1、书书书内燃机与配件 檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶殞殞殞殞设计研究车内声品质主客观评价分析刘松，陈克（沈阳理工大学 汽车与交通学院，辽宁 沈阳 ）摘要：采集某纯电动汽车车内噪声样本，作为为实验评价对象，选取的车内噪声主观评价方法为等级评分法，并对噪声样本的响度、粗糙度、语义清晰度和尖锐度，此种心理声学客观参量进行计算，通过相关性分析，得出各评价人员间的相关系数和主观评价值和心理声学客观参量间的相关性，排除相关性低的主观评价人员和心理声学客观参量，以主观评价值为因变量，以心理声学客观参量为自变量。建立车内声品质多元线性回归预测模型，预测车内声品质情况，以节省大量人力和物力成本，实现声品质的快速评价。关键词
2、：声品质；相关性；多元线性回归中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：，：；作者简介：作者简介：刘松（），男，硕士研究生。通讯作者：陈克（），男，教授，博士，研究方向：汽车动力学与控制。前言随着经济社会的飞速发展，人们生活条件得到了十足的改善，驾车成为了人们出行的首要选择，人们对车辆需求增大的同时，对车辆性能也提出了许多新要求，相对于以往消费者更加关注汽车的动力性和安全性，现如今消费者也开始重视驾乘时的舒适性，其中车内噪声环境深深影响着驾乘人员的驾乘体验，车内声品质研究也随之成为全面衡量汽车声学舒适性的关键。车内声品质研究作为现代汽车 的主要研究方向，国内外许多专家学者也都对此展开了大
3、量的研究工作，研究发现计权声压不能完全准确的反应车内声品质情况，相关学者通过测量和计算获得心理声学客观参数，并且以此表征声品质主观评价，建立心理声学客观参量和车内声品质两者之间模型，最终使得模型准确预测各实况下车内声品质情况。此外传统燃油车通常采用计权声压级评价车内声品质情况，但没有了传统内燃机噪声的掩蔽效应，电动车动力总成系统中电机与变速器高频噪声变得较为突出，电动汽车噪声呈现“噪声低烦躁度高”的现象，因此计权声压级并不能反映纯电动汽车车内噪声特性，选取响度、粗糙度、尖锐度、语义清晰度心理声学客观参量来表征声品质主观评价，建立车内声品质多元线性回归预测模型，对车内声品质进行预测分析。噪声信号
4、的采集图驾驶员右耳声传感器布置本课题实验设备选用 噪声振动采集设备，依据 声学 汽车车噪声测量方法要求，核验实验用车的车况，检查车辆各系统能否正常工作，胎压、车窗等是否良好。实验采集设备选取传声器，确保各实验设备正常工作，采集实验用车后排座位中心处和驾驶员右耳处车内噪声。为确保采集的噪声样本不受外界噪声因素干扰，实验DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.13.026 年第 期选取路面为光滑的沥青路面，试验时间选取为凌晨，以减少环境噪声影响。采集车内噪声时确保无车辆通过，关闭车内空调等设备，避免其他噪音干扰。本次试验采集以 、匀速工况以及加速工况下行驶时的车内噪声
5、信号。截取 组时长为 的可用噪声样本。车内声品质主观评价方法有等级评分法、语义细分法等，本课题选取等级评分法以准确反映车内声品质情况。主观评价试验等级评定法是声品质评价中最为常见的评价方法，采取若干个等级对选取描述声品质的单一属性进行划分，对应不同的等级划分，进行不同的赋分，评价者通过对噪声样本的主观感受，选择相对应的等级对噪声样本进行评定，等级评定法易操作，多被采用，评价等级多采用 级评价，也可以根据实际需求进行等级的划分，其评价结果以数值表现出来，有助于后期客观分析，因此方法不同等级代表着不同的主观感受，此方法评价者需要受到一定培训。评价时，噪声样本音频会播送两遍，播送时长为秒，播送第一遍
6、时评价者选择噪声相应等级，时间间隔，进行第二遍播放，评价者可对第一遍结果进行更改，同时评价人员也可根据个人情况反复听取，直至做出选择。主观评价设定如表所示：表主观评价实验采用评分表格样本 主观评价数据检验主观评价实验是一个复杂的心理和生理过程，每个人对声音的主观感受各不相同。为了确保主观评价实验的准确性和可靠性，我们在选取主观评价人员时，要综合考虑评价者的职业、驾乘经验、性别、性格等因素，本课题选择的主观评价人员为车辆工程专业的学生，其均在做汽车方面研究，其中男性名，女性名。采用 统计分析软件，对主观评价人员与其对 个噪声样本的主观评价值进行统计学 相关系数计算，其相关系数如表所示：表评价者平
