基于EMD-Wavelet模型的实时交通流噪声数据清洗方法

针对实时交通流数据的噪声污染,将具有处理非平稳非线性信号优势的经验模式分解方法(EMD)和小波变换(wavelet)相结合,构建EMD-Wavelet组合清洗模型.该模型首先将实时交通流序列进行经验模式分解,然后将含有噪声的高频分量用小波变换进行软阈值去噪,最后将去噪后的高频分量、未去噪的低频分量和残量进行重构,形成清洗后数据序列.通过实验表明:该方法的去噪效果要好于单独使用小波变换和EMD法,是一种有效可靠的实时交通量噪声数据清洗方法.     

一种基于EMD和小波阈值的桥梁振动信号混合去噪方法

在对桥梁进行健康监测的过程中,桥梁振动信号易受外部环境干扰而产生噪声,影响桥梁真实振动数据的获取与分析.为了减少噪声带来的影响,提出一种基于经验模态分解法(EMD)与小波阈值的混合去噪方法.该方法先通过EMD分解信号获得高频固有模态函数(IMF)分量,然后选取IMF分量使用小波阈值去噪,最后重构IMF分量获得去噪后的信号.结果 表明,基于EMD和小波阈值混合去噪能有效地滤除干扰噪声信号,且去噪效果优于单一的EMD分解去噪法和小波阈值去噪法.这一结果为桥梁振动信号的去噪处理提供了有意义的参考.     

基于零空间追踪和SWT的柴油机信号降噪研究

为减少柴油机振动信号的噪声干扰,提取有用的信息,提出了一种基于零空间追踪算法和同步压缩小波变换相结合的组合降噪方法,利用压缩小波对主频信号精细重构的优点与零空间追踪算法的自适应分解的特点对信号进行降噪处理。该方法相比 EMD 更加适应柴油机振动信号特点,仿真和实例信号表明,该方法取得了较好的降噪效果。     

弱GNSS信号下基于EMD和LSTM的车辆位置预测方法研究

针对弱GNSS环境下组合导航（INS/GNSS）系统存在的定位偏差问题，提出一种基于经验模态分解和长短期记忆网络的车辆位置预测算法。首先，针对训练数据中噪声较大的惯导数据，提出一种融合经验模态分解与离散小波变换的降噪算法。该算法基于噪声能量估计和各阶本征模态函数的功率谱密度函数，提出一种确定混合模态函数阶数上下界的方法，并采用离散小波变换硬阈值法对混合模态函数进行滤波处理，最终利用经过处理的各阶模态函数重构原始数据以达到降噪目的。训练数据经过预处理后，采用改进的堆叠式长短期记忆网络离线训练位置预测模型，利用该训练模型可在线实时进行位置预测。针对车辆定位序贯数据预测，提出一种局部数据降噪方法，该方法利用一定长度时间窗口的历史数据，通过线性最小二乘给出当下时刻数据的预估值，并与实际量测值进行滑动平均滤波，优化位置预测的结果。在封闭场地模拟隧道环境下，对长短期记忆网络输入端进行局部数据降噪与不进行降噪处理比较，经度和纬度的归一化均方误差分别下降了13.34%和9.38%，经度和纬度的归一化平均绝对误差分别下降了8.64%和5.41%；在复杂城市交通环境下，检验提出的方法，经度和纬度的归一化均方误差分别下降了6.51%和5.66%，经度和纬度的归一化平均绝对误差分别下降了5.70%和8.23%。试验结果表明，在弱GNSS信号环境下，提出的车辆位置预测方法有效提高了车辆定位精度和稳定性。     

小波方法在信号降噪处理中的应用

小波方法是一种时频分析方法,在信号降噪中具有十分广泛的应用,文章通过模拟信号分析了当信号中包含有大量噪声时,采用EMD分解方法不能很好的提取原始信号中所包含的频率成分。采用文章给出的阈值函数可以有效的消除原始信号中包含的噪声,使得原始信号中包含的频率成分可以有效的通过EMD分解得到。文章的研究对于汽车零部件实测信号的降噪处理和频率特征的提取具有一定的参考。     

基于EMD和分形高斯噪声的陀螺仪噪声滤波方法研究

为降低MEMS陀螺仪输出信号中低频噪声提高信号精度,提出一种采用基于EMD和分形高斯噪声的滤波方法。陀螺仪输出的横摆角速度信号使用滑动窗口法,对窗口数据进行聚合方差法估计Hurst参数,并通过EMD分解窗口数据获得各层IMF分量及余项,计算窗口阈值并进行阈值处理选择,逐步处理滑动窗口数据,将处理后的IMF分量和余项整合,得出滤波后的信号数据。通过仿真实验验证及实车数据验证,证明滤波方法对信号噪声精度提高的可行性。     

