[發(fā)明專利]基于NVH的列車(chē)加速及制動(dòng)階段ATO性能評(píng)判系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810565198.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109000942A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張郁;周子文;查偉;吳君;高建妃;孫文芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡斯柯信號(hào)有限公司
• 主分類號(hào): G01M17/08
• 分類號(hào): G01M17/08
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

本發(fā)明涉及一種基于NVH的列車(chē)加速及制動(dòng)階段ATO性能評(píng)判系統(tǒng)及方法，所述的系統(tǒng)包括分布式數(shù)據(jù)采集子站和數(shù)據(jù)匯總處理中心，所述的分布式數(shù)據(jù)采集子站包括依次連接的各類傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和控制器，所述的數(shù)據(jù)匯總處理中心包括多通道交換機(jī)和服務(wù)器站主機(jī)，所述的控制器和服務(wù)器站主機(jī)分別掛接在多通道交換機(jī)上，所述的分布式數(shù)據(jù)采集子站分布在列車(chē)各車(chē)廂內(nèi)，并將采集的加速度和音頻信號(hào)發(fā)送給服務(wù)器站主機(jī)，所述的服務(wù)器站主機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得到乘坐舒適度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有多通道、大數(shù)據(jù)采集能力、全方位監(jiān)控激勵(lì)響應(yīng)(包括振動(dòng)及噪音)特征及實(shí)時(shí)評(píng)估乘坐舒適度等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城軌交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文縮寫(xiě))的列車(chē)加速及制動(dòng)階段ATO性能評(píng)判系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

ATO(列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，Automatic Train Operation，簡(jiǎn)稱ATO)控制列車(chē)沿設(shè)定的速度—位移曲線行駛，控制車(chē)體變加速度提速及降速；由于慣性的存在，車(chē)廂內(nèi)乘客會(huì)隨之前傾、后仰(俗稱點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng))，站立不穩(wěn)，嚴(yán)重影響了乘客的乘坐舒適性。為評(píng)價(jià)ATO系統(tǒng)在加速及制動(dòng)階段性能及為優(yōu)化ATO控制提供依據(jù)，需提出一種客觀評(píng)估乘坐舒適性的方法。

經(jīng)過(guò)檢索，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN107860594A的專利公布了一種確定高速列車(chē)旅客舒適度的方法。首先，建立高速列車(chē)27自由度振動(dòng)模型和人體垂向9自由度模型；然后，以軌道不平順信號(hào)作為輸入激勵(lì)加載到列車(chē)振動(dòng)模型，得到測(cè)點(diǎn)處的振動(dòng)加速度響應(yīng)；再將振動(dòng)加速度響應(yīng)信號(hào)作為輸入激勵(lì)輸入人體垂向振動(dòng)模型，進(jìn)行仿真模擬，得到測(cè)點(diǎn)處人體的振動(dòng)加速度響應(yīng)和振動(dòng)程度響應(yīng)；最后，分析仿真結(jié)果，評(píng)定乘坐舒適度。但該發(fā)明需復(fù)雜的參數(shù)辨識(shí)以建立足夠精確的多自由度模型，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)較難實(shí)現(xiàn)；軌道不平順會(huì)影響垂直方向振動(dòng)響應(yīng)，但還要考慮列車(chē)加減速導(dǎo)致沿列車(chē)行行進(jìn)方向(即縱向)振動(dòng)響應(yīng)；另外，僅對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，未將影響乘坐舒適度的另一重要因素——噪音——納入考慮，因此不能完整評(píng)估乘坐舒適度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于NVH的列車(chē)加速及制動(dòng)階段ATO性能評(píng)判系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于NVH的列車(chē)加速及制動(dòng)階段ATO性能評(píng)判系統(tǒng)，將城軌列車(chē)NVH參數(shù)作為ATO性能評(píng)判的依據(jù)，所述的系統(tǒng)包括分布式數(shù)據(jù)采集子站和數(shù)據(jù)匯總處理中心，所述的分布式數(shù)據(jù)采集子站包括依次連接的各類傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和控制器，所述的數(shù)據(jù)匯總處理中心包括多通道交換機(jī)和服務(wù)器站主機(jī)，所述的控制器和服務(wù)器站主機(jī)分別掛接在多通道交換機(jī)上，所述的分布式數(shù)據(jù)采集子站分布在列車(chē)各車(chē)廂內(nèi)，并將采集的加速度和音頻信號(hào)發(fā)送給服務(wù)器站主機(jī)，所述的服務(wù)器站主機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得到乘坐舒適度。

優(yōu)選地，所述的各類傳感器包括加速度傳感器和音頻傳感器，所述的加速度傳感器采集加速度信號(hào)用以提取振動(dòng)的特征，所述的音頻傳感采集音頻信號(hào)用以提取噪音的特征，綜合振動(dòng)特征及噪音特征即可得列車(chē)的NVH參數(shù)；

所述的加速度傳感器包括三軸加速度傳感器和單向加速度傳感器，所述的單向加速度傳感器設(shè)于激勵(lì)源位置，所述的三向加速度傳感器設(shè)于車(chē)廂內(nèi)部獲取激勵(lì)響應(yīng)。

優(yōu)選地，所述的分布式數(shù)據(jù)采集子站還包括接插件轉(zhuǎn)接板，所述的控制器為PXI控制器，所述的數(shù)據(jù)采集卡為PXI數(shù)據(jù)采集卡，所述的PXI控制器通過(guò)PXI總線與PXI數(shù)據(jù)采集卡連接，所述的PXI數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)接插件轉(zhuǎn)接板與各類傳感器連接；

PXI控制器運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以滿足大量數(shù)據(jù)采集及處理的要求；PXI控制器上運(yùn)行的程序，包括數(shù)據(jù)流管理、濾波、工程量轉(zhuǎn)換、快速傅立葉變換模塊，使用這些模塊可計(jì)算出所有通道信號(hào)的特征值。