从火车驶过的声音推测时速

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该音频文件为铁路边一列火车货车驶过的录音截取,虽不如笑话段子里“一列火车经过,况且况且况且......”那样明显的车轮与铁轨碰撞声,但仍能分辨出车轮碰撞铁轨缝隙的哐当声。

火车铁轨并非一整块长条,而是由无数条数米长的钢轨拼接而成,旧式钢轨拼接后留有数毫米缝隙(高铁轨道采用无缝钢管衔接,行驶时无该噪音),当火车车轮经过该缝隙时微下沉发出哐当声。


利用音频编辑工具Goldwave打开该音频:

当车轮经过铁轨缝隙时发出较响的音波声纹,每隔四声一轮回。


每节货车车厢有四组车轮,铁轨左右两边各两组,每组车轮有两个主轮,因每节车厢前两组车轮与上一节车厢的两个车轮间距更近,因此连续四声为上节车厢后两主轮与该节车厢前两主轮接触铁轨缝隙所发出的声音。

国内一节标准货运篷车车长15.5米,前后车轮轴间距约11米,同组轮子间轴距约1.35米。

接着取值进行计算,速度=距离/时间

距离选取有三种(该距离为火车经过定点缝隙驶过的车厢距离):

1 车厢前组车轮两车轮轴间距

2 车厢前组车轮前轮与上一节车厢后组车轮后轮轴间距

3 车厢前组车轮后轮与后组车轴前轮轴间距

因火车速度相对较快,音频间隔识别精准度有限,距离间隔越大计算结果越精确,因此选择3,前后轮间距为11-1.35=9.65米(当然取音频中距离更长、多次循环点计算平均值更准确)

再用音频工具将声音时间轴拉长调细,后车轮响为音频的1.7秒时间点,前车轮响约为1.23秒时间点。

后轮减去前轮为经过的时间1.7-1.23=0.47秒。

火车行驶速度(瞬时内基本可看作匀速)= 行驶距离/通过时间 = 9.65m/0.47s 约等于20.53米/秒,换算成时速约为74km/小时。


当代货运火车时速通常能过百公里,该时速较低,可能正处于起步加速或快到站减速中。

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