7、均相关系数主观评价人员相关系数主观评价人员相关系数 各评价者之间的平均相关系数如表所示，由表可知第 位评价者相关系数低于，在进行主观评价分数计算时予以排除，余下评价者主观评价的平均值作为主观评价结果。心理声学客观参数纯电动汽车车内噪声具有低声压级，高烦扰的特点，声压级和声强级已经无法正确反映车内声品质情况，车内噪声的幅值特征和频率特征对人的主观感受都会产生巨大的影响，为了准确反映纯电动汽车车内声品质情况，科研人员创造了响度、粗糙度等心理声学客观参量来量化车内噪声信号，以心理声学客观参数作为衡量人耳听觉感受的物理参量。本文采用的心理声学客观参数有：响度、尖锐度、粗糙度、语义清晰度。响度直观反映着
8、车内噪声的响亮程度，响度值直观描述车内噪声的强弱，响度的数学模型大多数采用 中规定的 模型：（）（）（）式中，为声激励，为绝对听阈下的激励，为参考声强下的激励。对 在总 域上进行积分计算，可得总响度：（）（）（）尖锐度反映车内噪声刺耳程度，锐度通常采用基于响度模型的 模型计算：（）（）（）（）式中，为加权系数，（）为 域内的特征响度。为临界频带的 值，（）是在不同 域中声音信号的权重系数，在 的尖锐度计算模型中，其公式为式：（）（）粗糙度反映车内噪声瞬时变化的心理声学客观参量，采用最多的是 和 改进的数学模型：（）（）（）式中，为计算得到的粗糙度，为调制频率，为声信号变化量为：（）（）（）（）
9、式中 （）、（）分别是号 域中特征响度的最大值和最小值。语义清晰度作为声品质的一项客观评价参量为：（）（）（）式中，（）为计权系数，（）为各个频点声音对语义清晰度度的贡献量。当背景噪声分别大于上限噪声、介于上限与下限噪声之间，低于下限噪声时，（）值分别等于、上线噪声与背景噪声的差值和为。表为求得的车内噪声样本的个心理声学客观参量，响度、尖锐度、粗糙度、语义清晰度的值和主观评价得分值。表主观评价与心理声学客观参量值样本 样本 注：为主观评价分值，为语义清晰度，为粗糙度，为响度，为尖锐度。内燃机与配件 主客观评价相关分析本文选用 系数来表示心理声学客观参量和主观评价结果之间的相关系数，以明确二者之
10、间是否相关。为相关系数：（）（）（）槡（）槡（）式中：为主观评价值，为主观评价平均值，代表客观评价参数的值，代表客观评价参数的平均值，为样本数（，），的绝对值置于与之间，在此区间的绝对值越大两者相关性越高，否则反之。从表中可以看到语义清晰度、响度和尖锐度与主观评价值相关系数都在 以上，有明显的相关性，粗糙度相关系数为 ，其与主观评价值相关性较弱。表主观评价与心理声学客观参量值心理声学客观参量相关系数语义清晰度 粗糙度 响度 尖锐度 多元线性回归预测模型由表可知粗糙度与主观评价值相关性较弱，在搭建多元线性回归预测模型时将其舍弃，选取语义清晰度、响度和尖锐度作为自变量，选定噪声样本至 为训练样本，
11、噪声样本 至 为测试样本。车内声品质主观评价值作为因变量，进行多元线性分析，其结果如表。表多元线性回归分析结果模型相关系数 调整 未标准化系数标准化系数标准错误 检验置信概率常数项 语义清晰度 响度 尖锐度 由表可知模型调整为 ，说明模型可信，车内声品质多元线性回归预测模型为：（）式中，为语义清晰度，为响度，为尖锐度。模型精度分析利用所建立的车内声品质多元线性回归预测模型，对 至 号样本进行评价，选取均方误差（）和平均相对误差（）作为精度指标，预测结果如图。图预测模型预测值与真实值对比图由图可知，两条线拟合程度好，说明预测模型精度高。为加直观了解预测模型预测精度，整理预测值及相对误差如表。表模
12、型精度分析序号真实值预测值相对误差 （）（）结论本文针对纯电动汽车车内声品质预测模型精度问题，选取响度、粗糙度、尖锐度、语义清晰度心理声学客观参量来表征声品质主观评价，建立车内声品质多元线性回归预测模型，模型相关系数为 ，调整后 为 ，证明了模型可信度高，模型均方误差为 ，平均相对误差为 ，结果证明车内声品质多元线性回归预测模型适用于纯电动汽车车内声品质预测。参考文献：孙利文，刘海，王海洋，等 应用 神经网络对加速工况车内声品质研究 科学技术与工程，（）：杨远，刘海，陈勇，等电驱动动力总成噪声识别与优化噪声与振动控制，（）：王永超，顾灿松，陈达亮纯电动汽车声品质评价及电磁噪声分析新能源汽车，（）：朱仝，郑松林，袁卫平基于遗传支持向量回归的车内稳态噪声声品质预测噪声与振动控制，（）：陈克，阳思远，毛书林车内声品质主客观评价的相关性分 析 沈 阳 理 工 大 学 学 报，（）：中国科学院 声学 汽车车内噪声测量 方 法 北 京：全 国 声 学 标 准 化 技 术 委 员会，张勇，孟天，王坤祥，等车内声品质主观评价模型及中频噪声优化汽车工程，（）：何融，左曙光，申秀敏，燃料电池汽车低频噪声声品质分析 噪声与振动控制，（）：
