(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル区間以外の明かり区間を移動体が通過するときに発生する移動体通過時圧力変動の周波数特性を予測演算する周波数特性予測演算装置であって、
前記移動体通過時圧力変動の予測スペクトル密度を演算する予測スペクトル密度演算部を備え、
前記予測スペクトル密度演算部は、空気密度ρ0、移動体速度Ｕ、移動体の最大断面積Ａ0、移動体の全長の断面積分布Ａ、移動体が移動する通路の中心からの離れｒ0、第２種修正ベッセル関数Ｋ0、角周波数ω*、及び原点を移動体の先端にとった場合のこの移動体の長さ方向の座標軸ｘであるときに、以下の数式によって前記予測スペクトル密度を演算すること、
0006261046.tif 000012
を特徴とする周波数特性予測演算装置。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数特性予測演算装置において、
前記予測スペクトル密度演算部の演算結果に基づいて、前記明かり区間を前記移動体が通過するときに発生する低周波音を、移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離する低周波音分離部を備えること、
を特徴とする周波数特性予測演算装置。
【請求項３】
請求項２に記載の周波数特性予測演算装置において、
前記低周波音の実測スペクトル密度を演算する実測スペクトル密度演算部と、
前記実測スペクトル密度と前記予測スペクトル密度との差が所定値になるときの周波数をカットオフ周波数として設定するカットオフ周波数設定部とを備え、
前記低周波音分離部は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離すること、
を特徴とする周波数特性予測演算装置。
【請求項４】
請求項２に記載の周波数特性予測演算装置において、
前記予測スペクトル密度のピーク周波数に対してスペクトル比が所定値となるときの周波数をカットオフ周波数として設定するカットオフ周波数設定部を備え、
前記低周波音分離部は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離すること、
を特徴とする周波数特性予測演算装置。
【請求項５】
トンネル区間以外の明かり区間を移動体が通過するときに発生する移動体通過時圧力変動の周波数特性を予測演算する周波数特性予測演算プログラムであって、
前記移動体通過時圧力変動の予測スペクトル密度を演算する予測スペクトル密度演算手順をコンピュータに実行させ、
前記予測スペクトル密度演算手順は、空気密度ρ0、移動体速度Ｕ、移動体の最大断面積Ａ0、移動体の全長の断面積分布Ａ、移動体が移動する通路の中心からの離れｒ0、第２種修正ベッセル関数Ｋ0、角周波数ω*、及び原点を移動体の先端にとった場合のこの移動体の長さ方向の座標軸ｘであるときに、以下の数式によって前記予測スペクトル密度を演算する手順を含むこと、
0006261046.tif 000013
を特徴とする周波数特性予測演算プログラム。
【請求項６】
請求項５に記載の周波数特性予測演算プログラムにおいて、
前記予測スペクトル密度演算手順における演算結果に基づいて、前記明かり区間を前記移動体が通過するときに発生する低周波音を、移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離する低周波音分離手順を含むこと、
を特徴とする周波数特性予測演算プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の周波数特性予測演算プログラムにおいて、
前記低周波音の実測スペクトル密度を演算する実測スペクトル密度演算手順と、
前記実測スペクトル密度と前記予測スペクトル密度との差が所定値になるときの周波数をカットオフ周波数として設定するカットオフ周波数設定手順とを含み、
前記低周波音分離手順は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離する手順を含むこと、
を特徴とする周波数特性予測演算プログラム。
【請求項８】
請求項６に記載の周波数特性予測演算プログラムにおいて、
前記予測スペクトル密度のピーク周波数に対してスペクトル比が所定値となるときの周波数をカットオフ周波数として設定するカットオフ周波数設定手順を含み、
前記低周波音分離手順は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離する手順を含むこと、
を特徴とする周波数特性予測演算プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル区間以外の明かり区間を移動体が通過するときに発生する移動体通過時圧力変動の周波数特性を予測演算する周波数特性予測演算装置及び周波数特性予測演算プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル区間以外の明かり区間を列車が高速で通過する場合には、列車通過時圧力変動（疑似音）と音響学的低周波音の２種類の低周波音（明かり低周波音）が沿線で観測される（例えば、非特許文献１参照）。ここで、列車通過時圧力変動は、列車の高速走行に伴って主に列車の先頭部や後尾部の周りの圧力場が列車とともに移動することによって発生する疑似音であり、音圧は観測点距離の２乗に反比例する。音響学的低周波音は、列車が通過している間に継続して観測される伝搬性をもつ音響学的な波動現象（低周波音波）であり、線音源でモデル化すると音圧は観測点距離の平方根に反比例する。このような列車通過時圧力変動と音響学的低周波音は、ほぼ同時に観測される。列車通過時圧力変動は、列車の先頭部及び後尾部に対応して観測されるが、列車の中間部から発生する音響学的低周波音はごく微小であるため、圧力変動波形は明確ではない。このため、現在の新幹線沿線において、音響学的低周波音が問題になることはまれであるが、音響学的低周波音は比較的遠方でも観測されるため、音響学的低周波音を分析したいという要求もある。
【０００３】
列車通過時圧力変動と音響学的低周波音は、重畳して観測される。従来、列車通過時圧力変動と音響学的低周波音の現象を詳しく調べるために、帯域フィルタによって両者を分離する方法がある。これは、列車通過時圧力変動の周波数帯が10Hz以下、音響学的低周波音が10〜100Hzであることを利用したものである。観測点を遠方にとるとこの分離方法が有効になることが、現地試験や模型試験、数値計算結果などによって確かめられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】高見  創他，「明かり区間走行時に生じる高速列車の低周波音分析」，鉄道総研報告，株式会社研友社，2009年，Vol.23，No.7， p.5-10
