一种音乐轨道及其设计方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种音乐轨道及其设计方法。


背景技术：

2.轨道交通领域中，由于铁轨会发生热胀冷缩，因此铁轨之间需留存一定的空隙，防止铁轨在不同温度下变形。当轨道车辆经过缝隙时，会发出较大声响，造成较大程度的噪声。
3.随着轨道技术的发展，现有的较多轨道采用无缝拼接技术，使得轨道车辆行驶时噪声降低。但是，由于车轮与钢轨的接触，钢轨和轨枕的接触，以及轨枕和道床的接触，使得轨道车辆在行驶过程中产生振动而发出持续的噪音，在旅客行车疲惫时，影响旅客的心情。并且，当轨道交通位于生产或生活区附近时，产生的噪声也会影响附近居民的心情。


技术实现要素：

4.本发明提供一种音乐轨道及其设计方法，用以解决现有技术中轨道车辆在行驶过程中产生振动而发出持续的噪音，在旅客行车疲惫时，影响旅客心情的缺陷，实现一种音乐轨道及其设计方法。
5.本发明提供一种音乐轨道，包括道床、铺设在所述道床上的多条轨枕、扣件和铺设在所述轨枕上的钢轨，所述扣件连接所述钢轨和所述轨枕，所述轨道设有音乐区域；
6.所述音乐区域内设有调音组件，所述调音组件包括：
7.第一扣件，所述音乐区域内至少两个所述第一扣件的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过不同第一扣件上方时发出不同的音级；
8.和/或，设置在所述轨枕底部的第一阻尼件，所述音乐区域内至少两个所述第一阻尼件的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过不同轨枕上方时发出不同的音级；
9.和/或，设置在所述道床底部的第二阻尼件，所述音乐区域内至少两个所述第二阻尼件的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过不同轨枕上方时发出不同的音级。
10.根据本发明提供的音乐轨道，所述第一阻尼件包括橡胶垫、弹簧阻尼器、液压阻尼器和粘滞阻尼器中的至少一种；
11.和/或，所述第二阻尼件包括橡胶垫、弹簧阻尼器、液压阻尼器和粘滞阻尼器中的至少一种。
12.根据本发明提供的音乐轨道，所述音乐区域内至少两个所述第一扣件的弹性扣件的弹性阻尼值不同，所述弹性扣件用于连接所述钢轨和所述轨枕；
13.和/或，所述音乐区域内的多个所述第一扣件上设有第三阻尼件，多个所述第三阻尼件中至少两个所述第三阻尼件的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过不同第三阻尼件上方时发出不同的音级。
14.根据本发明提供的音乐轨道，所述钢轨至少有两条，两条所述钢轨平行铺设在所述轨枕上；
15.所述轨枕通过两个所述第一扣件分别连接两条所述钢轨，所述轨枕连接的两个所述第一扣件的阻尼值不同。
16.根据本发明提供的音乐轨道，所述音乐区域内相邻两个所述第一扣件的间距有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个所述第一扣件上方时发出音级的间隔时长不同。
17.根据本发明提供的音乐轨道，所述音乐区域内相邻两个所述第一阻尼件的间距有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个所述第一阻尼件上方时发出音级的间隔时长不同。
18.根据本发明提供的音乐轨道，所述音乐区域内的所述道床包括碎石道床，所述碎石道床底部相邻两个所述第二阻尼件的间距有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个所述第二阻尼件上方时发出音级的间隔时长不同。
19.根据本发明提供的音乐轨道，所述音乐区域内的所述道床包括碎石道床，所述碎石道床底部的所述第二阻尼件为板状结构，相邻两个所述第二阻尼件沿所述轨道车辆行驶方向的长度有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个所述第二阻尼件上方时发出音级的持续时长不同。
