Page 115 - 《振动工程学报》2026年第2期

第 2 期 李佳宇，等：地铁运行致环境振动信号的快速提取方法研究 431

线计算的频率计权竖向加速度对应的振动级。而在 行识别，给出了运行均方根的峰值识别结果，并对实
标准 GB/T 10071−1988 [18] 中要求取 20 车次 Z 振级最 际列车经过时段与算法识别列车经过时段进行对
大值的均值作为评价指标，并对不同城市区域昼夜 比，虚线内为算法识别振动时段即提取结果。图 13(b)
时段的 Z 振级设定限值。 为根据算法提取的振动提取结果计算了 10 车次各
图 13 中给出了以 A2 测点为例的振动提取与 Z 时段对应 Z 振级。
振级计算结果，图 13(a) 中对 10 车次地铁运行时段进

运行均方根 / (m·s −2 ) 0.8
1.0 峰值识别结果

0.6
0.4
0.2
0
0
100
200
窗口数 300 400
0.02 实际列车经过时段
加速度 / (m·s −2 ) −0.01 0
识别列车经过时段
0.01
−0.02
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
时间 / s
(a) 本文方法识别结果
(a) Recognized results by the proposed method
65 65 65 60
60 65 60
55 60 55 60 55
50 55 55 50
45 50 50 50 45
40
45
45
Z振级 / dB 60 40 45 50 55 60 250 260 270 60 400 410 65 窗口4 60 790 窗口5
800
390
645 655 665
窗口3
窗口2
窗口1
60
55 55 55 60 55
50 50 55
50 50 50
45 45
1025 1035 1045 1160 1170 1180 1370 1380 1390 1485 1495 1505 1700 1710 1720
窗口6 窗口7 窗口8 窗口9 窗口10
(b) 各时段Z振级
(b) Z-vibration levels for each time period

图 13 振动提取与 Z 振级计算结果
Fig. 13 Results of extracted vibration and calculated Z-vibration levels

根 据 标准 GB/T 10071−1988 [18] 对 评 价 指 标 的 要 标的误差为 0，因此误差的存在是由于个别车次运行
求，表 6 中对比了各选定测点，针对 20 车次振动时 通过时引起的环境振动过小，算法中计算的运行均
段分别采用人工提取与算法提取方式，计算得到的 方根小于阈值发生漏检导致，召回率相对较低的工
Z 振级评价指标结果。从表中可以看出算法提取振 况误差也会偏大。

动与人工提取的地铁致环境振动在 Z 振级评价指标
上的误差未超过 1.5 dB。若算法能准确识别并提取
5 结 论
每个车次列车运行时的振动峰值，则 Z 振级评价指

表 6 Z 振级评价指标对比 本文提出一种针对地铁运行致环境振动的提取
Tab. 6 Comparison of Z-vibration levels evaluation indicators 方法，在对长时间现场测试的环境振动提取上表现

人工提取 算法提取 出良好的性能，主要得到以下结论：
A1 72.31 73.10 (1) 针对规范中需根据多车次振动数据进行振动
A2 61.40 61.40
评估指标计算的要求，以及人工振动提取存在的低
B1 64.60 65.28
Z振级评价指标/dB 效率问题，提出了一种基于滑动窗口-峰值识别与窗
B2 63.22 63.75
C1 73.30 74.56 口自适应的两阶段振动提取算法。通过设定阈值与
C2 65.76 67.09 峰值检测条件建立了寻峰算法对运行均方根进行峰