基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型

摘要

由于爆破区域地形地质条件的复杂、监测仪器的误差、振动传播介质的反射以及磁场的干扰等原因，采集的原始爆破振动信号常常会掺杂大量的噪声，针对此问题提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的信号降噪光滑模型。此模型将爆破振动信号进行CEEMD,基于分解所得到的IMF分量建立低通滤波算法。根据滤波算法的相似度与光滑度，构造目标函数并计算最优解，其对应的滤波算法模型即为爆破振动信号的最优降噪光滑模型。通过构造仿真信号验证了降噪光滑模型算法的可行性，并将模型应用了实际露天深孔爆破振动信号的研究。采用信噪比和均方根误差两种指标对比经验模态分解(EMD)方法、小波阈值法、CEEMD-小波阈值法与滤波算法模型BP3的降噪效果，验证了降噪光滑模型在对露天矿山爆破振动信号降噪方面的有效性，并通过频谱分析进一步验证了降噪光滑模型较CEEMD-小波阈值法的优越性。结果表明：基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型具有良好的降噪能力，能够在保留原始爆破振动信号真实特征信息的前提下对信号进行降噪，且降噪效果优于EMD方法、小波阈值法和CEEMD-小波阈值法。

关键词

露天深孔爆破 / 振动信号 / CEEMD / 低通滤波 / 降噪光滑模型

基金资助

河北省教育厅在读研究生创新能力培养资助项目(CXZZBS2023124); 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2023166); 河北省自然科学基金(E2016209388)