20.根据本发明提供的音乐轨道，所述音乐区域内的所述道床包括碎石道床，所述碎石道床底部相邻两个所述第二阻尼件的间距有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个所述第二阻尼件上方时发出音级的间隔时长不同。
21.本发明还提供一种音乐轨道设计方法，包括如下步骤：
22.确定预设音乐中每个时间点对应的音级，以及相邻两个音级的间隔时长；
23.确定轨道的音乐区域，以及所述音乐区域对应的轨道车辆时速；
24.根据所述时速和所述间隔时长的乘积，确定所述音乐区域内相邻调音组件的间距；
25.确定所述轨道车辆车轮以所述时速经过不同阻尼值的调音组件时对应的不同音级；
26.根据所述预设音乐中的每个音级，确定所述音乐区域内调音组件的阻尼值。
27.本发明提供的音乐轨道及其设计方法，通过在音乐区域内设置调音组件，包括不同轨枕底部设置不同阻尼值的第一阻尼件，以及在不同位置处设置不同阻尼值的第一扣件，以使得轨道车辆行驶在音乐区域时，能够发出不同音级和对应节拍的音乐，愉悦轨道车辆上乘客的身心，防止枯燥的噪声对乘客和周边居民的身心造成影响。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明具体实施方式提供的音乐轨道结构剖视示意图；
30.图2是图1中的ⅰ处放大图；
31.图3是本发明具体实施方式提供的音乐轨道俯视示意图；
32.图4是本发明具体实施方式提供的音乐轨道设计方法流程示意图。
33.附图标记：
34.100：道床；110：音乐区域；120：第二阻尼件；130：阻尼组；140：道床单元；
35.200：轨枕；210：第一阻尼件；
36.300：钢轨；
37.400：扣件；410：第一扣件；420：第二扣件；430：第三阻尼件。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”与“第二”等是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“内”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
40.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。
41.下面结合图1-图4描述本发明的音乐轨道及其设计方法。
42.具体地，结合图1所示，本实施例所述的音乐轨道，包括道床100、铺设在道床100上的多条轨枕200、铺设在轨枕200上的钢轨300和扣件400，扣件400连接钢轨300和轨枕200。
43.具体地，本实施例所述的音乐轨道，多条轨枕200沿轨道车辆行进的方向间隔排列在道床100上，轨枕200与轨道车辆的行进方向相垂直。
44.钢轨300沿轨道车辆的行进方向延伸，并与轨枕200相垂直。具体地，钢轨300有两条，两条钢轨300相平行设置。
45.扣件400用于连接轨枕200与钢轨300，具体地，扣件400包括螺旋道钉、弹性扣件、轨距挡板和挡板座构成。挡板座位于轨枕200的卡槽内，轨距挡板的一侧抵接在挡板座上，轨距挡板的另一侧抵接在钢轨300的底槽侧板上，螺栓道钉由上至下依次穿过弹性扣件和轨距挡板，并最终旋拧至轨枕200的螺栓孔内，通过螺栓道钉将钢轨300和轨枕200固定连接。弹性扣件对轨枕200和钢轨300的连接起到缓冲作用。
46.具体地，轨道沿轨道车辆的行驶方向延伸，短则几公里，长则上千公里。将轨道对应的区段内设置成音乐区域110。例如，结合图1所示，最左侧的道床单元140为非音乐区域，右侧两个道床单元140为音乐区域110。当轨道车辆行驶在音乐区域110内时，轨道车辆行驶引起的振动噪声会转变成不同的音级而变为音乐。具体地，根据音乐的时长和轨道车辆的行驶速度来设定音乐区域110的长度。
