[发明专利]基于NVH的列车加速及制动阶段ATO性能评判系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于NVH的列车加速及制动阶段ATO性能评判系统及方法，所述的系统包括分布式数据采集子站和数据汇总处理中心，所述的分布式数据采集子站包括依次连接的各类传感器、数据采集卡和控制器，所述的数据汇总处理中心包括多通道交换机和服务器站主机，所述的控制器和服务器站主机分别挂接在多通道交换机上，所述的分布式数据采集子站分布在列车各车厢内，并将采集的加速度和音频信号发送给服务器站主机，所述的服务器站主机将接收到的数据进行分析处理得到乘坐舒适度。与现有技术相比，本发明具有多通道、大数据采集能力、全方位监控激励响应(包括振动及噪音)特征及实时评估乘坐舒适度等优点。

技术领域

本发明涉及城轨交通技术领域，尤其是涉及一种基于NVH(噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写)的列车加速及制动阶段ATO性能评判系统及方法。

背景技术

ATO(列车自动运行系统，Automatic Train Operation，简称ATO)控制列车沿设定的速度—位移曲线行驶，控制车体变加速度提速及降速；由于惯性的存在，车厢内乘客会随之前倾、后仰(俗称点头运动)，站立不稳，严重影响了乘客的乘坐舒适性。为评价ATO系统在加速及制动阶段性能及为优化ATO控制提供依据，需提出一种客观评估乘坐舒适性的方法。

经过检索，中国专利公开号为CN107860594A的专利公布了一种确定高速列车旅客舒适度的方法。首先，建立高速列车27自由度振动模型和人体垂向9自由度模型；然后，以轨道不平顺信号作为输入激励加载到列车振动模型，得到测点处的振动加速度响应；再将振动加速度响应信号作为输入激励输入人体垂向振动模型，进行仿真模拟，得到测点处人体的振动加速度响应和振动程度响应；最后，分析仿真结果，评定乘坐舒适度。但该发明需复杂的参数辨识以建立足够精确的多自由度模型，在实际应用时较难实现；轨道不平顺会影响垂直方向振动响应，但还要考虑列车加减速导致沿列车行行进方向(即纵向)振动响应；另外，仅对振动信号进行检测，未将影响乘坐舒适度的另一重要因素——噪音——纳入考虑，因此不能完整评估乘坐舒适度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于NVH的列车加速及制动阶段ATO性能评判系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于NVH的列车加速及制动阶段ATO性能评判系统，将城轨列车NVH参数作为ATO性能评判的依据，所述的系统包括分布式数据采集子站和数据汇总处理中心，所述的分布式数据采集子站包括依次连接的各类传感器、数据采集卡和控制器，所述的数据汇总处理中心包括多通道交换机和服务器站主机，所述的控制器和服务器站主机分别挂接在多通道交换机上，所述的分布式数据采集子站分布在列车各车厢内，并将采集的加速度和音频信号发送给服务器站主机，所述的服务器站主机将接收到的数据进行分析处理得到乘坐舒适度。

优选地，所述的各类传感器包括加速度传感器和音频传感器，所述的加速度传感器采集加速度信号用以提取振动的特征，所述的音频传感采集音频信号用以提取噪音的特征，综合振动特征及噪音特征即可得列车的NVH参数；

所述的加速度传感器包括三轴加速度传感器和单向加速度传感器，所述的单向加速度传感器设于激励源位置，所述的三向加速度传感器设于车厢内部获取激励响应。

优选地，所述的分布式数据采集子站还包括接插件转接板，所述的控制器为PXI控制器，所述的数据采集卡为PXI数据采集卡，所述的PXI控制器通过PXI总线与PXI数据采集卡连接，所述的PXI数据采集卡通过接插件转接板与各类传感器连接；

PXI控制器运行实时操作系统以满足大量数据采集及处理的要求；PXI控制器上运行的程序，包括数据流管理、滤波、工程量转换、快速傅立叶变换模块，使用这些模块可计算出所有通道信号的特征值。