文摘

工作问题的监测地铁的技术条件。为了这个目的,一个振动监控系统安装在建筑物附近的地下。基于振动测量建筑物、地铁列车的技术条件进行了识别。测量的结果从系统也用于评估振动对人的影响通过WODL比呆在建筑物。超过假定WODL比率水平是修复的基础训练,把轮子。统计分析的数据和趋势为特定时期实施的测量显示。进入监控系统,介绍了WODL指数阈值,可以更好的计划成本与车辆的维修和更换轮子,哪里有大的径向跳动值。根据介绍监测过程中,居民的投诉的数量减少,舒适的生活改善。

1。介绍

振动监测系统在土木工程主要关注两个方面:结构健康监测(1- - - - - -4和环境或地震振动监测5- - - - - -7]。有相对较少的文章,解决这一问题的振动监测建筑从现有公路,铁路、地铁设施。调查人员关注短期监控(8]或震动,地面测量(9)或在隧道(10),最终构建模型是兴奋通过记录信号(11]。值得注意的是,建筑结构暴露于振动是调查研究,而人类感知的振动是一个决定性的参数评估。人们更敏感比建筑结构振动,尤其是当这些振动经常发生,尽管他们不是很强。这些类型的情况发生在建筑靠近公路,铁路、电车或地铁。通常,在这些城市基础设施的设计或建造,人类感知的振动在这些建筑不是考虑(12,13]。此外,利用该参数的评价不是监控。与此同时,现有的基础设施已经成为老,有时基础设施条件变化(由于流量增加或改变的火车或有轨电车类型),和它的一些元素变得轻微损坏,所有这些可以影响人类感知的振动。这是不可能改变现有城市基础设施的位置。振动监测系统可以提供必要的基础设施解决方案设计(即。,通过引入附加vibroinsulation [14,15])。一些小型维修现有的基础设施系统的足以确保建筑物附近的振动舒适性。

几年开设的首家地铁后,华沙地铁业主观察到越来越多的投诉从邻近的居民建筑。这促使科学家和工程师克拉科夫大学的技术来设计和制造的振动监测系统。建立监测系统的基础是了解相关的现象为浅地铁振动的传播。时产生的振动轮与轨道接触传播通过地铁隧道和地面,然后传送到建筑物附近的地铁线路。一些接触问题的解析解与数值解之间的铁路和轮可以在文献中找到,例如,(16- - - - - -19]。在这些论文的作者关注实验问题的解决方案。华沙地铁的关注是人类感知的振动,但值得注意的是,对于这些肤浅的地铁,振动被认为是更大的在较低楼层。这是最关键的观察有助于构建系统。人类对地板的垂直振动,在一些建筑物附近的地铁,尤为明显的分段装配测量。各楼层的灵敏度取决于他们的动态特性,取决于他们的地板结构,刚度和尺寸。这三个因素使得有必要选择代表点测量在建筑并不总是靠近地铁隧道。监控每个地铁列车振动的人类感知帮助华沙地铁业主确定哪些火车应该和不应该继续经营。介绍了监控系统的观察和分析2003年和2011年之间。

经过适当的验证的系统由作者开发的,其他建议的系统出现20.]。另一种方式的评价提出了交通基础设施环境振动的影响在21]。

2。系统描述

监控系统开发克拉科夫大学结构力学研究所的技术。这个系统允许持续监测振动。基于振动测量三个选择建筑、地铁列车的识别技术条件执行。时产生的振动轮接触铁路传输通过隧道结构和地面,周围的建筑,靠近地铁。以前的经验表明,车轮的形象具有重大影响的振动水平。因此,这些不适的振动源建筑靠近地铁线路。振动的感知人类的建筑是一个复杂的问题,这取决于,例如,天花板结构,其刚度,尺寸。因此,重要的是要选择准确,代表位置传感器的建筑。