47.具体地，本实施例所述的音乐区域110内设置有调音组件，调音组件包括轨枕200底部设置的第一阻尼件210。需要说明的是，本实施例所述的附图1中音乐区域110的轨枕200底部均设置有第一阻尼件210，仅示例性的说明轨枕200、第一阻尼件210、钢轨300和扣
件400的连接关系。在实际产品中，轨枕200在钢轨300底部起到支撑作用，因而钢轨300底部需要保存一定数量和一定间距的轨枕200，防止钢轨300变形。由于轨道车辆车速较快，轨道车辆经过相邻两个轨枕200的间隔时间较短，因此在间隔多个轨枕200后在对应的轨枕200底部设置第一阻尼件210，不必在每条轨枕200均设置第一阻尼件210。
48.进一步地，针对底部设置有第一阻尼件210的轨枕200而言，其中至少两个第一阻尼件210的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过不同轨枕200上方时发出不同的音级；
49.其中，音级指的是声乐领域中的不同音符对应的声音，以c至高音c的八度为例，如选择7音阶，即c、d、e、f、g、a、b，这就被称为“c大调”(majorscale)。而如果选择c、d、d#(eb)、f、g、g#(ab)、a#(bb)，这就被称为“c小调”(c minor scale)。
50.以及，调音组件还包括音乐区域110内设置的多个第一扣件410，第一扣件410与设置在非音乐区域的第二扣件420的阻尼值不同，并且，第一扣件410中至少两个的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过不同第一扣件410上方时发出不同的音级。
51.例如，对于音乐区域110内的轨枕200和钢轨300的连接第一扣件410，在不同位置处的第一扣件410对应的阻尼值不同，以在轨道车辆经过不同第一扣件410上方时，第一扣件410因振动而发出的音级不同。并且，沿轨道车辆的行驶方向，根据音乐的节拍，以及每个节拍点对应的音级，结合轨道车辆的行驶速度，设置对应第一扣件410的阻尼值，以在轨道车辆行驶在音乐区域110时将振动声音转变为音乐。
52.较好地，本实施例所述的音乐轨道，根据音乐的节拍，以及每个节拍点对应的音级，结合轨道车辆的行驶速度，设置对应第一扣件410的阻尼值，以及对应轨枕200底部设置的第一阻尼件210的阻尼值，以在轨道车辆行驶在音乐区域110时发出优美的音乐。由于轨道车辆行驶至不同阻尼值的第一阻尼件210处发出的音级，和轨道车辆行驶至不同阻尼值的第一扣件410处发出的音级不同，因此可在音乐区域110结合设置不同阻尼值的第一阻尼件210和不同阻尼值的第一扣件410，以发出更多音级的音乐。
53.本实施例所述的音乐轨道，通过在音乐区域内设置调音组件，包括不同轨枕底部设置不同阻尼值的第一阻尼件，以及在不同位置处设置不同阻尼值的第一扣件，以使得轨道车辆行驶在音乐区域时，能够发出不同音级和对应节拍的音乐，愉悦轨道车辆上乘客的身心，防止枯燥的噪声对乘客和周边居民的身心造成影响。
54.具体地，本实施例所述的第一阻尼件210包括橡胶垫、弹簧阻尼器、液压阻尼器和粘滞阻尼器中的至少一种。
55.其中，可通过设置橡胶垫的厚度和硬度来调节橡胶垫的阻尼值。
56.较好地，在设置不同阻尼值的第一扣件410时，音乐区域110内多个第一扣件410的弹性扣件的阻尼值不同。弹性扣件由弹性材料制成长条状并弯曲成型，通过调节弹性扣件的弹性恢复力而调节弹性扣件的阻尼值。
57.具体地，所述的钢轨300至少有两条，本实施例以两条钢轨300为例，两条钢轨300平行铺设在轨枕200上。
58.具体地，结合图3所示，一条轨枕200通过两侧的两个扣件400分别连接两条钢轨300，音乐区域110内的轨枕200两端连接的两个第一扣件410的阻尼值相同，以在轨道车辆的车轮经过该条轨枕200时两端发出的音级相同。
59.或者，轨枕200两端连接的两个第一扣件410的阻尼值不同，以在轨道车辆的车轮
经过该条轨枕200时两端发出的音级不同，轨道车辆的车轮经过时同时发出两个音级，以发出合声。