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の列車通過時圧力変動と音響学的低周波音を分離する帯域フィルタの設計方法は、過去の現地試験や数値計算結果に基づく経験則によるところが大きい。例えば、列車通過時圧力変動は、観測点が遠くなるほど周波数帯が低くなり、音響学的低周波音よりも距離減衰が大きく、列車の先頭部の形状、編成長さ、後尾部の形状によって異なるなどの特徴がある。しかし、従来の列車通過時圧力変動と音響学的低周波音を分離する帯域フィルタの設計方法は、このような特徴点が反映されていない。また、列車通過時圧力変動のスペクトル分布を解析的に調べ、10Hz以上の帯域に含まれる列車通過時圧力変動の影響を明らかにすることによって、間接的に音響学的低周波音の現象解明に寄与する。
【０００６】
この発明の課題は、移動体通過時圧力変動に音響学的な理論解析を適用し、移動体通過時圧力変動の周波数特性を正確に予測することができる周波数特性予測演算装置及び周波数特性予測演算プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１及び図４に示すように、トンネル区間以外の明かり区間を移動体（１）が通過するときに発生する移動体通過時圧力変動（ｐA，ｐB）の周波数特性を予測演算する周波数特性予測演算装置であって、前記移動体通過時圧力変動の予測スペクトル密度（Ｓref）を演算する予測スペクトル密度演算部（１２）を備え、前記予測スペクトル密度演算部は、空気密度ρ0、移動体速度Ｕ、移動体の最大断面積Ａ0、移動体の全長の断面積分布Ａ、移動体が移動する通路の中心からの離れｒ0、第２種修正ベッセル関数Ｋ0、角周波数ω*、及び原点を移動体の先端にとった場合のこの移動体の長さ方向の座標軸ｘであるときに、以下の数式によって前記予測スペクトル密度を演算すること、
0006261046.tif 000002
を特徴とする周波数特性予測演算装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の周波数特性予測演算装置において、図７に示すように、前記予測スペクトル密度演算部の演算結果に基づいて、前記明かり区間を前記移動体が通過するときに発生する低周波音（ｐ）を、移動体通過時圧力変動（ｐA，ｐB）の成分と音響学的低周波音（ｐC）の成分とに分離する低周波音分離部（１８）を備えることを特徴とする周波数特性予測演算装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の周波数特性予測演算装置において、図６に示すように、前記低周波音の実測スペクトル密度（Ｓ）を演算する実測スペクトル密度演算部（１０）と、前記実測スペクトル密度と前記予測スペクトル密度との差が所定値（Th1）になるときの周波数をカットオフ周波数（ｆC）として設定するカットオフ周波数設定部（１６）とを備え、前記低周波音分離部は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離することを特徴とする周波数特性予測演算装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２に記載の周波数特性予測演算装置において、図１０に示すように、前記予測スペクトル密度のピーク周波数（ｆP）に対してスペクトル比が所定値（Th2）となるときの周波数をカットオフ周波数（ｆC）として設定するカットオフ周波数設定部（１６）を備え、前記低周波音分離部は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離することを特徴とする周波数特性予測演算装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、図４及び図８に示すように、トンネル区間以外の明かり区間を移動体（１）が通過するときに発生する移動体通過時圧力変動（ｐA，ｐB）の周波数特性を予測演算する周波数特性予測演算プログラムであって、前記移動体通過時圧力変動の予測スペクトル密度（Ｓref）を演算する予測スペクトル密度演算手順（Ｓ１６０）をコンピュータに実行させ、前記予測スペクトル密度演算手順は、空気密度ρ0、移動体速度Ｕ、移動体の最大断面積Ａ0、移動体の全長の断面積分布Ａ、移動体が移動する通路の中心からの離れｒ0、第２種修正ベッセル関数Ｋ0、角周波数ω*、及び原点を移動体の先端にとった場合のこの移動体の長さ方向の座標軸ｘであるときに、以下の数式によって前記予測スペクトル密度を演算する手順を含むこと、
0006261046.tif 000003
を特徴とする周波数特性予測演算プログラムである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の周波数特性予測演算プログラムにおいて、図７及び図８に示すように、前記予測スペクトル密度演算手順における演算結果に基づいて、前記明かり区間を前記移動体が通過するときに発生する低周波音（ｐ）を、移動体通過時圧力変動（ｐA，ｐB）の成分と音響学的低周波音（ｐC）の成分とに分離する低周波音分離手順（Ｓ２００）を含むことを特徴とする周波数特性予測演算プログラムである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６に記載の周波数特性予測演算プログラムにおいて、図６に示すように、前記低周波音の実測スペクトル密度（Ｓ）を演算する実測スペクトル密度演算手順（Ｓ１４０）と、前記実測スペクトル密度と前記予測スペクトル密度との差が所定値（Th1）になるときの周波数をカットオフ周波数（ｆC）として設定するカットオフ周波数設定手順（Ｓ１８０）とを含み、前記低周波音分離手順は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離する手順を含むことを特徴とする周波数特性予測演算プログラムである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項６に記載の周波数特性予測演算プログラムにおいて、図８及び図１０に示すように、前記予測スペクトル密度のピーク周波数(ｆP）に対してスペクトル比が所定値(Th2）となるときの周波数をカットオフ周波数(ｆC）として設定するカットオフ周波数設定手順(Ｓ１８０）を含み、前記低周波音分離手順は、前記カットオフ周波数に基づいて、前記低周波音を前記移動体通過時圧力変動の成分と音響学的低周波音の成分とに分離する手順を含むことを特徴とする周波数特性予測演算プログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によると、移動体通過時圧力変動に音響学的な理論解析を適用し、移動体通過時圧力変動の周波数特性を正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の構成図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の低周波音波形生成部が生成する圧力変動波形を模式的に示すグラフである。
