Noise and Vibration Mitigation for Rail Transportation Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Schulte-Werning, Burkhard (EDT)/ Thompson, David (EDT)/ Gautier, Pierre-etienne (EDT)/ Hanson, Carl

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页数:462

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价格:239

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isbn号码:9783540748922

丛书系列:

图书标签:

• Rail transportation
• Noise control
• Vibration control
• Railway engineering
• Acoustics
• Vibration mitigation
• Noise mitigation
• Transportation engineering
• Railway noise
• Railway vibration

交通噪声与振动控制前沿技术综述：面向可持续发展的绿色交通基础设施 本书聚焦于当代交通系统，特别是城市化进程中日益突显的噪声与振动问题，深入探讨了先进的控制理论、材料科学应用以及系统集成策略，旨在为构建更安静、更舒适、更可持续的交通环境提供全面的技术指导与实践参考。 本书内容独立于“轨道交通系统噪声与振动缓解”这一特定领域，而是将视野拓展至公路、航空、水运以及城市交通基础设施的广阔范畴，强调跨模态的耦合效应与协同治理。 第一部分：交通噪声与振动产生的物理机制与量化评估 本部分系统阐述了不同交通模式下噪声和振动产生的核心物理机制，并详细介绍了当前国际通用的环境声学与结构动力学分析方法。 第一章：公路交通噪声的声源特性与传播模型 本章侧重于轮胎-路面作用、发动机排气、进气以及空气动力学噪声在不同速度和交通流条件下的演变规律。深入分析了路面纹理、级配以及含粘合剂的沥青（如开级配沥青混合料）对高频噪声的抑制效果。同时，详细对比了传统的简易声学模型（如等效声功率级法）与基于数值积分的声场重建技术（如边界元法, BEM）在预测城市峡谷效应中噪声衰减和反射特性的差异。特别探讨了电动汽车（EVs）在低速行驶时，由电机谐波和再生制动引起的特定频段噪声特征，以及如何利用声学成像技术精确定位这些“新噪声源”。 第二章：结构振动源与传播路径分析 本章将振动问题置于更宏观的工程结构背景下进行讨论。重点研究了重型卡车和高速公路桥梁结构之间的耦合振动特性。内容涵盖了车辆不平顺性对桥梁面板激励的能量转换过程，以及由此产生的结构响应（如梁板的模态激振）。此外，深入分析了地基和土体对振动波传播的衰减机制，介绍了利用瞬态动力学分析来模拟车辆通过活动支撑结构或伸缩缝时产生的冲击载荷响应。本章还引入了针对非接触式交通工具（如磁悬浮列车在非接触运行阶段产生的系统振动）的初步建模方法，尽管本书核心不涉及传统轨道交通，但对一般性振动系统动力学的处理是共通的。 第三章：环境噪声与振动的感知、标准与测量规范 本章聚焦于环境影响评估的量化标准。详细解读了世界卫生组织（WHO）关于环境噪声暴露限值的最新指南，以及各国在交通规划中采用的等效连续声压级 ($L_{eq}$)、最大声压级 ($L_{max}$) 和百分位值 ($L_{10}, L_{90}$) 的应用场景。在振动评估方面，本书侧重于关注人体的生理反应阈值（如国际标准化组织 ISO 2631 标准的适用性），并讨论了如何将短期高强度振动（如爆炸冲击或极端天气下的结构响应）纳入常规交通噪声评估框架中，以实现更全面的风险管理。 --- 第二部分：主动与被动控制技术的跨模态集成 本部分是本书的核心，旨在展示如何利用跨学科方法，集成先进的材料、结构设计和主动干预技术来有效地降低交通系统的噪声和振动暴露。 第四章：先进隔音屏障与吸声材料的效能提升 本章摒弃了传统刚性隔声屏障的简单回顾，转而关注其功能化和智能化发展。详细分析了多孔材料（如多腔体泡沫、玻璃纤维复合材料）在特定频率范围内的吸声系数优化设计。重点探讨了柔性吸声结构与刚性结构结合的混合屏障设计，以应对宽带噪声源。此外，本书引入了“声学光栅”和“超表面”在控制特定角度声波衍射方面的应用潜力，旨在提高屏障在复杂城市地形下的有效覆盖范围，而非仅仅依赖于直线传播的衰减。 第五章：主动噪声和振动控制（ANVC/AVSC）的理论与应用 本章深入探讨了利用负反馈原理来抵消或抑制噪声和振动的方法。在主动噪声控制（ANC）方面，侧重于分布式麦克风和扬声器阵列的优化布局，特别是在开放或半开放空间（如高架桥下部空间）中实现有效“声场消除”的算法挑战。在主动结构振动控制（AVSC）方面，详细介绍了基于压电驱动器或液压作动器的“实时最优控制”（RTO）策略，用于补偿路面不平顺性或车辆悬架的动态响应。讨论了反馈控制中的传感器延迟和控制器计算复杂度问题。 第六章：基于创新材料的被动减振与降噪技术 本章侧重于材料科学在交通工程中的前沿应用。详细研究了粘弹性阻尼材料（Viscoelastic Damping Materials）在结构构件中的界面层应用，重点分析了如何通过改变材料的玻璃化转变温度来使其在实际工作温度下达到最佳的能量耗散效率。对于路面系统，本书探讨了微胶囊化相变材料（Phase Change Materials, PCMs）与沥青混合料的结合，以减轻温度变化对路面材料性能波动的影响，进而稳定轮胎噪声源的输出。此外，还包含了超材料（Metamaterials）在声学和机械波导控制中的最新研究进展。 --- 第三部分：系统集成、城市规划与未来展望 本部分将技术控制手段置于宏观的城市规划和交通管理框架下进行审视，探讨可持续发展目标下的解决方案。 第七章：交通流管理与源头降噪策略 本章强调从源头控制是最高效的减噪手段。系统分析了智能交通系统（ITS）对交通流平滑度的贡献，例如通过动态限速、智能信号配时优化（SOP）来避免频繁的加减速行为，从而减少瞬时高噪声排放。在车辆技术方面，侧重于对非轮胎/发动机噪声（如电力传动系统的谐波噪声）的规范化和控制策略的讨论，并展望了未来低噪声交通工具的设计规范。 第八章：基础设施韧性与多模式耦合分析 本章探讨了基础设施如何通过设计来抵抗外部干扰（如极端天气、高荷载运行），并如何影响相邻系统的声振环境。例如，分析了城市架空基础设施（高架道路、轻轨）在风荷载下产生的低频振动如何通过结构耦合传递至相邻的敏感建筑，以及如何利用结构隔离技术（如隔振垫）来切断这种耦合路径。本章还探讨了城市功能分区中，噪声敏感区域（如医院、学校）与交通走廊之间的缓冲区设计原则。 第九章：可持续性与生命周期评估（LCA） 最后，本书将噪声与振动控制措施置于更广阔的可持续性背景下进行评估。详细介绍了如何将声学和振动控制的能耗、材料的碳足迹纳入交通项目的生命周期评估模型中。讨论了如何平衡降噪效果与初始投资成本、维护难度之间的关系，倡导采用“总拥有成本”（TCO）而非单纯的“初始成本”来衡量控制措施的长期经济效益和社会效益。本书在总结部分展望了人工智能和大数据在预测交通噪声热点、优化控制系统参数方面的巨大潜力，为未来绿色、智能交通系统的发展指明了方向。

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