60.具体地，所述音乐区域110内相邻两个调音组件的间距有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个轨枕上方时发出音级的间隔时长不同。
61.具体地，当音乐区域110内相邻调音组件间距都相同时，轨道车辆经过多个调音组件时发出音级的间隔时长相同。
62.本实施例中，针对音乐中节拍的变化，根据轨道车辆的行车速度，来确定音乐区域110内相邻调音组件的间距，以实现轨道车辆经过时在不同的间隔时长发出对应的音级。
63.进一步地，本实施例所述的调音组件，还包括在道床100的底部设置有多个第二阻尼件120，多个第二阻尼件120沿道床100的长度方向间隔排布，多个第二阻尼件120中至少两个第二阻尼件120的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过时发出不同的音级。
64.具体地，可将不同阻尼值的第一阻尼件210、不同阻尼值的第二阻尼件120和不同阻尼值的第一扣件410根据预设音乐乐谱的顺序进行排布，以在轨道车辆行驶时发出更多种类的音级。
65.具体地，对于碎石道床而言，碎石道床底部设置的多个第二阻尼件120中相邻两个第二阻尼件120形成阻尼组130。结合图1所示，每每相邻的两个第二阻尼件120均构成本实施例所述的阻尼组130。多组阻尼组130中至少两组阻尼组130的第二阻尼件120间距不同，用于在轨道车辆车轮经过对应阻尼组130上方时发出音级的间隔时长不同，已匹配预设音乐中不同的节拍以及节拍的改变。
66.进一步地，对于碎石道床而言，碎石道床底部的所述第二阻尼件为板状结构，可以为硬性阻尼装置形成的板状机构，也可为软性阻尼装置(如软性橡胶垫)铺设在碎石道床底部，相邻两个所述第二阻尼件沿所述轨道车辆行驶方向的长度有多种，用于在所述轨道车辆车轮经过多个所述第二阻尼件上方时发出音级的持续时长不同。
67.进一步地，当道床为板式道床时，轨道底部由多个板式道床无缝连接形成。板式道床底部设置第二阻尼件，并且不同的板式道床底部的第二阻尼件的阻尼值不同，以使得轨道车辆行驶在不同板块的板式道床上时，发出的音级不同。需要说明的是，由于板式道床为整体结构，因此单一板式道床底部设置多个不同阻尼值的第二阻尼件时，轨道车辆行驶在该板式道床上时发出的音级是相同的，因此将整个板式道床作为调音组件，不同的板式道床底部设置不同阻尼值的第二阻尼件或多个第二阻尼件组合。由于板式道床长度在10米左右，因此适用于车速较快的轨道车辆。
68.具体地，本实施例所述的第二阻尼件120包括橡胶垫、弹簧阻尼器、液压阻尼器和粘滞阻尼器中的至少一种。优选为橡胶垫，并通过设置橡胶垫的厚度和硬度来调节橡胶垫的阻尼值
69.进一步地，本实施例所述的道床100沿其长度方向由多个道床单元140拼接形成，音乐区域110内的至少两个道床单元140长度不同。
70.结合图1所示，中间位置的道床单元140的长度大于右侧道床单元140的长度。轨道车辆在经过道床单元140的间隙时也会发出单独的声响，通过设置道床单元140呈不同长度的排布，以使得轨道车辆在经过道床单元140间隙发出声响的间隔不同，用于匹配音乐中不同的节拍。
71.较好地，除了设置第一扣件410的弹性扣件阻尼值不同，结合图2所示，还能在音乐区域110内的多个第一扣件410上设置第三阻尼件430；针对不同第一扣件410上设置的第三阻尼件430，多个第三阻尼件430中至少两个第三阻尼件430的阻尼值不同，用于在轨道车辆车轮经过对应第三阻尼件430上方时发出不同的音级。
72.具体地，钢轨300至少有两条，本实施例以两条钢轨300为例，两条所述钢轨300平行铺设在所述轨枕200上。
73.轨枕200通过两个扣件400分别连接两条钢轨300，音乐区域中，连接在轨枕200两端的两个第一扣件410对应第三阻尼件430的阻尼值相同，以在轨道车辆的车轮经过该条轨枕200时两端发出的音级相同。
74.或者，轨枕200通过两个第一扣件410分别连接两条钢轨300，连接在轨枕200两端的两个第一扣件410对应第三阻尼件430的阻尼值不同，轨道车辆的车轮经过该条轨枕200时两端发出不同的音级，以发出合声。
