本发明涉及城市轨道交通环境振动预测领域，具体涉及一种城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法。
背景技术：
1、随着城市轨道交通的快速发展，在轨道交通建设各阶段，对线路沿线区域进行快速、大范围的振动响应预测非常重要。
2、现有的城市轨道交通环境振动预测方法主要分为经验法、数值法和混合预测法。经验法基于已有测试数据或预测模型，计算效率高但精度低；数值法使用有限元等模型进行振动分析，具备较高精度，但只能针对单一预测点，且模型复杂，计算时间长，计算准确度受人为输入参数的影响较大；混合预测法是将实测数据与数值模型相结合进行预测，预测精度高但预测成本高、周期长。
3、城市轨道交通的建设具有覆盖范围广、地面环境复杂等特点。在新线建设的可行性研究阶段，传统的预测方法一般通过经验判断法或经验预测公式筛选敏感目标点，但只能大概估计振动量级，无法提供具体的振动信号信息(如时程曲线、频谱曲线、1/3倍频程谱等)。
4、城市轨道交通环境振动的研究对象是一个涉及列车、轨道、隧道、地层、建筑物等多子系统耦合的复杂系统，这个复杂系统内存在大量的随机性因素，例如由于潮汐客流及不同列车通过导致的振源激励的随机性，由轮轨磨耗、轨道不平顺、轨道施工质量缺陷、轨道病害等因素沿轨道方向的随机性，以及上述因素随着时间增长的量值变化所导致的环境振动量级的随机性，另外还有土层的分层以及土的物理力学参数在空间分布上的随机性等。而对这个系统进行模拟时所得的环境振动预测结果也具有较强的随机性。目前城市轨道交通振动的预测方法基本上未考虑这种随机性，都属于确定性预测，因而无法对预测结果的概率分布和误差估计进行科学的描述，预测结果也无法进行科学的评价。
5、因此，亟需一种不依赖于复杂的数值模型计算和大量现场实测工作的快速预测方法，仅通过新建线路的土层钻孔资料、隧道设计资料、列车和轨道设计资料，就能够准确预测全线路所有敏感点的振动响应。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法解决了现有城市轨道交通环境振动预测方法难以兼顾预测效率与精度的问题，且既可以进行确定性预测，还可以进行概率性预测。
2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、提供一种城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其包括以下步骤：
4、s1、获取目标城市轨道交通线路地下段全线路的基础参数；其中基础参数包括车辆参数、轨道参数、隧道参数和地层参数；
5、s2、将基础参数作为训练后的机器学习模型的输入，通过训练后的机器学习模型预测该目标城市轨道交通线路地下段全线路上所有预测点对应的支点反力序列和传递函数序列；
6、s3、对于该目标城市轨道交通线路地下段全线路上所有预测点，在频域内将预测得到的支点反力序列和传递函数序列相乘并叠加，得到全线路上所有预测点环境振动响应的预测结果。
7、本发明的有益效果为：
8、1、本方法无需大量现场实测和数值模型计算，即可实现全线路环境振动的快速预测，适用于各种形式的城市轨道交通工程，预测结果可以提供全面的振动信号信息。为城市轨道交通线路的选线优化、减振设计、运营管理、养护维修等工作提供决策参考和技术支持，降低城市轨道交通建设项目在减振降噪方面的决策风险，提升城市轨道交通工程项目环境振动影响评价的水平与质量。
9、2、本方法支持确定性预测和概率预测，便于提供不同的预测结果。通过确定性预测可以得到确定性的预测结果，便于针对性地进行减振降噪方案设计。通过概率性预测可以提供更全面的决策参考和技术支持，相比确定性预测风险更小，科学性和安全性更高，可以更有效降低城市轨道交通建设项目在减振降噪方面的决策风险。
10、3、本方法可构建轨下支点反力数据库和传递函数数据库，为城市轨道交通既有线运营管理和新建线路设计提供基础数据支持。
1.一种城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其特征在于，车辆参数包括车辆类型、车辆速度和车轮不平顺；轨道参数包括轨道线形、轨道类型、轨道不平顺、轨道阻尼和轨道刚度；隧道参数包括隧道结构形式和隧道埋深；地层参数包括土层类别、土层分层和土层物理力学参数。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其特征在于，机器学习模型在训练过程中包含如下操作：
4.根据权利要求3所述的城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其特征在于，通过列车-轨道耦合解析模型计算轨下支点反力序列的表达式为：
5.根据权利要求3所述的城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其特征在于，通过基于实测钢轨振动加速度的轨下支点反力解析模型计算在移动轮轨接触力作用下的轨下支点反力的表达式为：
6.根据权利要求1所述的城市轨道交通地下段全线路环境振动响应的快速预测方法，其特征在于，环境振动响应预测结果计算表达式为：
