[發(fā)明專利]一種區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速列車噪聲預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610073453.6
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105760658B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝鋒云;謝三毛;周建民;江煒文;唐宏兵;張慧慧
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06N3/08
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

1.一種區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速列車噪聲預(yù)測方法，包括選取影響高速列車噪聲參數(shù)和獲取影響噪聲參數(shù)值；其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理

將測量獲取的高速列車行駛速度x₁、被測點與輪軌中心相對位置x₂及空氣風(fēng)速x₃歸一化處理，歸一化處理方法為：其中i＝1,2,3，min(x_i)為x_i中最小值，max(x_i)為x_i中最大值；從而得到歸一化的高速列車行駛速度x′₁、被測點與輪軌中心相對位置x'₂及空氣風(fēng)速x'₃；將圖像識別儀獲取的高速列車車型CHR1、CHR2、CHR3及CHR5分別用數(shù)值1、2、3及5進行量化表示；

(2)預(yù)處理數(shù)據(jù)區(qū)間化

將預(yù)處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為廣義區(qū)間形式；其中，將歸一化的高速列車行駛速度x′₁轉(zhuǎn)換成廣義區(qū)間形式將歸一化的被測點與輪軌中心相對位置x'₂轉(zhuǎn)換成廣義區(qū)間形式將歸一化的空氣風(fēng)速x'₃轉(zhuǎn)換成廣義區(qū)間形式將高速列車車型CHR1、CHR2、CHR3及CHR5分別表述為廣義區(qū)間形式：[1,1]、[2,2]、[3,3]及[5,5]；將聲級計獲取的噪聲y轉(zhuǎn)換為

其中，廣義區(qū)間x的數(shù)學(xué)定義為：

即廣義區(qū)間x通過一對下界實數(shù)x和上界實數(shù)來表述，表示廣義閉區(qū)間的實數(shù)集合，式中的x不受的任何約束；

(3)構(gòu)建初始區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

將區(qū)間化了的影響噪聲參數(shù)值作為區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入；與輸入向量對應(yīng)的噪聲作為區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出；區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中輸入層和隱含層使用正切S型傳遞函數(shù)，輸出層采用線性傳遞函數(shù)；隱層個數(shù)由確定，其中：n₁為隱含層神經(jīng)元數(shù)，m為輸出層神經(jīng)元數(shù)，n為輸入層神經(jīng)元數(shù)，a∈[1,10]，從而構(gòu)成初始的區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

(4)訓(xùn)練初始區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

將區(qū)間化了的影響噪聲參數(shù)值作為訓(xùn)練樣本，代入初始區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，采用梯度下降迭代方法，訓(xùn)練初始區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，直到初始區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)化為止；

其中，區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是對傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在廣義區(qū)間涵義上的延拓，其將傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)依據(jù)廣義區(qū)間理論，轉(zhuǎn)換為了廣義區(qū)間參數(shù)形式；

(5)高速列車噪聲預(yù)測

依據(jù)步驟(1)及步驟(2)相同的過程，處理需要測試的影響噪聲參數(shù)樣本，從而得到影響噪聲參數(shù)值的區(qū)間測試樣本，將區(qū)間測試樣本輸入優(yōu)化的區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，計算模型輸出結(jié)果，同時采用區(qū)間重心法則計算出精確值輸出結(jié)果，即為高速列車噪聲預(yù)測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速列車噪聲預(yù)測方法，其特征在于，所述影響高速列車噪聲參數(shù)包括采用激光測速儀測量高速列車行駛速度、采用激光測距儀測量測點與輪軌中心相對位置、采用風(fēng)速儀測量空氣風(fēng)速及采用圖像識別儀高速列車車型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種區(qū)間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速列車噪聲預(yù)測方法，其特征在于，所述獲取影響噪聲參數(shù)值包括：采用激光測速儀測量高速列車行駛速度，記為x₁；采用激光測距儀測量被測點與輪軌中心相對位置，記為x₂；采用風(fēng)速儀測量空氣風(fēng)速，記為x₃；采用圖像識別儀識別高速列車車型，記為x₄；通過聲級計測量該時刻該位置的噪聲，記為y。