华沙在提交系统,发达的地铁,分析的结果,与所需的舒适限制人,构成的标准评估火车的可采性进行进一步的操作(22]。持续的监控每一个路过的列车引起的振动允许单个列车达到振动限制之前被淘汰。此外,这些列车可以从操作删除之前的居民抱怨地铁附近的建筑物。加速度计安装在大厦的房间的地板上,用于测量垂直振动的天花板。模范的垂直分量记录层公寓振动和相应的FFT呈现在图1。水平分量也进行测量,但最大值的水平振动与垂直分量相比更小(见图2)。分析的结果因此有关这些组件不是在工作。它可以发现22),没有给出的数据显示。

信号振动引发的信号传输(无线)测点位于隧道,触发注册通过地铁时用光电管。该系统还记录火车的速度。振动监测系统由两个独立的测量系统,每一个都由两个测量站。一站位于住宅和其他建筑下的地下隧道。每一个通道的地铁注册并被认为是分析。地铁通道被确定通过光电管监测在地铁隧道。图3显示完整的监控系统的方块图与所有的传感器。在本文中,我们只考虑室内人体振动舒适度。传感器负责该参数只有A3Zs安装在地下室的天花板的中间。系统中,在我们的测量活动,我们使用相同的参考系统:总是水平和垂直方向振动的来源,是水平的,平行于振动的来源,然后呢方向是垂直的。从一开始的假设监测系统得到的数据方向对建筑物振动影响(A2X传感器)对应的数据隧道(A5X)。另一个假设是获取数据的垂直振动的建筑(A1Z)和隧道(A4Z)。这些计算提出了。

393年系统灵敏度高地震加速度计类型PCB b12,灵敏度水平的10 V / g (±0 5 g范围)和频率范围从0,15赫兹到1千赫(±5%)。采样率是在400 Hz足够的研究问题和满足奈奎斯特的条件。噪音水平远低于信号从地铁(比较数据1(一)和2)

注册数据转移到中央单位。然后,进行以下分析:(我)计算均方根(根意味着广场)值在三分之一的乐队和与设定的阈值进行比较,(2)确定峰值在三分之一乐队八度和与设定的阈值进行比较,(3)确定整个时间序列的最大值,(iv)生成一个报告。

结果表现为WODL比率。WODL比率(在英语中,人类振动知觉比),提出了(23)和波兰的代码(24),是衡量振动知觉的人。是最大加速度均方根值之比,从分析获得的加速度均方根值,相当于阈值由人类感知的振动(1/3倍频带相同),选择从每个1/3倍频带,房价方程(1)。

这样一个系数的优点是分析的结果从频带不独立,自WODL直接显示多少次人类振动已经超过阈值。 在哪里从分析获得的加速度均方根值;加速度均方根值相当于感知的振动阈值方向相同的1/3倍频带 。

相对应的频率值等于1/3倍频程带用于分析 和ISO标准也在表3中列出25]。

根据(WODL比率系数计算1在波兰的标准(描述)使用RMS的基本过程24,26在ISO标准]和[27]。记录信号过滤使用巴特沃斯低通滤波器的截止频率120赫兹根据需求描述在波兰标准(24]。

均方根方法平均加速度值在持续时间: 在哪里是加权加速度作为时间的函数(m / s²];是测量的时间[s]。

RMS是评估的基本方法根据ISO标准(25]。信号峰值系数高(大于9),偶尔的冲击和瞬态振动附加评价方法如VDV分析或MTVV分析是必需的。记录在地铁振动监测系统信号没有冲击和峰值系数低于9这就是为什么均方根法为分析和选择WODL比见最友好的方式超过数的百分比的感知阈值的振动。

地铁系统在过去24小时中,约350测量动态事件注册每天(关于轨道接近大楼)。地铁管理层关心的良好的关系与当地居民的建筑位于地铁区动态的影响。由于许多居民的投诉,研究人员决定用单一事件的持续时间根据波兰的标准(24),振动持续时间被定义为时间振幅的最大值大于0.2振动。采用这样的过程比使用更严格的整体振动的分析和结果的记录分析更独立于仲裁决定从哪里开始和停止分析。

3所示。轮子重新安排对人类建筑的振动的影响

对于确定振动舒适度的建筑,决定参数在每个获得的最大有效值三分之一倍频带分析人类感知的水平和垂直振动的地板。影响垂直振动的天花板已经假定,由于地铁在华沙所产生的振动测量表明,垂直振动的人更敏感的天花板22]。这些值在时间上的分布可以是重要的绘画实践的结论。

