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振动与冲击

第42卷第10期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.42No.102023

基于改进的MEEMD的隧道掘进爆破振动信号去噪优化分析

周红敏,赵事成,赵文清²,王双²,郝广伟,张宪堂

(1.山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;

2.山东省路桥集团有限公司,济南250011)

摘要:爆破振动信号受现场条件限制,多为复杂含噪信号,对降噪方法的性能提出更高要求。为了获得真实振

动特征,建立了一种基于改进的总体平均经验模态分解(modifiedensembleempiricalmodedecomposition,MEEMD)的联合

去噪方法。首先,将原始信号进行MEEMD分解得到本征模态分量(intrinsicmodefunction,IMF),结合相关系数和样本熵

(sampleentropy,SE)-Hurst指数进行IMF分类;然后,针对含噪IMF分量中的残留噪声,使用最小均方(leastmean

square,LMS)自适应滤波进行降噪,达到信号去噪的目的。算法对比结果表明:在仿真试验中,MEEMD-LMS相较互补集

合经验模态分解(complementaryensembleempiricalmodedecomposition,CEEMD)、快速集合经验模态分解(fastensemble

empiricalmodedecomposition,FEEMD)等方法表现出更优的降噪性能;在隧道掘进爆破的实例分析中,MEEMD-LMS相

较MEEMD对高频噪声的降噪效果更好,低频段频谱更清晰,具备良好的适用性。

关键词:隧道掘进;爆破振动;改进的总体平均经验模态分解(MEEMD);最小均方(LMS)滤波;本征模态分量(IMF)

评价

中图分类号:U455文献标志码:AD0I:10.13465/j.cnki.jvs.2023.010.010

Vibrationsignaldenoisingoptimizationanalysisintunnelexcavation

basedonimprovedMEEMD

ZHOUHongmin,ZHAOShicheng,ZHAOWenqing,WANGShuang”,

HAOGuangwei?,ZHANGXiantang

(1.ShandongKeyLaboratoryofDisasterPreventionandMitigationofCivilEngineering,ShandongUniversityof

ScienceandTechnology,Qingdao266590,China;2.ShandongLuqiaoGroupCo.,Ltd.,Jinan250011,China)

Abstract:Blastingvibrationsignalsarelimitedbyfieldconditions,whichmostlycontainnoiseandrequirehigh

performanceofnoisereductionmethods.Inordertoobtaintherealvibrationcharacteristics,ajointdenoisingmethod

basedontheimprovedmodifiedensembleempiricalmodedecomposition(MEEMD)algorithmwasestablished.Firstly,

the

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