【図３】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の実測スペクトル密度演算部が演算する実測スペクトル密度を模式的に示すグラフである。
【図４】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の予測スペクトル密度演算部が演算する予測スペクトル密度を模式的に示すグラフである。
【図５】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の予測スペクトル密度演算部による演算処理を示す概念図であり、（Ａ）は実際の移動体を模式的に示す側面図であり、（Ｂ）は実際の移動体の周囲に形成される圧力場を模式的に示すグラフである。
【図６】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置のカットオフ周波数設定部によるカットオフ周波数の設定手順を模式的に示すグラフである。
【図７】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の低周波音分離部の分離作用を模式的に示すグラフであり、（Ａ）は分離前の低周波音の圧力変動波形を模式的に示すグラフであり、（Ｂ）は分離後の音響学的低周波音の圧力変動波形を模式的に示すグラフである。
【図８】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】この発明の第２実施形態に係る周波数特性予測演算装置の構成図である。
【図１０】この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置のカットオフ周波数設定部によるカットオフ周波数の設定手順を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１に示す列車１は、軌道２に沿って移動する移動体である。列車１は、例えば、300km/h以上の高速で走行する鉄道車両を編成した新幹線列車などである。列車１は、この列車１の先頭車両の前部を構成する先頭部１ａと、この列車１の後尾車両の後部を構成する後尾部１ｂと、この列車１の先頭部１ａと後尾部１ｂとの間の部分を構成する中間部１ｃを備えている。列車１は、長い流線形の先頭部１ａ及び後尾部１ｂを備えており、空気抵抗及び微気圧波の低減を図るために先頭部１ａ及び後尾部１ｂが所定の形状に形成されている。
【００２０】
軌道２は、列車１が走行する通路（移動経路）である。軌道２は、図１に示すように、二本の本線で構成された複線であり、上り本線となる線路２ａと、下り本線となる線路２ｂとを備えている。構造物３は、列車１が通過する固定構造物である。構造物３は、例えば、山腹などの地中を貫通して列車１を通過させるトンネルなどの固定構造物である。構造物３は、列車１が突入及び退出する出入口となる構造物出入口（トンネル坑口）３ａなどを備えている。
【００２１】
低周波音測定装置４は、列車１が通過するときに発生する低周波音ｐを測定する手段である。低周波音測定装置４は、構造物３内（トンネル区間）以外の明かり区間の軌道２に１つ設置されている。低周波音測定装置４は、図１に示す列車１が通過点Ｐを通過するときに発生する図２に示す低周波音（明かり低周波音）ｐを測定する圧力センサ（圧力計）又はマイクロホンなどである。低周波音測定装置４は、図１に示すように、軌道２から所定の距離だけ離してこの軌道２の近くに配置されている。低周波音測定装置４は、列車１が通過点Ｐを通過するときに発生する低周波音ｐに応じた低周波音信号（低周波音情報）を周波数特性予測演算装置５に出力する。
【００２２】
周波数特性予測演算装置５は、トンネル区間以外の明かり区間を列車１が通過するときに発生する列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの周波数特性を予測演算する装置である。周波数特性予測演算装置５は、明かり区間を列車１が通過するときに発生する低周波音ｐに基づいて、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの予測スペクトル密度Ｓrefを予測演算する。周波数特性予測演算装置５は、予測演算後の予測スペクトル密度Ｓrefに基づいて、明かり区間を列車１が通過するときに発生する低周波音ｐを、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分と音響学的低周波音ｐCの成分とに分離する。周波数特性予測演算装置５は、図１に示すように、信号処理部６と、低周波音情報記憶部７と、低周波音波形生成部８と、低周波音波形情報記憶部９と、実測スペクトル密度演算部１０と、実測スペクトル密度情報記憶部１１と、予測スペクトル密度演算部１２と、予測スペクトル密度情報記憶部１３と、予測演算情報記憶部１４と、予測演算情報入力部１５と、カットオフ周波数設定部１６と、カットオフ周波数情報記憶部１７と、低周波音分離部１８と、音響学的低周波音情報記憶部１９と、音響学的低周波音波形生成部２０と、音響学的低周波音波形情報記憶部２１と、プログラム記憶部２２と、表示部２３と、制御部２４などを備える。周波数特性予測演算装置５は、例えば、パーソナルコンピュータなどによって構成されており周波数特性予測演算プログラムに従って所定の処理を実行する。
【００２３】
信号処理部６は、低周波音測定装置４の出力信号を処理する手段である。信号処理部６は、低周波音測定装置４が出力する低周波音信号を増幅する増幅回路と、増幅後のアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器などを備えている。信号処理部６は、A/D変換後の低周波音信号（低周波音情報）を制御部２４に出力する。
【００２４】
低周波音情報記憶部７は、信号処理部６が出力する低周波音情報を記憶する手段である。低周波音情報記憶部７は、例えば、図１に示すように、列車１が通過点Ｐを通過するときに発生する低周波音ｐを低周波音情報として記憶するメモリである。
【００２５】