典型的分析在这一节中给出的结果。下面的数据与所选测量点安装在建筑N118,以及构建锰(见图4)。N118建筑是一个砌体住宅建筑建于1950年代。大楼7层楼地面水平和一个地下室里。轴承的墙被安排在纵向方向。平面图的建筑是l型。建筑计划的尺寸是25.4米,72.8米。地铁隧道壁的距离是14.0米。

锰的建筑建于1936年,二战中幸存下来。这是一个砌体住宅建筑。建筑有四层楼地面水平和一个地下室里。轴承的墙被安排在纵向方向。地下室是dense-ribbed上方的天花板,而上层的克莱因类型。建筑计划的尺寸是18.9米,12.6米。地铁隧道壁的距离是19.5米。

目前,两座建筑被操作。由于他们执行函数接受定期审查。他们的技术条件是保持适当的条件。传感器安装在建筑物也定期监控和校准。我们的实验调查的结果表明,尽管多年的动态载荷的影响来自地铁,没有重要的建筑物刚度退化和自然频率。指前一个实验的结果(14,19,22,23)轮子的状况负责增加建筑物的振动在地铁附近。

我们建立了建筑物的技术条件、地面属性,和地铁隧道本身是不变的车轮相反的条件。

WODL指示器显示了真正的振动对人的影响建筑物内没有计算层参数;来自实际测量的结果。这个参数是测量振动的主要想法安慰建筑物内。没有必要计算层参数;这只是诊断指标。测量数百层时,它是不可能计算的结构,但使用WODL指标我们可以在一个相对短的时间内资格如果超过人体振动舒适度或是根据标准规范。

每个记录的垂直振动的上限是自动分析,根据波兰的代码(24),基于经验的振动。在本节中,详细分析了《每日分布传感器位于天花板。每个路过的火车由一个点来表示。一天之内,同一辆火车可以通过一个传感器很多次。还有天(或周)在火车使用;因此,没有传感器注册这列火车。个人彩色线图形显示系统中定义的阈值:(我)绿色,50%极限值的定义的阈值,(2)黄色,75%极限值的定义的阈值,(3)红色,90%极限定义的阈值的价值。

选中的火车从2003年到2011年(18号)进行了分析。数据5和6现在的结果进行华沙选择大都市火车地铁振动监测系统。结果呈现在图5记录8个月(从2003年9月到2004年4月)。

最近的结果从2008(不含2009年,没有数据连续监测振动),直到2011年2月呈现在图6。火车运行时间越长,更大的区别是在每天WODL值(见图5)。这表明增加径向缺陷的轮子。如果火车的轮子重新调整,每日的WODL系数值更巩固的图表。

这是观察到的所有分析列车。可以预料,当WODL分散和高的值,通常伴随着突然减少的价值,它表明车轮的重新安排。这个重新安排的另一个特点是体现当火车礼物WODL高值,在短时间内增加数量。如图5,WODL值可以改变不止一个。图6显示了前面的结果M22A建筑提出了地铁18号,2008年3月至2011年4月。基于可用的数据,这一趋势函数值计算轮重新安排之间的时期。这个数据表中给出1。在表中,突显出方程表明从2003年到2004年使用寿命的趋势,而其余方程显示从2008年到2011年的趋势。分析了这些数据计算均值,标准差的平均值,获得的最大和最小值趋势方程系数(见表2)。线性函数是用来描述特定的时间段,因为适合的趋势,在大多数情况下值高于0.9,在其他情况下,他们已经接近这个值。这个系统是专门用于工程师在日常任务不仅用于科学目的。班轮的趋势是使用,以防最大特征简化诊断结论和适合的调整系数值(在大多数情况下高于0.9)。

