[發(fā)明專利]一種去除振動(dòng)觀測信號中背景振動(dòng)的有效方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310471586.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103528671A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭鑫;葛建銳;解恒燕;陶夏新;王福彤
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去除振動(dòng)觀測信號中背景振動(dòng)的有效方法，屬于信號技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，在公路、軌道交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動(dòng)問題的研究中，現(xiàn)場實(shí)測是不可缺少的有效手段。然而，觀測獲得的數(shù)據(jù)不僅包含車輛運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)，還含有附近工廠機(jī)器設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)、建筑施工現(xiàn)場產(chǎn)生的振動(dòng)、地脈動(dòng)以及由觀測設(shè)備、觀測方法產(chǎn)生的觀測誤差，此類干擾振動(dòng)或誤差通常稱為本底振動(dòng)。在現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的處理過程中，人們總是希望把周圍環(huán)境的影響降到最低，從而突出交通運(yùn)輸工具運(yùn)行對環(huán)境造成的影響。在距離交通線路非常近的區(qū)域本底振動(dòng)的影響可以忽略，而在距離線路較遠(yuǎn)區(qū)域必須考慮本底振動(dòng)的影響。為了考查場地土層速度結(jié)構(gòu)等因素對環(huán)境振動(dòng)的影響，必須保證若干測點(diǎn)與線路有一定距離，本底振動(dòng)必然對觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。只有有效地清除這些干擾因素，對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，才能對交通系統(tǒng)誘發(fā)的環(huán)境振動(dòng)問題進(jìn)行準(zhǔn)確和客觀的分析。

在以往的技術(shù)中，主要有三種方法去除觀測數(shù)據(jù)中本底振動(dòng)的影響。自功率譜法是假設(shè)交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動(dòng)與其他因素引起的本底振動(dòng)為相互獨(dú)立的隨機(jī)過程，通過對觀測功率譜密度的修正去除本底振動(dòng)。實(shí)際上，在同一測點(diǎn)獲得的這兩部分振動(dòng)不可能完全獨(dú)立，相同的場地條件會使兩者具有一定程度的相關(guān)性，導(dǎo)致自功率譜法在去除本底振動(dòng)時(shí)會有不足。對此，本發(fā)明提出一個(gè)可以考慮本底振動(dòng)與觀測記錄之間相關(guān)性的本底振動(dòng)去除的修正方法，以減少本底振動(dòng)帶來的誤差，尤其是低頻部分振動(dòng)級計(jì)算偏差的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一個(gè)可以考慮本底振動(dòng)與觀測記錄之間相關(guān)性的本底振動(dòng)去除的修正方法，以減少本底振動(dòng)帶來的誤差，尤其是低頻部分振動(dòng)級計(jì)算偏差的可能性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種去除振動(dòng)觀測信號中背景振動(dòng)的有效方法，采用以下計(jì)算步驟：

觀測得到的環(huán)境振動(dòng)由交通的環(huán)境振動(dòng)和本底振動(dòng)兩部分組成，可以表達(dá)為

h_T(t)=h_O(t)-h_B(t)???(1)

式中，h_T(t)為交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動(dòng)時(shí)程，h_O(t)為觀測記錄總時(shí)程，h_B(t)為本底時(shí)程。h_O(t)是觀測得到的，h_B(t)也可以通過觀測沒有車輛通過時(shí)測點(diǎn)的振動(dòng)獲得。

對(1)式兩邊做Fourier變換，得

H_T(f)=H_O(f)-H_B(f)???(2)

其中，H(f)表示h(t)的Fourier譜。對(2)式兩邊求幅值的平方，