低周波音波形生成部８は、低周波音測定装置４が出力する低周波音信号に基づいて低周波音ｐの圧力変動波形Ｗを生成する手段である。低周波音波形生成部８は、図２に示すように、低周波音測定装置４が出力する低周波音信号に基づいて、低周波音ｐの圧力の時間変化を表す圧力変動波形Ｗを生成する。ここで、図２に示す縦軸は、圧力であり、横軸は時間である。低周波音波形生成部８は、例えば、図１に示す列車１の先頭部１ａが通過点Ｐを通過したときに発生する列車通過時圧力変動ｐAの圧力変動波形（プラスマイナスの波形）ＷAと、列車１の後尾部１ｂが通過点Ｐを通過したときに発生する列車通過時圧力変動ｐBの圧力変動波形（プラスマイナスの波形）ＷBと、列車１の中間部１ｃが通過点Ｐを通過する間に発生する音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCとを生成する。低周波音波形生成部８は、生成後の低周波音ｐの圧力変動波形Ｗを低周波音波形信号（低周波音波形情報）として制御部２４に出力する。
【００２６】
図１に示す低周波音波形情報記憶部９は、低周波音波形生成部８が出力する低周波音波形情報を記憶する手段である。低周波音波形情報記憶部９は、例えば、図１に示すように、列車１の中間部１ｃが通過点Ｐを通過している間の低周波音ｐの圧力変動波形Ｗを低周波音波形情報として記憶するメモリである。
【００２７】
実測スペクトル密度演算部１０は、明かり区間を列車１が通過するときに発生する低周波音ｐの実測スペクトル密度Ｓを演算する手段である。実測スペクトル密度演算部１０は、低周波音測定装置４が出力する低周波音信号に基づいて、列車通過時圧力変動ｐA，ｐB及び音響学的低周波音ｐCの周波数分布（低周波音信号のエネルギーの周波数に対する分布）を表す実測スペクトル密度（実測周波数特性）Ｓを演算する。ここで、図３に示す縦軸は、エネルギースペクトル密度(ESD)であり、横軸は周波数(Hz)である。実測スペクトル密度演算部１０は、例えば、図３に示すように、図１に示す列車１の先頭部１ａが通過点Ｐを通過したとき及び列車１の後尾部１ｂが通過点Ｐを通過したときに発生する列車通過時圧力変動ｐA，ｐBと、列車１の中間部１ｃが通過点Ｐを通過する間に発生する音響学的低周波音ｐCとによる実測スペクトル密度Ｓを演算する。実測スペクトル密度演算部１０は、演算後の実測スペクトル密度Ｓを実測スペクトル密度信号（実測スペクトル密度情報）として制御部２４に出力する。
【００２８】
図１に示す実測スペクトル密度情報記憶部１１は、実測スペクトル密度演算部１０が出力する実測スペクトル密度情報を記憶する手段である。実測スペクトル密度情報記憶部１１は、例えば、図３に示すような列車１が通過点Ｐを通過するときの実測スペクトル密度Ｓを実測スペクトル密度情報として記憶するメモリである。
【００２９】
予測スペクトル密度演算部１２は、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの予測スペクトル密度Ｓrefを演算する手段である。予測スペクトル密度演算部１２は、低周波音測定装置４が出力する低周波音信号に基づいて、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの周波数分布（低周波音信号のエネルギーの周波数に対する分布）を表す予測スペクトル密度（予測周波数特性）Ｓrefを演算する。ここで、図４に示す縦軸は、エネルギースペクトル密度(ESD)であり、横軸は周波数(Hz)である。予測スペクトル密度演算部１２は、例えば、図４に示すように、図１に示す列車１の先頭部１ａが通過点Ｐを通過したとき及び列車１の後尾部１ｂが通過点Ｐを通過したときに発生する列車通過時圧力変動ｐA，ｐBによる予測スペクトル密度Ｓrafを演算する。
【００３０】
図５に示す座標系の原点を地表面上におき、時刻ｔ＝０に列車１の先頭部１ａは座標原点にあるとする。図５に示す列車１は、一定の速度Ｕでｘ1軸の負の方向にｘ2＝０，ｘ3＝ｈの位置を走行する。列車１の先頭部１ａの形状の影響を無視し、列車１の影響を点湧き出しで近似するとき、湧き出し強さｑは、以下の数１で与えられる。
【００３１】
【数１】
0006261046.tif 000004
【００３２】
ここで、数１に示すＡ0は、列車１の断面積であり、δはデルタ関数である。列車マッハ数Ｍ＝Ｕ／ｃ0（ｃ0は音速）が十分に小さい時、低マッハ数近似の列車通過時圧力変動ｐA，ｐBは、非圧縮ポテンシャル流れのグリーン関数を用いて計算することができる。地面の効果を考慮した非圧縮流体のグリーン関数は、以下の数２及び数３によって与えられる。
【００３３】
【数２】
0006261046.tif 000005
【００３４】
【数３】
0006261046.tif 000006
【００３５】
湧き出しによる圧力変動ｐは、グリーン関数を用いて以下の数４によって表される。
【００３６】
【数４】
0006261046.tif 000007
【００３７】
ここで、数４に示すρ0は、大気密度である。列車１全体の形状の影響を考慮すると、湧き出し強さｑは、以下の数５によって表される。
【００３８】
【数５】
0006261046.tif 000008
【００３９】
ここで、数５に示すＡは、列車１の先頭部１ａ及び後尾部１ｂを含む列車１の全長の断面積分布である。数５を数４に代入しｈ＝０とすると、以下の数６が得られる。
【００４０】
【数６】
0006261046.tif 000009
【００４１】
数６においてｘ1＝０としても一般性は失わない。ｘ1＝０、ｂ＝Ａ／Ａ0、Ｙ＝ｙ1／ｒ0としてフーリエ変換すると、列車１全体の先頭部１ａの形状の影響を考慮した列車通過時圧力変動ｐA，ｐBのエネルギースペクトル密度(ESD)を以下の数７によって得られる。
【００４２】
【数７】
0006261046.tif 000010
【００４３】
ここで、数７に示すρ0は、空気密度であり、Ｕは列車１の速度、Ａ0は列車１の最大断面積であり、Ａは列車１の全長の断面積分布であり、ｒ0は列車１が移動する線路２ａの中心からの離れであり、Ｋ0は第２種修正ベッセル関数であり、ω*は角周波数であり、ｘは原点を列車１の先端にとった場合のこの列車１の長さ方向の座標軸（列車１の先頭部１ａの先端からの距離）である。
【００４４】
図１に示す予測スペクトル密度演算部１２は、予測演算情報記憶部１４が記憶する予測演算情報に基づいて、数７によって予測スペクトル密度Ｓrefを演算する。予測スペクトル密度演算部１２は、演算後の予測スペクトル密度Ｓrefを予測スペクトル密度信号（予測スペクトル密度情報）として制御部２４に出力する。
【００４５】
予測スペクトル密度情報記憶部１３は、予測スペクトル密度演算部１２が出力する予測スペクトル密度情報を記憶する手段である。予測スペクトル密度情報記憶部１３は、例えば、図４に示すような列車１の先頭部１ａ及び後尾部１ｂが通過点Ｐを通過するときの予測スペクトル密度Ｓrefを予測スペクトル密度情報として記憶するメモリである。
【００４６】