根据收集到的数据从2003年到2004年,平均价值几乎是三倍的时间跨度从2008年到2011年(comp。表吗2)。这表明振动增加三倍在第一时期,与类似的标准偏差在时间和类似的值的范围从0.0003到0.0151(在第一个时期,从0.0002到0.0159秒)。较低的价值 ,2008 - 2011年期间,反映了振动测量的平均水平在天花板上,comp。表2。振动分析期间的平均水平是低于2003 - 2004年期间。连续监测系统的华沙地铁自2003年以来一直操作。从2009年的数据说明了显著改变监测系统的使用。从运营商获得的信息的系统,它还改变了程序的重新安排火车的轮子。目前,如果重新安排火车收回,所有的轮子都纠正在形状,不仅那些最大的轴偏差在径向测量运行(例如,在第一年的使用监控系统)。这样一个过程导致显著改善建筑物的保护人类感知的振动。这是在图纸从2008年到2011年。从2008年的数据显示显著的WODL水平。的性质提出了数据在接下来的几年里不同于这一趋势并已转化为视觉效果,清晰和易于使用。 This change was the result of closer monitoring of changes in trends in operating warehouses. This computer visualization was analyzed positively by the operators in the Warsaw Metropolis. Currently, the visual trend analysis is implemented in the latest version of the monitoring system (GUI version) and allows the system operator to create such charts for proper operation. Trend monitoring is very important in terms of operating costs, as it allows the user to schedule the necessary repairs in advance, while saving unnecessary overhaul costs.

在这一章的下一部分,WODL系数计算作为时间的函数在接下来的八个月(选择火车)。分析列车的选择是由长期期之间的重新安排。这段时间相对较短的时候,火车不适合长期分析(自趋势很难估计)。大都市列车编号17,18日,19日,20日,24日,25日和28日进行详细分析。的火车,图表给出了分析时间,其次是最大和平均WODL趋势分析。得到一个比设计由于估计的动态影响,有必要指定WODL的包络值。这是最大的可实现的(实验,而不是计算)值决定真正的动态影响限制建筑物的屋顶来衡量。将来可以使用它作为一个指标,确定基于测量和可以用来确定最大可能的动态影响建筑物天花板,这对应于人类感知的建筑。识别指标很重要,因为有一个设计趋势,旨在估计未来不利动态振动影响个人来源,对于建筑设计的动态影响区。这是经验的结果数据,而不是从近似计算。 In Figure7的时期,有个人训练,从中选取数据进行进一步分析。这些车轮之间的时间重新安排,当WODL比例增加。在下一步中,WODL的最大值和平均值计算每一天;的单点代表了麦克斯WODL或平均WODL天。火车18号的结果呈现在图8,而选择地铁列车的总结果和决心的价值因素展示在表3。

上周的增加WODL范围从约0.9%至1.8%确定一个范围在69.5%和93.7%之间。结论是调整趋势线不是很有利的尤其是对列车数字18日,25日,17和19。确定诊断指标,可用于构建计算社区的地铁,应该尝试缩小数据集是为了不丢掉最相关的值。

由于大数据的传播和限制的欲望最不利值,计算最大值的信封WODL似乎有意的和适当的。这种分析可用于预测未来最大可能的动态影响人生活在建筑靠近地铁。图9介绍了WODL比信封但在上升趋势。

因此,即使在接下来的日子里,WODL值较低;他们省略了从趋势图,只有下一个值是否高于前一个。总之,WODL比率不超过3(最大18号的火车,比2.6)。图10介绍了趋势增加马克斯WODL值图的信封9。

系数显示多少解释变量的变化近似建模的现象。这是一个衡量的程度的一个模型解释了一个解释变量的发展。它也可以表示确定性因素描述了解释变量的一部分,依赖的结果解释变量包括在模型中。系数测定值范围 如果模型是免费的,并使用最小二乘法估计参数。它的值是用百分比表示。模式匹配是更好的,值是接近统一。它是表示为 在哪里是变量的实际值吗在时间 , 理论解释变量的价值吗(基于模型);经验值的算术平均值的解释变量。