基于GCV准则和改进阈值函数的小波去噪方法研究

为了准确确定小波阈值,改善阈值函数的降噪效果,提出一种基于GCV准则确定阈值和改进的阈值函数相结合的小波去噪方法。首先对信号进行小波变换,定义基于小波系数的GCV函数,通过对其进行优化求解最小值来选取小波阈值,然后采用改进的阈值函数对小波系数进行处理,最后对处理后的小波系数进行重构,得到去噪后的信号。通过一已知信号和噪声的数值算例,对比了该方法与常用的确定阈值方法和软阈值函数的去噪效果,验证了该方法具有更好的去噪效果。应用该方法,对一座斜拉桥的健康监测系统采集的实测挠度数据进行分析处理,结果表明,该方法有效降低了噪声影响,降噪后的挠度与数值结果接近。     

基于EMD和HHT的内燃机瞬时转速信号分析

简述了经验模态分解(EMD)和Hilbert-Huang变换(HHT)的基本方法和原理,对4缸汽油机在转速2 500 r/min、扭矩83.6 N.m工况下的瞬时转速信号进行了EMD分解,将分解后的各个固有模态函数(IMF)分量作了HHT变换和FFT变换,得到了各IMF分量的瞬时频率和瞬时幅值随时间变化的关系,结合内燃机理论,分析各个分量产生的原因。研究结果表明,EMD算法能够有效地分离瞬时转速信号中的各个频段的信息,并且各IMF分量都有其物理意义。     

基于EMD聚类与ARMA的交通流量预测方法

为了准确掌握未来交通流量的变化趋势,提高高速公路路网的管理效率,采用经验模态分解(EMD)和自回归滑动平均(ARMA)模型,提出了一种短时交通流量预测方法。根据高速公路收费站数据,使用EMD将统计的时间序列分解为有限个固有模态分量,对固有模态分量使用模糊C均值聚类,再采用ARMA将聚类后的固有模态分量进行预测,最后把每个分量预测值求和得到交通流量预测值。实例仿真计算表明,该算法比直接使用ARMA模型进行预测具有更高的预测精度,是一种有效的短时交通量预测方法。     

基于小波阈值法的汽车车轮垂向力降噪

研究了小波阈值降噪技术的原理与方法,分析降噪效果的评价指标.分别采用4种阈值法则,对某轿车在襄樊试验场铺设路面上测得的车轮垂向力信号进行降噪处理;并设定新的降噪效果评价指标,结合降噪后信号的时域和频域特点,对不同阈值法则降噪处理后的信号进行对比,结果发现采用极小极大准则阈值法则对车轮垂向力信号的降噪处理结果更为准确可靠...     

基于小波去噪和神经网络的滑坡变形组合预测研究

基于滑坡的变形监测数据,首先探讨了小波去噪过程中各参数对去噪效果的影响规律,选取最优的小波去噪数据作为趋势项序列和误差项序列的分解依据,再利用BP神经网络和RBF神经网络对两序列进行预测,并与传统预测进行对比分析,最后对组合预测的效果进行探讨研究。结果表明:在滑坡变形数据的去噪过程中,以采用sym 4小波函数、固定式阈值、硬阈值选取阈值和7层小波分解时的去噪效果最好,并由后期预测结果可知其分项预测的效果要优于传统单项预测的效果,且线性组合预测对误差精度的提高有限,而非线性组合预测对误差精度的提高较大。通过上述研究,为滑坡的变形组合预测研究提供了一种良好的方法。     

基于VMD-MD-Clustering方法的航班延误等级分类

针对航班数量逐年增加导致的航班延误日益频繁问题,研究对航班延误等级分类的方法,从而为制定针对性措施,降低航班延误造成的损失提供理论基础。从时间、空间和效率3个方面确定航班延误时间、航班飞行时间、延误影响人数和航程这4个数值属性指标,以及过站是否经停、飞机载客量2个类属性指标,共计6个评估指标构建航班延误等级分类模型。提出了1种基于变分模态分解（VMD）、马氏深度（MD）函数和K-means数据聚类（Clustering）的航班延误等级分类方法（以下简称V-M-C方法）。V-M-C方法将非正态、非平稳的多维航班延误数据视作含噪声的信号序列进行处理,通过VMD降噪获得正态、稳定的多维信号数据;利用MD函数进行降维处理得到一维的稳定信号数据;使用K-means方法对得到的一维数据进行聚类,对航班延误等级分类。为确定航班延误等级分类精确性,采用带惩罚权重的支持向量机（SVM）对分类结果进行分析,可以在一定程度上提高V-M-C方法的普适性。以某大型枢纽机场某月的航班运行数据为例,只使用K-means算法的航班延误等级分类精度为81.9%,而V-M-C方法对航班延误等级分类精度可提升至95.41%。实验结果表明,V-M-C方法的分类准确率更高,能够帮助机场根据相应延误等级制定预案,保障航班整体运行正点率。      

