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基于CEEMD低通的隧道爆破振动信号去噪
摘要
隧道施工过程中的爆破振动信号是施工过程中不可避免产生的现象，而这些振动信号对周围环境和结构物造成了噪音和破坏。因此，如何对隧道爆破振动信号进行有效的去噪成为了一个重要的研究课题。本文基于复杂经验模态分解方法（CEEMD）低通滤波器，对隧道爆破振动信号进行了去噪研究。通过将CEEMD应用于振动信号，将信号分解成多个本征模态函数（IMFs），随后通过低通滤波器对IMFs进行滤波，最后通过重构可以得到去噪后的信号。本文通过对仿真信号和实际隧道爆破振动信号的去噪实验，验证了基于CEEMD低通的去噪方法的有效性和可行性。
关键词：隧道爆破振动信号；CEEMD；去噪；低通滤波器
1.引言
随着人类社会的发展，隧道建设在城市交通和基础设施建设中起到了不可替代的作用。然而，在隧道施工过程中，爆破振动信号是不可避免的产物，而这些振动信号对周围的环境和结构物造成了噪音和破坏。因此，有效地去除隧道爆破振动信号的噪音成为了一个重要的研究课题。
2.CEEMD方法的原理
复杂经验模态分解方法（CEEMD）是一种信号分解的方法，它将信号分解成多个本征模态函数（IMFs），每个IMF都包含了不同的频率成分。通过对IMFs进行滤波和重构可以得到去噪后的信号。CEEMD方法对于非线性和非平稳信号的分解具有较好的性能。
3.基于CEEMD的隧道爆破振动信号去噪方法
3.1CEEMD的应用
将CEEMD方法应用于隧道爆破振动信号的去噪中，首先将振动信号分解成多个IMFs，然后通过低通滤波器对IMFs进行滤波，最后通过重构可以得到去噪后的信号。
3.2低通滤波器的选择
在选择低通滤波器时，需要考虑滤波器的截止频率和滤波器的阶数。截止频率应根据信号的特点和需要去除的噪音频率选择，阶数应根据滤波器的性能和计算复杂度进行权衡。
4.仿真实验
通过对虚拟信号的仿真实验，验证了基于CEEMD低通的隧道爆破振动信号去噪的方法的有效性和可行性。通过对比去噪前后的信号能量、信噪比和频谱特征等指标，可以明显地看出去噪后的信号质量得到了显著的提高。
5.实际应用实验
通过对实际隧道爆破振动信号的去噪实验，验证了基于CEEMD低通的隧道爆破振动信号去噪方法的适用性。实验结果显示，该方法在处理实际振动信号上仍然具有较好的去噪效果。
6.结论
本文基于CEEMD低通滤波器对隧道爆破振动信号进行了去噪研究。通过对仿真信号和实际振动信号的实验验证，证明了该方法的有效性和可行性。未来的研究可以进一步优化CEEMD方法和滤波器的性能，以提高去噪效果。
参考文献：
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