每周WODL增量范围从1%到2%,确定的范围从92.3%到98.1%(见表3)。总之,可以假定最不利情况可能发生在未来地铁的操作在华沙,WODL是2%的增长(见图1018号,火车,和表4(参见图2.6)和WODL值9、火车18号)。图3显示了WODL max包络值的趋势线的价值函数,以及行列式的值 。百分比显示的WODL计算每周趋势线(δ窟/周)。总结在表提供的数据5对所有测试列车与比较WODL马克斯信封和WODL马克斯表中。

可以看到WODL增量的值非常相似,而行列式的值()变化显著(见表5)。这是由于大数据的传播。通过分析最大WODL值的包络值,可以得出的结论是,模型的适应值更接近于1.0 (100%)。

4所示。上下班高峰时间的影响

这种分析的第一步是定义在华沙高峰时间的地铁发生。的门票数量买了两个地铁站,Raclawicka和普拉Mokotowskie,被用来估计高峰华沙地铁的第一行。分析在工作日和周六的数据覆盖了2003年和2004年。基于这些数据高峰在测试测量资料如下:(我)从周一到周五,早上繁忙时间从7.00到8.00上午和下午上下班高峰时间从2.00到6.00点,(2)周六,早上繁忙时间从11.00点到3.00点,下午高峰从5.00点到6.00点。

因为工作日和周末和之间的差异,因为小数量的乘客在周末,工作日高峰时段选择监测是决定性的。模范结果日常WODL系数的最大值分布的火车于2004年1月18号记录建立N118如图11。

火车WODL系数的平均值为一天中不同时间18号:高峰,早上和晚上都列在表中6。在这个表测量日期和数量的火车经过白天也上市。

在2004年1月13日工作日期间的平均值WODL比早上更高的高峰时期,在十二天平均WODL值比晚上更高的高峰时期。整个月的总平均值计算还表明,对高峰WODL系数高于超越他们。有趣的平均值之间的这种差异WODL高由高峰晚上比早上,但是WODL的最高价值发生在晚上高峰。

2月6 - 10列车18号的轮子滚WODL当然影响的结果。日常改造后分布如图12和平均值WODL表中列出7。

主要观察是轮子的改造影响WODL值远高于高峰效应。适合轮培训条件的诊断,并在华沙地铁监控系统的假设。

总平均值计算出整个2月是更高的高峰,但高峰之间的差异和其他时间不如以前重要轮子滚。高峰时期的平均值比较天WODL高于在其他的时间可以看出(我)只在5天WODL比早上更高的高峰时期,在两天这个值是相同的,在5天WODL比早上高峰时期低,(2)在7天WODL比晚上更高的高峰时期,在两天这个值是相同的,(3)区别的总平均值WODL高峰小时,晚上又高于高峰和早上的区别。

改造前后的火车车轮平均值WODL更高(但不是非常重要)高峰期间比其他时间。这些差异在两种情况下更高的高峰时相比。标准偏差为高峰高于白天。这一切表明,坐满乘客的火车可以给更高的振动居住在人类感知建筑靠近地铁。

在华沙高峰地铁不精确估计这可能是一个相对较小的早晨和高峰之间的差异的原因。这表明早高峰小时应指定在更精确的测量。

5。结论

本文给出了监测系统在华沙地铁。当系统安装,自2003年以来,许多变化在地铁的运营和管理。

许多优点可以区分后,系统介绍了。首先,投诉的数量与振动对人们的负面影响在附近建筑有所下降。这些抱怨的主要原因是轮问题剖析。这些影响和变化的速度观察后才安装系统。这大大有助于提高舒适的使用地铁附近的建筑。

的方法修理车轮在火车上也已从根本上改变了。第一时期的系统操作,只有车轮最大的损伤被修复,并没有得到什么好结果。系统介绍了修复所有车轮在火车上的原则,提高舒适和导致后续维修之间的扩展的时期。

该系统还允许更好的维修计划。由于引入报警级别的系统,可以为个人列车维修计划。它还允许更好的计划成本、组织成本。测量系统的软件允许你做出决定影响的形象地铁经理在一个简单的和快速的方法,使成本的合理化。

振动监测系统引入了第一条地铁线路在华沙已经履行了它的角色,它目前正在扩大在后续部分的第二个地铁线在华沙。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关论文的出版。