交通环境振动嵌入式快速定量评价方法与系统

摘要

交通环境振动嵌入式快速定量评价方法与系统。采用一组智能传感器节点布置在测试地点采集交通环境振动数据，每个节点在内部完成交通环境振动评价，并将结果实时显示出来。这些测试地点构成一个传感器网络，每个节点通过内部时钟校准完成时间同步，统计所有测试地点的评价结果得到不同距离，不同土层，不同结构因素对振动传播影响。所述测试地点位于按照要求布置在振动源以及由振动源引起的振动敏感地点，或也布置在行进的公共交通车辆上，每个节点均设垂直、水平方向上的模拟加速度传感器，经信号调理器和模数转换器及可编程抗混叠滤波器后输出。本发明安装方便，测试精准。

主权项

1.交通环境振动嵌入式快速定量评价方法，其特征是采用一组智能传感器节点布置在测试地点采集交通环境振动数据，每个节点在内部完成交通环境振动评价，并将结果实时显示出来；这些测试地点构成一个传感器网络即一组智能传感器节点，每个节点通过内部时钟校准完成时间同步，统计所有测试地点的评价结果得到不同距离，不同土层，不同结构因素对振动传播的影响；所述测试地点位于按照要求布置在振动源以及由振动源引起的振动敏感地点或加上在行进的公共交通车辆上，每个节点均设垂直、水平方向上的模拟加速度传感器，模拟加速度传感器的输出经信号调理器和模数转换器及可编程抗混叠滤波器后通过环境振动输出接口输出；环境振动评价包括以下步骤：第一步：每个节点数据采集前的参数配置，包括采样率、截止频率、内部时钟、采样时间设置；第二步：采集环境振动数据和传感器的温漂数据，数据存储在FLASH内部，并利用温漂数据进行校准，公式如下,V_T＝R_T[(500μA)+(1.5μA)*(T-25)]式中，500μA为25℃时SD1221温度补偿输出端口的输出电流，1.5μA为输出电流随温度每摄氏度变化的系数，R_T将电流值转换为电压值；因此得出输出电压随温度的变化关系，公式如下，ΔV_T＝R_T*(1.5μA)*ΔT利用电压随温度的变化关系对振动数据进行校准，能够获得更加精准的结果；第三步：对FLASH内部数据进行滤波，提取对人体或者建筑物影响最为关键的频段，即小于80Hz的数据；第四步：根据滤波后的数据计算振动加速度级，公式如下,$L_a=201g\frac{\stackrel{-}{a}}{a_0}$式中a₀为基准加速度、取为10^-6m/s²,为加速度有效值，其定义为，$\stackrel{-}{a}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_i^2}{N}}$式中a_i为每次加速度值m/s²，N为采样个数，其值等于采样时间和采样率的乘积；第五步：由于交通环境振动往往呈现不规则变动的情况，因此需要用不同的振级出现的概率或累积概率来评价环境振动；累计百分振级L_n%满足如下条件，M/N＝n%，L_a＞L_n%其中，M表示L_a＞L_n%时的采样个数，N为总采样个数；第六步：评价结果显示在终端智能节点LCD屏幕上。