75.具体地，本实施例所述的第三阻尼件430包括橡胶垫、弹簧阻尼器、液压阻尼器和粘滞阻尼器中的至少一种，结合图2所示，第三阻尼件430环套在第三阻尼件430的螺栓上。
76.较好地，在上述实施方式的基础上，本实施例还提供一种音乐轨道设计方法，结合图4所示，包括如下步骤：
77.步骤s100、确定预设音乐中每个时间点对应的音级，以及相邻两个音级的间隔时长；
78.具体地，在轨道的音乐区域设置预设音乐，基于预设音乐对应的乐谱，根据乐谱上的节拍确定相邻两个音级的间隔时长；预设音乐播放时，不同时间点播放对应的音级。在确定出相邻音级的间隔时长和对应的音级后，按照对应的时间点播放对应的音级，即可播放预设音乐。
79.步骤s200、确定轨道的音乐区域，以及所述音乐区域对应的轨道车辆时速；
80.在轨道上确定音乐区域，较好地为旅游景点、居民区或进出站等位置。并且通过轨道车辆控制中心来确定轨道车辆行驶至音乐区域时对应的轨道车辆时速。
81.步骤s300、根据所述时速和所述间隔时长的乘积，确定所述音乐区域内相邻调音组件的间距；
82.具体地，当获得轨道车辆在音乐区域内的运行时速，以及预设音乐中相邻两个音级的间隔时长时，将运行时速和间隔时长相乘即可获得相邻两个调音组件的间距。
83.例如，轨道车辆的运行时速为150km/h，预设音乐某段音频中相邻8个音级的间隔时长分别为0.5秒、0.5秒、0.5秒、1秒、0.5秒、0.5秒和0.5秒，则对应8个调音组件的间距分别为25米、25米、25米、50米、25米、25米和25米，以在轨道车辆行驶至对应调音组件时发出对应的音级，并匹配预设音乐的节拍。
84.步骤s400、确定所述轨道车辆车轮以所述时速经过不同阻尼值的调音组件时对应的不同音级。
85.具体地，通过试验获取不同阻尼值第一阻尼件210的不同音级，以及不同阻尼值第一扣件410的不同音级。
86.步骤s500、根据所述预设音乐中的每个音级，确定所述音乐区域内调音组件的阻尼值。
87.针对音乐区域110中不同位置处需要的音级，选择是在对应位置的轨枕200下方设置对应阻尼值的第一阻尼件210，还是在对应位置的轨枕200处选择对应阻尼值的第一扣件410。
88.需要说明的是，本实施例所述的音乐轨道设计方法的各步骤顺序可以调换，如步骤s400可以在步骤s300之前。本实施例所述的步骤顺序并未限定本发明所述的音乐轨道设计方法仅可按照本实施例所述的步骤顺序执行。
89.具体地，在上述实施方式的基础上，本实施例还提供一种音乐轨道设计装置，用于实现上述所述的音乐轨道设计方法。
90.具体地，包括获取模块、计算模块与处理模块。
91.获取模块用于获取预设音乐的乐谱，获取模块可在互联网中获取预设音乐的乐谱，也可获取操作人员通过存储设备传输的音乐乐谱，获取模块再将乐谱传送至处理模块中。
92.获取模块还用于获取音乐区域对应的轨道车辆时速，获取模块可在轨道交通的数据库中获取轨道车辆运行记录数据或设计时速数据，以获得音乐区域对应的轨道车辆时速；还可获取操作人员通过输入设备输入的轨道车辆时速，获取模块再将乐谱传送至处理模块中。
93.获取模块还用于获取轨道车辆以对应时速经过不同阻尼值的调音组件时对应的不同音级；具体地，先通过先前试验来获得不同阻尼值的调音组件发出的音级，并将对应匹配的数据通过存储设备或输入设备输入获取模块中，获取模块再将获取的数据传送至处理模块中。
94.处理模块用于根据音谱确定预设音乐中每个时间点对应的音级，以及相邻两个音级的间隔时长；处理模块按照时间顺序获取每个节拍的音级，并按照时间顺序排列。
95.计算模块用于根据所述时速和所述间隔时长，计算所有的间隔时长和时速的乘积。
96.处理模块用于根据间隔时长和时速的乘积确定音乐区域内相邻调音组件的间距，并根据预设音乐中的每个音级，确定音乐区域内调音组件的阻尼值。
97.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。