予測演算情報記憶部１４は、予測スペクトル密度Ｓrefの演算に必要な情報を予測演算情報として記憶する手段である。予測演算情報記憶部１４は、数７に示す空気密度ρ0、列車１の速度Ｕ、列車１の最大断面積Ａ0、列車１の全長の断面積分布Ａ、列車１が移動する線路２ａの中心からの離れｒ0、第２種修正ベッセル関数Ｋ0及び角周波数ω*などに関する予測演算情報を記憶する。予測演算情報記憶部１４は、例えば、予測演算情報入力部１５が出力する予測演算情報を記憶するメモリである。
【００４７】
予測演算情報入力部１５は、予測スペクトル密度Ｓrefの演算に必要な情報が入力する手段である。予測演算情報入力部１５は、例えば、キーボードなどの入力装置又はマウスなどの補助入力装置を作業者が操作して、予測スペクトル密度Ｓrefの演算に必要な予測演算情報が入力したときに、この予測演算情報を周波数特性予測演算装置５に入力させるインタフェース(I/F)回路などである。
【００４８】
カットオフ周波数設定部１６は、明かり区間を列車１が通過するときに発生する低周波音ｐから所定の周波数成分を分離するときのカットオフ周波数ｆcを設定する手段である。ここで、図６に示す縦軸は、エネルギースペクトル密度(ESD)であり、横軸は周波数(Hz)である。図６に示す実線は実測スペクトル密度Ｓであり、二点鎖線は予測スペクトル密度Ｓrefである。カットオフ周波数設定部１６は、実測スペクトル密度Ｓと予測スペクトル密度Ｓrefとの差が所定値（しきい値）Th1になるときの周波数をカットオフ周波数ｆCとして設定する。カットオフ周波数設定部１６は、例えば、図６に示すように、列車通過時圧力変動ｐA，ｐB及び音響学的低周波音ｐCの実測スペクトル密度Ｓと列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの予測スペクトル密度Ｓrefとの差が所定値Th1になるときの周波数をカットオフ周波数（遮断周波数）ｆCとして設定する。カットオフ周波数設定部１６は、数７に示す予測スペクトル密度Ｓrefを以下の数８の通り変形する。
【００４９】
【数８】
0006261046.tif 000011
【００５０】
ここで、数８に示すａは、係数である。カットオフ周波数設定部１６は、現地の様々な条件に従って係数ａを設定する。カットオフ周波数設定部１６は、例えば、図６に示すように、図３に示す実測スペクトル密度Ｓのピーク周波数と図４に示す予測スペクトル密度Ｓrefのピーク周波数ｆPとが略一致するように、係数ａを設定する。カットオフ周波数設定部１６は、例えば、図６に示すように、図３に示す実測スペクトル密度Ｓと図４に示す補正後の予測スペクトル密度Ｓrefとを照合し、実測スペクトル密度Ｓと補正後の予測スペクトル密度Ｓrefとの差が所定値Th1になるときの周波数をカットオフ周波数ｆCに設定する。カットオフ周波数設定部１６は、設定後のカットオフ周波数ｆCをカットオフ周波数信号（カットオフ周波数情報）として制御部２４に出力する。
【００５１】
図１に示すカットオフ周波数情報記憶部１７は、カットオフ周波数設定部１６が設定したカットオフ周波数ｆCをカットオフ周波数情報として記憶する手段である。カットオフ周波数情報記憶部１７は、例えば、カットオフ周波数設定部１６が出力するカットオフ周波数情報を記憶するメモリである。
【００５２】
図１に示す低周波音分離部１８は、予測スペクトル密度演算部１２の演算結果に基づいて、明かり区間を列車１が通過するときに発生する低周波音ｐを、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分と音響学的低周波音ｐCの成分とに分離する手段である。ここで、図７に示す縦軸は、圧力であり、横軸は時間である。低周波音分離部１８は、カットオフ周波数設定部１６が設定したカットオフ周波数ｆCに基づいて、低周波音ｐを列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分と音響学的低周波音ｐCの成分とに分離する。低周波音分離部１８は、低周波音情報記憶部７が記憶する低周波音情報に基づいて、低周波音ｐから音響学的低周波音ｐCの成分を抽出する。低周波音分離部１８は、例えば、図７（Ａ）に示す低周波音ｐのうちカットオフ周波数ｆCよりも周波数が低い列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分を低減し、図７（Ｂ）に示すようにカットオフ周波数ｆCよりも高い音響学的低周波音ｐCの成分を通過させるハイパスフィルタなどである。低周波音分離部１８は、低周波音ｐから分離した音響学的低周波音ｐCの成分を音響学的低周波音信号（音響学的低周波音情報）として制御部２４に出力する。
【００５３】
図１に示す音響学的低周波音情報記憶部１９は、低周波音分離部１８が分離した音響学的低周波音ｐCを音響学的低周波音情報として記憶する手段である。音響学的低周波音情報記憶部１９は、例えば、低周波音分離部１８が出力する音響学的低周波音情報を記憶するメモリである。
【００５４】
音響学的低周波音波形生成部２０は、低周波音分離部１８が出力する音響学的低周波音信号に基づいて音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCを生成する手段である。音響学的低周波音波形生成部２０は、図７（Ｂ）に示すように、低周波音分離部１８が出力する音響学的低周波音信号に基づいて、音響学的低周波音ｐCの圧力の時間変化を表す圧力変動波形ＷCを生成する。音響学的低周波音波形生成部２０は、例えば、列車１の中間部１ｃが通過点Ｐを通過する間に発生する音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCを生成する。音響学的低周波音波形生成部２０は、生成後の音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCを音響学的低周波音波形信号（音響学的低周波音波形情報）として制御部２４に出力する。
【００５５】
図１に示す音響学的低周波音波形情報記憶部２１は、音響学的低周波音波形生成部２０が出力する音響学的低周波音波形情報を記憶する手段である。音響学的低周波音波形情報記憶部２１は、例えば、図７（Ｂ）に示すように、音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCを音響学的低周波音波形情報として記憶するメモリである。
【００５６】
プログラム記憶部２２は、トンネル区間以外の明かり区間を列車１が通過するときに発生する列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの周波数特性を予測演算する周波数特性予測演算プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部２２は、例えば、周波数特性予測演算プログラムを記録する情報記録媒体又は周波数特性予測演算プログラムを送信する電気通信回線などから読み込まれたこの周波数特性予測演算プログラムを記憶するメモリである。
