组装后，该方法还进一步执行：

步骤707：对生产运营的列车进行跟踪确定噪声源的变化。

实际运营后的列车因为使用的缘故，噪声源可能发生变化。作为示例，轮轨磨损导致列车车轮的不圆度变化，进而噪声源强发生变化。在这种情况下，原本基于之前的噪声源强而设计的降噪结构可能对现在的噪声源强适应性较差，导致顶层噪声指标和/或声品质指标不再满足，此时有必要执行步骤708对降噪结构进行调整。

步骤708：根据变化的噪声源对所述降噪结构进行调整。

在对降噪结构进行调整时，可以基于多方面的考虑具体调整。例如，根据变化的噪声源其频率的变化，对该噪声进行相应频段的噪声控制方式予以调整。例如，根据变化的噪声源其噪声传递路径，确定传递该噪声的面板，在对应的面板增添降噪结构。例如，如果噪声源的变化导致声品质结果不满足声品质指标，则基于此对降噪结构进行调整以使降噪后声品质结果满足声品质指标。

基于前述步骤707和708可知，由于本申请实施例中是对列车进行全寿命周期的噪声管理，尤其是在列车运营后还在进行运营跟踪，因此即便运营后噪声源发生变化，也能够及时采取相应的措施对噪声结构进行调整。不同于接收到噪声过大的反馈后进行的被动调整，本实施例中对噪声结构的主动及时的调整能够提升乘客和司乘人员的体验。

另外，在实际应用中，为提升各个噪声传递方向传递噪声的均衡性，是车体内壁的声压级分布均匀，本实施例进行噪声控制时采用了等声压级原则。下面展开说明。

参见图6，该图为本申请实施例提供的一种等声压级噪声控制原理示意图。图6中S1～S6分别是车体内壁设置的六个不同的测点。显然，从S1～S6 每个测点至目标位置R的噪声传递路径均是不同的。由于这六个测点中每个测点距离目标位置R的距离差距都不是很大，因此，为满足等声压级原则，每个测点传递至目标位置R的声压级差别应该不是很大。

为此，本实施例提供的降噪结构确定方法还包括：

判断车内多个位置传递至所述目标位置的最大声压级与最小声压级之差是否大于预设阈值，如果是，则对所述降噪结构进行调整。

作为示例，预设阈值可以是3dB，如果最大声压级和最小声压级之差大于3dB即表示不满足等声压级原则，需要对车体的降噪结构的均衡性进行调整。例如，S3的声压级是58dB，S1的声压级是61dB，在满足R处顶层噪声指标要求的前提下，则可以将设置与S3附近的降噪结构取消一部分，而相应地，添加到S1处以提升S1处降噪结构的隔声量。如此，S3的声压级提高，S1的声压级降低，从而满足等声压级原则。按照等声压级原则可以有助于经济而高效地实现噪声均衡控制。

基于前述实施例提供的列车轻量化降噪结构确定方法，相应地，本申请还提供一种列车轻量化降噪结构确定装置。下面结合实施例和附图对该装置的具体实现进行描述和说明。

装置实施例

参见图11，该图为本申请实施例提供的一种列车轻量化降噪结构确定装置的结构示意图。

如图11所示，该装置包括：数据获取模块111和结构确定模块112；

其中，数据获取模块111，用于获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；

结构确定模块112，用于利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构；所述顶层噪声指标包括：车内目标位置的声压级不高于预设声压级。

以上即为本申请提供的列车轻量化降噪结构确定装置。在顶层噪声指标的约束下，能够使最终确定的降噪结构满足车内目标位置的声压级不高于预设声压级的要求，从而保证乘客的乘坐环境和司乘人员的工作环境中噪声声压级较低；以噪声源对车内噪声的贡献量结果、噪声源强和轻量化指标来确定噪声结构，能够针对贡献量结果的大小和噪声源强有针对性地调整结构参数，无需各个面板均设置高质量的结构，实现结构的有效分布，从而满足轻量化指标的要求，避免给列车运行安全带来负担和隐患；声品质指标则能使降噪结构满足车内噪声的舒适性需求，提升乘客和司乘人员的体验。

作为一种可能的实现方式，所述贡献量结果包括：不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果；以及，车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果；所述面板包括以下至少一种：

车顶、侧窗、侧墙或地板。

作为一种可能的实现方式，所述结构确定模块112，具体包括：分频段噪声控制单元，降噪结构确定单元和降噪结构优化单元。

其中，分频段噪声控制单元，用于根据所述不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及所述顶层噪声指标，针对不同频段的噪声源选取对应的降噪结构的类型；通过分频段的噪声控制，使各种频段的噪声源强可控性提升，便于后续为满足各项指标时进行的结构调整。从而对不同频率不同噪声源能够进行精准控制，减少重复结构，提高降噪结构的能效比。

降噪结构确定单元，用于根据所述车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果、所述噪声源强度、所述顶层噪声指标以及所述轻量化指标，确定所述降噪结构的参数和添加位置；

降噪结构优化单元，用于判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，当所述声音信号满足所述声品质指标时，将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；当所述声音信号不满足所述声品质指标时，根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

