基于小波降噪的隧道围岩监测数据分析

隧道围岩监测数据中含有大量的随机误差,为了消除或削弱随机误差的干扰,通常对观测数据进行降噪处理。基于小波分析理论,利用小波降噪技术,以某隧道的围岩监测数据为例,选择了db3小波函数和heursure软阈值对围岩接触压力进行降噪处理,并用5-15-1BP神经网络对降噪前后的结果进行了预测比较,训练步数分别为2 448步和450步,未降噪的围岩压力预测的误差总体上要比降噪后的误差大。实际计算结果表明,小波去噪合理有效,能够敏感识别观测噪声和有用信息,适合于隧道围岩监测的数据分析。     

基于功效系数法的隧道结构健康监测系统预警研究

引入功效系数法完成健康监测系统中多个传感器监测数据的加权综合,实现隧道结构稳定性的实时预警(评价)。结合健康监测系统特点,提出利用同一时刻各传感器监测数据支持度来确定预警指标体系(最佳融合数据组)的方法,解决了功效系数法中指标体系选取困难的问题。选择三标度法确定指标权重,有效克服了1~9标度法主观性强、判断矩阵一致性差的缺点。将所提方法应用于武汉长江隧道健康监测系统预警中,首先,从4只表面应变计、6只测缝计监测数据中选择支持度大于0.1的数据构成预警指标体系。然后,利用三标度法确定各指标权重。最后,计算得到总功效系数值完成隧道预警,预警结果与隧道实际运营状况相符。功效系数法在隧道结构健康监测预警中具有很好的适用性。     

改进的小波阈值法及其在地震数据降噪处理中的应用

野外地震数据受到各种随机因素干扰,需要对随机噪声进行去除。小波分析中的软、硬阈值法是有效的地震数据降噪方法,但由于算法本身特性使得降噪具有一定的缺陷。因此,文中提出了一种改进的小波阈值降噪算法。首先构建了改进的阈值方法模型并对其功能进行了研究,确定了sym3为改进的阈值算法的最佳小波基以及最佳小波分解的层数为3层。利用仿真实验证明了改进的阈值方法降噪能力具有有效性,并通过均方差(RMSE)和信噪比(SNR)对新算法降噪效果进行了评价。最后,将本文提出的算法应用于实际地震数据降噪处理,结果发现改进的阈值法能够有效地去除地震数据中的各类随机噪声,通过与软、硬阈值法降噪效果进行对比研究,结果得出改进的阈值方法降噪效果更理想。     

基于Matlab的小波分析在基坑监测数据处理中的应用

基坑监测数据受测试仪器、监测环境、监测人员等因素的影响,所采集的数据中会存在噪声和含有一些与实际情况不符的异常值,这些噪声和异常值在一定程度上破坏了监测数据的真实性,可采用小波分析对其进行降噪处理和异常值检测。小波分析将监测数据当作不同频率的数字信号序列,利用Matlab中的小波分析对上海某基坑支撑轴力监测数据进行了降噪处理和异常值检测,发现小波分析在基坑监测数据降噪处理和异常值检测中是有效的,可为基坑监测数据的处理提供借鉴。     

基于小波变换的阈值降噪方法在地震资料处理中的应用

这里主要讨论了小波变换阈值降噪方法的基本原理,并且将广泛使用的通用阈值方法与Birge-Massart阈值方法进行了比较,展现了Birge-Massart阈值选取方法的优越性。通过对模拟数据和实际地震资料的处理结果表明,基于小波变换的Birge-Massart阈值降噪方法对地震信号降噪具有很好的效果。     

基于DB小波阈值去噪的航空重力数据试验

利用Mallat快速算法实现离散小波变换,选用DaubechiesN小波系为小波基函数,通过理论模型数据验证了方法设计的可靠性。在对实测航空重力数据进行去噪过程中,根据重力异常信号频带特点,采取多层分解和阈值策略进行自由空气重力异常的提取。试验进行了6～8层的分解,采用了强制阈值去噪和施加软阈值去噪,并进行了对比,结果表明基于DB小波阈值去噪所获得的自由空气重力异常与GT-1A系统滤波结果基本吻合。     

基于经验模态分解的曲波阈值去噪方法

针对曲波阈值去噪方法阈值选取单一造成的有效信号损失或随机噪声压制不完全的问题,笔者提出了一种基于经验模态分解的曲波阈值去噪方法。该方法首先对带噪信号进行经验模态分解得到一系列固有模态函数,根据每个固有模态函数所含噪声强弱的不同,选取不同的阈值分别对分解得到的含噪固有模态函数进行曲波阈值降噪处理;最后将去噪后的固有模态函数与不含噪声的固有模态函数进行信号重构得到最终压噪的结果。由于引入经验模态分解,对分解得到的不同含噪程度的固有模态函数,选取不同的阈值进行处理,这样能够有效减小直接曲波阈值方法阈值选取单一产生的问题。模型和实际数据试算表明,该方法在提高数据信噪比的同时,能够有效地保留有效信号,是一种相对保幅的去噪方法。     

小波分析的原理及其在电磁感应仪EM38数据分析中的应用

利用小波变换对澳大利亚新南威尔士Mandamah地区所测得EM38数据进行全局阈值消噪处理,通过分解与重构,从中提取有效信息,去除干扰,得到去噪后的数据。将去噪后的数据与地球化学铜元素的异常特征和已知的铜矿化区域进行分析与对比,推测出该地区的铜矿化预测区。该方法能有效地去除噪声,又不会损失有用信息。实际资料处理结果表明：小波分析方法在EM38数据处理中可以起到独特的作用与效果。     

水下盾构隧道运营期管片应变增量变化规律研究

掌握水下盾构隧道运营期结构正常响应规律是进行结构异常响应预警的前提。基于武汉长江隧道健康监测系统,首次获得了长期运营过程中（2013－2020年）管片应变监测数据,系统研究了应变增量分布规律、应变增量与温度增量和水位增量的关联关系、以及相邻管片应变增量空间的关联关系,提出了基于应变增量的结构异常响应预警方法并确定了相应的预警阈值。研究结果表明：（1）正常运营期应变增量分布尾部比正态分布更重,指数分布可以较好地描述应变增量绝对值的分布规律;（2）应变增量难以预测,但是其变化范围可以通过统计分析确定,据此可提出一种结构异常响应单测点预警方法并确定其预警阈值;（3）正常运营期间,相邻管片应变增量存在一种“你胀我缩”的变形模式,使得相邻管片平均应变增量能被约束在一个相对较小的变化范围,据此可提出一种结构异常响应多测点联合预警方法并确定其预警阈值。     

基于小波的被动声纳降噪研究

基于小波的降噪理论,研究了水下舰船辐射噪声的被动声纳降噪问题。通过对船辐射噪声的建模和仿真,分析对比了不同方法对舰船辐射噪声信号降噪的效果,并利用各种小波基和采用不同阈值条件下对信号进行降噪处理的效果。该研究在分析对比的基础上,进行小波包软阈值去噪并且取得了较好的效果,对被动声纳降噪提供了较好的应用前景。