【００５７】
表示部２３は、周波数特性予測演算装置５に関する種々の情報を表示する手段である。表示部２３は、例えば、図２及び図７（Ａ）に示すような低周波音ｐの圧力変動波形Ｗを表示したり、図３に示すような実測スペクトル密度Ｓを表示したり、図４に示すような予測スペクトル密度Ｓrefを表示したり、図７（Ｂ）に示すような音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCを表示したりする液晶画面などを有する表示装置である。
【００５８】
制御部２４は、周波数特性予測演算装置５の種々の動作を制御する中央処理部(CPU)である。制御部２４は、プログラム記憶部２２から周波数特性予測演算プログラムを読み出して一連の周波数特性予測演算処理を実行する。制御部２４は、例えば、信号処理部６が出力する低周波音情報を低周波音情報記憶部７に出力したり、低周波音情報記憶部７に低周波音情報の記憶を指令したり、低周波音情報記憶部７から低周波音情報を読み出して低周波音波形生成部８、実測スペクトル密度演算部１０及び低周波音分離部１８に出力したり、低周波音波形生成部８に低周波音ｐの圧力変動波形Ｗの生成を指令したり、低周波音波形生成部８が出力する低周波音波形情報を低周波音波形情報記憶部９に出力したり、低周波音波形情報記憶部９に低周波音波形情報の記憶を指令したりする。
【００５９】
制御部２４は、実測スペクトル密度演算部１０に実測スペクトル密度Ｓの演算を指令したり、実測スペクトル密度演算部１０が出力する実測スペクトル密度情報を実測スペクトル密度情報記憶部１１に出力したり、実測スペクトル密度情報記憶部１１に実測スペクトル密度情報の記憶を指令したり、予測スペクトル密度演算部１２に予測スペクトル密度Ｓrefの演算を指令したり、予測スペクトル密度演算部１２が出力する予測スペクトル密度情報を予測スペクトル密度情報記憶部１３に出力したり、予測スペクトル密度情報記憶部１３に予測スペクトル密度情報の記憶を指令したり、予測演算情報記憶部１４が記憶する予測演算情報を読み出して予測スペクトル密度演算部１２に出力したり、予測演算情報入力部１５が出力する予測演算情報を予測演算情報記憶部１４に出力したり、予測演算情報記憶部１４に予測演算情報の記憶を指令したりする。
【００６０】
制御部２４は、カットオフ周波数設定部１６にカットオフ周波数ｆCの設定を指令したり、カットオフ周波数設定部１６が出力するカットオフ周波数情報をカットオフ周波数情報記憶部１７に出力したり、カットオフ周波数情報記憶部１７にカットオフ周波数情報の記憶を指令したり、低周波音分離部１８に低周波音ｐの分離を指令したり、低周波音分離部１８が出力する音響学的低周波音情報を音響学的低周波音情報記憶部１９に出力したり、音響学的低周波音情報記憶部１９に音響学的低周波音情報の記憶を指令したり、音響学的低周波音波形生成部２０に音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCの生成を指令したり、音響学的低周波音波形生成部２０が出力する音響学的低周波音波形情報を音響学的低周波音波形情報記憶部２１に出力したり、音響学的低周波音波形情報記憶部２１に音響学的低周波音波形情報の記憶を指令したり、プログラム記憶部２２から長さ補正プログラムを読み出したり、表示部２３に種々の情報の表示を指令したりする。
【００６１】
制御部２４には、信号処理部６、低周波音情報記憶部７、低周波音波形生成部８、低周波音波形情報記憶部９、実測スペクトル密度演算部１０、実測スペクトル密度情報記憶部１１、予測スペクトル密度演算部１２、予測スペクトル密度情報記憶部１３、予測演算情報記憶部１４、予測演算情報入力部１５、カットオフ周波数設定部１６、カットオフ周波数情報記憶部１７、低周波音分離部１８、音響学的低周波音情報記憶部１９、音響学的低周波音波形生成部２０、音響学的低周波音波形情報記憶部２１、プログラム記憶部２２及び表示部２３などが相互に通信可能なように、バスなどの通信手段によって接続されている。
【００６２】
次に、この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置の動作を説明する。
以下では、図１に示す制御部２４の動作を中心に説明する。
図８に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、周波数特性予測演算プログラムを制御部２４が読み込む。図１に示す周波数特性予測演算装置５の電源がONするとプログラム記憶部２２から周波数特性予測演算プログラムを制御部２４が読み出して、一連の周波数特性予測演算処理を制御部２４が実行する。
【００６３】
Ｓ１１０において、低周波音情報の記憶を低周波音情報記憶部７に制御部２４が指令する。図１及び図２に示すように、列車１が通過点Ｐを通過したときに発生する列車通過時圧力変動ｐA，ｐB及び音響学的低周波音ｐCを低周波音測定装置４が測定して、列車通過時圧力変動ｐA，ｐB及び音響学的低周波音ｐCに応じた低周波音信号を低周波音測定装置４が周波数特性予測演算装置５の信号処理部６に出力する。その結果、低周波音測定装置４が出力する低周波音信号を信号処理部６が処理し、この低周波音信号を信号処理部６が制御部２４に出力する。この低周波音信号を制御部２４が低周波音情報記憶部７に出力し、低周波音情報記憶部７に低周波音情報の記憶を制御部２４が指令すると、低周波音情報記憶部７が低周波音情報を記憶する。
【００６４】
Ｓ１２０において、低周波音ｐの圧力変動波形Ｗの生成を低周波音波形生成部８に制御部２４が指令する。低周波音情報記憶部７から低周波音情報を制御部２４が読み出して、この低周波音情報を低周波音波形生成部８に制御部２４が出力する。低周波音ｐの圧力変動波形Ｗの生成を低周波音波形生成部８に制御部２４が指令すると、図２及び図７（Ａ）に示すような低周波音ｐの圧力変動波形Ｗを低周波音波形生成部８が生成し、低周波音波形情報を低周波音波形生成部８が制御部２４に出力する。
【００６５】
Ｓ１３０において、低周波音波形情報の記憶を低周波音波形情報記憶部９に制御部２４が指令する。低周波音波形情報を制御部２４が低周波音波形情報記憶部９に出力し、低周波音波形情報記憶部９に低周波音波形情報の記憶を制御部２４が指令すると、低周波音波形情報記憶部９が低周波音波形情報を記憶する。
【００６６】