作为一种可能的实现方式，上述装置还包括：

模型获取模块，用于训练获得声品质评价模型；

所述降噪结构优化单元，具体用于将所述目标位置的声音信号作为所述声品质评价模型的输入，得到所述声品质评价模型的声品质评价结果；判断所述声品质评价结果是否满足所述声品质指标，当所述声品质评价结果满足所述声品质指标时，将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；当所述声品质评价结果不满足所述声品质指标时，根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

作为一种可能的实现方式，上述装置还包括：

等声压级优化模块，用于判断车内多个位置传递至所述目标位置的最大声压级与最小声压级之差是否大于预设阈值，当所述最大声压级与所述最小声压级之差大于预设阈值时，对所述降噪结构进行调整。

按照等声压级原则可以有助于经济而高效地实现噪声均衡控制。

作为一种可能的实现方式，上述装置还包括：

噪声源变化确定模块，用于对生产运营的列车进行跟踪确定噪声源的变化；所述列车为根据所述降噪结构组装而成；

跟踪优化模块，用于根据变化的噪声源对所述降噪结构进行调整。

由于本申请实施例中是对列车进行全寿命周期的噪声管理，尤其是在列车运营后还在进行运营跟踪，因此即便运营后噪声源发生变化，也能够及时采取相应的措施对噪声结构进行调整。不同于接收到噪声过大的反馈后进行的被动调整，本实施例中对噪声结构的主动及时的调整能够提升乘客和司乘人员的体验。

可选地，装置还包括：噪声影响区确定模块，用于确定噪声影响区；

所述结构确定模块112，具体用于在所述噪声影响区内确定降噪结构。

通过确定噪声影响区，能够实现对降噪结构的有效设计，即仅对于噪声影响区设计降噪结构，而非影响区则无需设计降噪结构。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及***实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种列车轻量化降噪结构确定方法，其特征在于，包括：

获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；

利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构；所述顶层噪声指标包括：车内目标位置的声压级不高于预设声压级。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述贡献量结果包括：不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果；以及，车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果；所述面板包括以下至少一种：

车顶、侧窗、侧墙或地板。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构，具体包括：

根据所述不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及所述顶层噪声指标，针对不同频段的噪声源选取对应的降噪结构的类型；

根据所述车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果、所述噪声源强度、所述顶层噪声指标以及所述轻量化指标，确定所述降噪结构的参数和添加位置；

判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，如果是，则将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；如果否，则根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标之前，所述方法还包括：

训练获得声品质评价模型；

所述判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，具体包括：

将所述目标位置的声音信号作为所述声品质评价模型的输入，得到所述声品质评价模型的声品质评价结果；

判断所述声品质评价结果是否满足所述声品质指标。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：判断车内多个位置传递至所述目标位置的最大声压级与最小声压级之差是否大于预设阈值，如果是，则对所述降噪结构进行调整。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对生产运营的列车进行跟踪确定噪声源的变化；所述列车为根据所述降噪结构组装而成；

根据变化的噪声源对所述降噪结构进行调整。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：确定噪声影响区；

所述确定降噪结构，具体包括：

在所述噪声影响区内确定降噪结构。

8.一种列车轻量化降噪结构确定装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获得车外的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及噪声源强；

结构确定模块，用于利用所述贡献量结果、所述噪声源强、顶层噪声指标、声品质指标和轻量化指标确定降噪结构；所述顶层噪声指标包括：车内目标位置的声压级不高于预设声压级。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述贡献量结果包括：不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果；以及，车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果；所述面板包括以下至少一种：

车顶、侧窗、侧墙或地板。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述结构确定模块，具体包括：

分频段噪声控制单元，用于根据所述不同频段的噪声源对车内噪声的贡献量结果以及所述顶层噪声指标，针对不同频段的噪声源选取对应的降噪结构的类型；

降噪结构确定单元，用于根据所述车外的噪声源通过车体不同面板对车内噪声的贡献量结果、所述噪声源强度、所述顶层噪声指标以及所述轻量化指标，确定所述降噪结构的参数和添加位置；

降噪结构优化单元，用于判断所述目标位置的声音信号是否满足所述声品质指标，当所述声音信号满足所述声品质指标时，将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；当所述声音信号不满足所述声品质指标时，根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

模型获取模块，用于训练获得声品质评价模型；

所述降噪结构优化单元，具体用于将所述目标位置的声音信号作为所述声品质评价模型的输入，得到所述声品质评价模型的声品质评价结果；判断所述声品质评价结果是否满足所述声品质指标，当所述声品质评价结果满足所述声品质指标时，将所述降噪结构的类型、参数和添加位置输出；当所述声品质评价结果不满足所述声品质指标时，根据所述声品质指标对所述降噪结构的参数和/或添加位置进行调整。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

等声压级优化模块，用于判断车内多个位置传递至所述目标位置的最大声压级与最小声压级之差是否大于预设阈值，当所述最大声压级与所述最小声压级之差大于预设阈值时，对所述降噪结构进行调整。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

噪声源变化确定模块，用于对生产运营的列车进行跟踪确定噪声源的变化；所述列车为根据所述降噪结构组装而成；

跟踪优化模块，用于根据变化的噪声源对所述降噪结构进行调整。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

噪声影响区确定模块，用于确定噪声影响区；

所述结构确定模块，具体用于在所述噪声影响区内确定降噪结构。