基于小波分析的大跨径桥梁健康监测数据预处理研究

针对小波分析方法在桥梁健康监测系统中面临的小波基函数合理选择问题,采用一周期性仿真信号作为算例,考察了在其他研究领域内广泛用来进行信号去噪的Haar、Db、Sym、Coif、Bior、Rbio、Dmey等7种小波基函数,选取出去噪效果最显著的Bb8小波基函数.依托已建立的江阴大桥健康监测系统,对具有明显周期性的塔顶GPS的竖向数据进行去噪计算,并将计算结果与采用低通滤波进行去噪的结果进行比较分析.结果表明:由于小波方法采用了比低通滤波方法更为细致的处理方法,其去噪效果比低通滤波方法更有效.     

隧道爆破信号主分量特征提取与毫秒延期识别研究

为了准确揭示隧道爆破振动信号所包含的反映爆破特征参数的重要信息，通过EMD分解与交叉小波变换组合分析方法对实测爆破信号进行分析，得到各分量与原信号的相关性系数，从而准确判别出信号的主分量。再依据相关性系数对包含主分量在内的相关分量重组并进行Hilbert变换取模值，精确识别出隧道采用的各段别雷管的毫秒延期时间。结果表明： 组合方法确定的主分量及相关分量重组信号能够突出爆破信号的主要特征，对隧道爆破信号的分析效果好。     

基于火焰区域跳动特性的高速公路隧道火灾火焰检测方法

为了准确检测高速公路隧道火灾火焰,提出一种基于火焰区域跳动特性的火焰检测方法,其利用小波变换的高频敏感性来分析高速公路隧道视频火焰区域的高度变化特性。首先对视频图像进行背景更新,提取运动区域并滤除移动车辆的灯光干扰;然后在HSI颜色模型下识别出类似火焰颜色的疑似区域。疑似区域变化是火焰跳动特性的直接体现,故基于这一特点,对连续多帧图像疑似区域的高度变化曲线进行小波分解,并利用小波高频分量系数的局部极大值数量来判断视频图像中是否存在火焰。仿真试验结果表明,此种算法具有很高的准确性和有效性。     

基于自适应奇异值标准谱和EMD的柴油机故障诊断

针对柴油机多发故障,提出了自适应奇异值标准谱和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合的故障诊断模型。通过计算平均最近邻域发散度和奇异值标准谱的方法自适应地选择奇异值分解的嵌入维数和重构阶数,提高了奇异值分解降噪的精度。对降噪后的信号进行EMD分解,并利用调整余弦相似度标准提取反映信号真实特征的主固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),进而提取故障特征参数。将此模型应用于F3L912柴油机进气门漏气、单缸失火和多缸失火等故障的诊断,通过提取峭度和过零率作为故障特征,获得了较高的故障分类准确率。     

采用改进的集总平均经验模态分解法的内燃机气门拍击激励与燃烧激励分离的研究

提出了一种改进的集总平均经验模态分解(M-EEMD)方法,并阐述了其基本原理。通过仿真试验,证实了M-EEMD不仅能够很好地解决经验模态分解(EMD)中模态混叠问题,而且能够抑制集总平均经验模态分解(EEMD)的噪声残余和模态分裂等问题。作为实例,对一个4缸4冲程内燃机气缸盖罩的振动信号进行M-EEMD分解,并对分解得到的IMF分量进行时频分析。结果表明M-EEMD能够成功地将内燃机气门拍击引起的机械激励成分与燃烧激励成分分离。     

Research on the sound metric of door-slamming sound based on leaky integration and wavelet decomposition

The evaluation of the sound quality of door-slamming has become one of the important issues in vehicle noise, vibration and harshness (NVH) analysis. For the sound quality evaluation of door-slamming, a new sound metric, named as sound metric based on critical band wavelet decomposition (SMCBWD), is developed. In the new sound metric, the sound signals of door-slamming are sampled and the signal component of the door-slamming sound which has the great influence on the quality of door-slamming is extracted by using the leaky integration method. The extracted signal component is then decomposed by wavelets based on the critical bands and the coefficients of wavelet decomposition are calculated. Based on the energy of the frequency weighted wavelet decomposition coefficients, the new sound metric, SMCBWD, is calculated. In order to verify the effectiveness of SMCBWD, the correlation coefficients between the new sound metric and the subjective sound quality performance value of door-slamming, as well as between the traditional sound metrics (loudness, sharpness) and the subjective sound quality performance value of door-slamming have been calculated, respectively. The results show that the new sound metric developed in this paper has the higher correlations with the subjective sound quality performance value when compared with the traditional sound metric of loudness and sharpness. Thus, SMCBWD can be used to evaluate the sound quality of door-slamming more accurately.