Ｓ１４０において、実測スペクトル密度Ｓの演算を実測スペクトル密度演算部１０に制御部２４が指令する。低周波音情報記憶部７から低周波音情報を制御部２４が読み出して、この低周波音情報を制御部２４が実測スペクトル密度演算部１０に出力し、実測スペクトル密度Ｓの演算を実測スペクトル密度演算部１０に制御部２４が指令する。その結果、図３に示すような実測スペクトル密度Ｓを実測スペクトル密度演算部１０が演算し、実測スペクトル密度情報を実測スペクトル密度演算部１０が制御部２４に出力する。
【００６７】
Ｓ１５０において、実測スペクトル密度情報の記憶を実測スペクトル密度情報記憶部１１に制御部２４が指令する。実測スペクトル密度情報を実測スペクトル密度情報記憶部１１に制御部２４が出力し、実測スペクトル密度情報の記憶を実測スペクトル密度情報記憶部１１に制御部２４が指令すると、実測スペクトル密度情報を実測スペクトル密度情報記憶部１１が記憶する。
【００６８】
Ｓ１６０において、予測スペクトル密度Ｓrefの演算を予測スペクトル密度演算部１２に制御部２４が指令する。低周波音情報記憶部７から低周波音情報を制御部２４が読み出して、この低周波音情報を制御部２４が予測スペクトル密度演算部１２に出力する。また、予測演算情報記憶部１４から予測演算情報を制御部２４が読み出して、この予測演算情報を制御部２４が予測スペクトル密度演算部１２に出力する。予測スペクトル密度Ｓrefの演算を予測スペクトル密度演算部１２に制御部２４が指令すると、図４示すような予測スペクトル密度Ｓrefを予測スペクトル密度演算部１２が演算し、予測スペクトル密度情報を予測スペクトル密度演算部１２が制御部２４に出力する。
【００６９】
Ｓ１７０において、予測スペクトル密度情報の記憶を予測スペクトル密度情報記憶部１３に制御部２４が指令する。予測スペクトル密度情報を予測スペクトル密度情報記憶部１３に制御部２４が出力し、予測スペクトル密度情報の記憶を予測スペクトル密度情報記憶部１３に制御部２４が指令すると、予測スペクトル密度情報を予測スペクトル密度情報記憶部１３が記憶する。
【００７０】
Ｓ１８０において、カットオフ周波数ｆCの設定をカットオフ周波数設定部１６に制御部２４が指令する。実測スペクトル密度情報記憶部１１が記憶する実測スペクトル密度情報を制御部２４が読み出すとともに、予測スペクトル密度情報記憶部１３から予測スペクトル密度情報を制御部２４が読み出す。実測スペクトル密度情報及び予測スペクトル密度情報をカットオフ周波数設定部１６に制御部２４が出力すると、カットオフ周波数ｆCの設定をカットオフ周波数設定部１６に制御部２４が指令する。その結果、図６に示すように実測スペクトル密度Ｓと予測スペクトル密度Ｓrefとの差が所定値Th1になる周波数をカットオフ周波数ｆCとしてカットオフ周波数設定部１６が設定すると、カットオフ周波数情報をカットオフ周波数設定部１６が制御部２４に出力する。
【００７１】
Ｓ１９０において、カットオフ周波数情報の記憶をカットオフ周波数情報記憶部１７に制御部２４が指令する。カットオフ周波数情報をカットオフ周波数情報記憶部１７に制御部２４が出力し、カットオフ周波数情報の記憶をカットオフ周波数情報記憶部１７に制御部２４が指令すると、カットオフ周波数情報をカットオフ周波数情報記憶部１７が記憶する。
【００７２】
Ｓ２００において、低周波音ｐの分離を低周波音分離部１８に制御部２４が指令する。低周波音情報記憶部７から制御部２４が低周波音情報を読み出して、この低周波音情報を低周波音分離部１８に制御部２４が出力するとともに、カットオフ周波数情報記憶部１７からカットオフ周波数情報を制御部２４が読み出して、このカットオフ周波数情報を低周波音分離部１８に制御部２４が出力する。低周波音ｐの分離を低周波音分離部１８に制御部２４が指令すると、図２に示す低周波音ｐから音響学的低周波音ｐCを低周波音分離部１８が分離し、音響学的低周波音情報を低周波音分離部１８が制御部２４に出力する。
【００７３】
Ｓ２１０において、音響学的低周波音情報の記憶を音響学的低周波音情報記憶部１９に制御部２４が指令する。音響学的低周波音情報を音響学的低周波音情報記憶部１９に制御部２４が出力し、音響学的低周波音情報の記憶を音響学的低周波音情報記憶部１９に制御部２４が指令すると、音響学的低周波音情報を音響学的低周波音情報記憶部１９が記憶する。
【００７４】
Ｓ２２０において、音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCの生成を音響学的低周波音波形生成部２０に制御部２４が指令する。音響学的低周波音情報記憶部１９から音響学的低周波音情報を制御部２４が読み出して、この音響学的低周波音情報を音響学的低周波音波形生成部２０に制御部２４が出力する。音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCの生成を音響学的低周波音波形生成部２０に制御部２４が指令すると、図２及び図７（Ｂ）に示すような音響学的低周波音ｐCの圧力変動波形ＷCを音響学的低周波音波形生成部２０が生成し、音響学的低周波音情報を音響学的低周波音波形情報記憶部２１が制御部２４に出力する。
【００７５】
Ｓ２３０において、音響学的低周波音波形情報の記憶を音響学的低周波音波形情報記憶部２１に制御部２４が指令する。音響学的低周波音波形情報を音響学的低周波音波形情報記憶部２１に制御部２４が出力し、音響学的低周波音波形情報の記憶を音響学的低周波音波形情報記憶部２１に制御部２４が指令すると、音響学的低周波音波形情報を音響学的低周波音波形情報記憶部２１が記憶する。
【００７６】
この発明の第１実施形態に係る周波数特性予測演算装置及び周波数特性予測演算プログラムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの予測スペクトル密度Ｓrefを予測スペクトル密度演算部１２が演算する。このため、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの周波数特性を正確に予測することができる。その結果、高速鉄道の線路近傍の圧力変動を解析することができる。
【００７７】
(2) この第１実施形態では、空気密度ρ0、列車１の速度Ｕ、列車１の最大断面積Ａ0、列車１の全長の断面積分布Ａ、列車１が移動する線路２ａの中心からの離れｒ0、第２種修正ベッセル関数Ｋ0、角周波数ω*、及び原点を列車１の先端にとった場合のこの列車１の長さ方向の座標軸ｘであるときに、予測スペクトル密度演算部１２が予測スペクトル密度Ｓrefを数７によって演算する。このため、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBに音響学的な理論解析を適用することによって、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの周波数特性を予測式によって正確に予測することができる。
【００７８】
(3) この第１実施形態では、予測スペクトル密度演算部１２の演算結果に基づいて、明かり区間を列車１が通過するときに発生する低周波音ｐを、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分と音響学的低周波音ｐCの成分とに低周波音分離部１８が分離する。このため、列車通過時圧力変動ｐA，ｐB以外の成分を低周波音ｐから高精度に抽出することができる。
【００７９】
(4) この第１実施形態では、低周波音ｐの実測スペクトル密度Ｓを実測スペクトル密度演算部１０が演算し、この実測スペクトル密度Ｓと予測スペクトル密度Ｓrefとの差が所定値Th1になるときの周波数をカットオフ周波数ｆCとしてカットオフ周波数設定部１６が設定する。またこの第１実施形態では、カットオフ周波数ｆCに基づいて、低周波音ｐを列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分と音響学的低周波音ｐCの成分とに低周波音分離部１８が分離する。このため、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの影響を取り除くためのカットオフ周波数ｆCを、観測点の位置、列車１の状況や条件に応じて設計し決定することができる。例えば、カットオフ周波数ｆCを10Hz程度に設定することによって、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの影響を1/100以下に低減することができる。
【００８０】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図７に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図９に示す周波数特性予測演算装置５は、図１に示す周波数特性予測演算装置５とは異なり、実測スペクトル密度演算部１０及び実測スペクトル密度情報記憶部１１を備えておらず、図９に示すカットオフ周波数設定部１６によるカットオフ周波数ｆCの決定方法が図１に示すカットオフ周波数設定部１６とは異なる。
【００８１】
図９に示すカットオフ周波数設定部１６は、予測スペクトル密度Ｓrefのピーク周波数ｆPに対してスペクトル比が所定値Th2となるときの周波数をカットオフ周波数ｆCとして設定する手段である。カットオフ周波数設定部１６は、例えば、図１０に示すように、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの予測スペクトル密度Ｓrefが最大値を示すときの周波数をピーク周波数ｆPとし、このピーク周波数ｆPのときのスペクトル比が所定値（しきい値）Th2となるときの周波数をカットオフ周波数ｆCとして設定する。
【００８２】
この発明の第２実施形態に係る周波数特性予測演算装置及び周波数特性予測演算プログラムには、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、予測スペクトル密度Ｓrefのピーク周波数ｆPに対してスペクトル比が所定値Th2となるときの周波数をカットオフ周波数ｆCとしてカットオフ周波数設定部１６が設定し、カットオフ周波数ｆCに基づいて、低周波音ｐを列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの成分と音響学的低周波音ｐCの成分とに低周波音分離部１８が分離する。このため、スペクトル比が予め入力された所定値Th2となる周波数をカットオフ周波数ｆCに設定することによって、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの影響を取り除くことができる。例えば、スペクトル比を1/100程度に設定することによって、列車通過時圧力変動ｐA，ｐBの影響を低減することができる。
【００８３】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
この実施形態では、移動体として列車１を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、高速で走行する磁気浮上式鉄道、自動車、航空機又は飛翔体などの移動体についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、軌道２が複線である場合を例に挙げて説明したが、軌道２が単線又は複々線である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、構造物３としてトンネルを例に挙げて説明したが、トンネル微気圧波を低減するためにトンネル坑口を覆うトンネル緩衝工、軌道２上に架け渡した跨線橋、軌道２上の駅本屋を配置した橋上駅などの構造物についてもこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  列車（移動体）
１ａ  先頭部（前部）
１ｂ  後尾部（後部）
１ｃ  中間部
２  軌道
３  構造物
４  低周波音測定装置
５  周波数特性予測演算装置
６  信号処理部
７  低周波音情報記憶部
８  低周波音波形生成部
９  低周波音波形情報記憶部
１０  実測スペクトル密度演算部
１１  実測スペクトル密度情報記憶部
１２  予測スペクトル密度演算部
１３  予測スペクトル密度情報記憶部
１４  予測演算情報記憶部
１５  予測演算情報入力部
１６  カットオフ周波数設定部
１７  カットオフ周波数情報記憶部
１８  低周波音分離部
１９  音響学的低周波音情報記憶部
２０  音響学的低周波音波形生成部
２１  音響学的低周波音波形情報記憶部
２２  プログラム記憶部
２３  表示部
２４  制御部
Ｐ  通過点
ｐ  低周波音（明かり低周波音）
ｐA，ｐB  列車通過時圧力変動（移動体通過時圧力変動）
ｐC  音響学的低周波音
Ｗ，ＷA，ＷB，ＷC  圧力変動波形
Ｓ  実測スペクトル密度
Ｓref  予測スペクトル密度（周波数特性）
Th1，Th2  所定値（しきい値）
ｆC  カットオフ周波数
ｆP  ピーク周波数
【図１】
0006261046.tif 000014
【図２】
0006261046.tif 000015
【図３】
0006261046.tif 000016
【図４】
0006261046.tif 000017
【図５】
0006261046.tif 000018
【図６】
0006261046.tif 000019
【図７】
0006261046.tif 000020
【図８】
0006261046.tif 000021
【図９】
0006261046.tif 000022
【図１０】
0006261046.tif 000023