基于瞬变电磁雷达的检测技术及其在隧道衬砌中的应用

基于自主研发的瞬变电磁雷达技术对铁路隧道衬砌质量进行检测,结合双极性叠加法与小波去噪法对采集信号作去噪处理,利用欠阻尼探测天线,得到隧道衬砌各部位缺陷特征;结合地质雷达（GPR）检测和现场钻孔数据,通过典型图像分析,对比瞬变电磁雷达在探测深度、图像分辨率方面与地质雷达的差异,总结其相对于普通衬砌检测雷达所具有的优势。综合分析表明,瞬变电磁雷达应用于衬砌检测具有如下特性：（1）探测深度较大,穿透性较强;（2）图像分辨率较高,电磁波反射具有体积效应,成像直观清晰;（3）操作更便捷,雷达主机与采集终端为无线数据传输且设备轻便,可单人操作,数据可现场处理,从而可快速实时查看隧道衬砌缺陷,并标定衬砌缺陷部位便于后续处理。     

隧道衬砌背后脱空识别的改进瞬变电磁雷达法

针对衬砌背后脱空检测图像特征不显著、脱空定位及范围识别准确性较低等技术难题，以瞬变电磁理论为基础，结合隧道衬砌结构检测需求，提出了隧道衬砌背后脱空识别的改进瞬变电磁雷达法；通过改善发射系统关断时间增大探测深度；利用接收线圈等效电路及弱信号增强算法提升成像分辨率；在剔除强干扰信号并增大发射磁矩基础上，采用圆滑滤波处理及多周期叠加采样抑制数据噪声；基于视电阻率差异建立衬砌结构相关介质的TER图谱，通过不同类型混凝土构件的多种组合进行室内衬砌缺陷模拟检测试验，初步评估改进TER法检测衬砌背后脱空的可行性及其检测精度；在北京市地铁6号线郝北隧道进行了现场实际检测与应用，综合对比了TER检测图像与管片钻芯取样结果，以验证改进TER法检测衬砌背后脱空的有效性。研究结果表明：改进TER法具有较高的成像分辨率与较好的缺陷辨识效果，可直观清晰地反映衬砌背后脱空缺陷的实际特征，能有效识别衬砌厚度、钢筋埋深、衬砌背后脱空及衬砌内部空洞的具体位置及范围；可定量化描述10～20 cm的脱空缺陷，并对小于10 cm的脱空缺陷进行定位及脱空量级判定，对于衬砌背后深度达30 cm以上目标体的识别结果具有较好的参考性；...     

隧道瞬变电磁法地电参数敏感度分析

为探讨瞬变电磁法用于隧道超前预报时瞬变电磁场的特点,用ANSYS模拟了层状半空间和地下全空间瞬变电磁场的传播特性．通过改变低阻异常体的埋深、半径、电阻率及高阻围岩的电阻率,得到了瞬变电磁场探测结果对各参数的敏感程度,并对探测结果进行拟合,得到了相应的函数特性．结果表明：地下全空间瞬变涡流场的传播表现为“水波效应”,而非层状半空间的“烟圈效应”;隧道中低阻体地电参数变化将显著改变二次场的时域特性．是隧道电磁法的敏感参数：高阻围岩电导率变化对二次场时域特性的影响不大．是不敏感参数．     

基于EEMD和小波包的机车轴箱轴承故障诊断方法

提出了一种基于聚合经验模态分解(ensemble empirieal mode decomposition,EEMD)和小波包的机车轴箱轴承故障诊断方法.首先对轴承振动信号进行小波包分解,分别对小波包分解得到的小波包系数进行阈值去噪处理,将降噪后剩余的小波包系数进行信号重构.然后再对重构后的信号进行EEMD,计算EEMD分解得到的IMF分量和原信号的互相关系数,最后对满足相关条件的IMF分量进行故障诊断分析.为了验证该方法的正确性,搭建了轴承试验平台,通过对轴承实测数据进行故障诊断分析,实验证明该组合诊断方法能克服单一信号处理方法的局限性并能初步诊断出轴承发生的故障.     

基于自适应EEMD和盲辨识算法的桥梁结构模态参数识别

基于集合经验模态分解(EEMD)在信号的预处理上的不足之处,提出了一种基于自适应EEMD分解的盲源分离算法,即:先根据原始信号自身的特点确定加入白噪声的幅值标准差和集成次数,再进行EEMD分解,对所得IMF分量进行模糊综合评价以选出有效的IMF分量,构造IMF分量矩阵,最后利用盲源分离算法对其进行盲辨识,完成对信号的分解与重构。分别通过模拟信号和桥梁实测振动信号对该算法进行验证。结果表明:所提算法具有可行性,且能运用于实际结构信号的预处理。     

基于双流降维EEMD-CNN滚动轴承故障诊断

为了提高滚动轴承故障分类的准确率,提出了一种将EEMD与一维卷积神经网络(1D-CNN)相结合的滚动轴承故障识别方法。首先利用EEMD算法将轴承故障振动信号分解为若干条IMF分量,筛选确定可以充分体现故障类型的IMF分量,将原始数据和筛选出的IMF分量分别采用主成分分析算法(PCA)进行降维处理,并将处理后的PCA-IMF分量和原始数据分量分别作为1D-CNN的输入数据进行网络训练和测试,得到故障识别结果。通过对比分析,与EEMD-CNN、EEMD-随机森林等方法的平均准确率进行横向比较,结果表明,EEMD-CNN方法用来识别故障类型更为准确。     

基于小波和逻辑法的多目标跟踪数据处理

智能交通系统(ITS),常常要采用传感器对交通目标进行实时定位监控,但被跟踪目标的不确定性以及原始数据通常存在大量噪声的干扰,这对数据融合的精度产生很大的影响.针对这一问题,采用小波变换多尺度分解与重构结合阈值消噪的方法对原始数据进行降噪处理,它能很好的保持原始信号的瞬变特征,并对处理后的数据采用逻辑法进行目标航迹起始...     

小波域中值滤波的图像去噪方法

提出了小波域中值滤波的去噪方法,在去除高斯白噪声的同时能有效地去除脉冲噪声.此方法是在小波域内对高频子带进行中值滤波,然后选择相应的门限进行降噪处理.仿真实验表明该算法不仅能滤除图像中的脉冲噪声和高斯噪声,而且能较好的保留图像的边缘细节,其滤波效果优于小波软阀值去噪.     

小波域中值滤波的图像去噪方法

提出了小波域中值滤波的去噪方法,在去除高斯白噪声的同时能有效地去除脉冲噪声.此方法是在小波域内对高频子带进行中值滤波,然后选择相应的门限进行降噪处理.仿真实验表明该算法不仅能滤除图像中的脉冲噪声和高斯噪声,而且能较好的保留图像的边缘细节,其滤波效果优于小波软阀值去噪.     

瞬变电磁法在煤矿采空区物探勘察中的应用

在高速公路线路勘察中,经常会遇到地下煤矿采空区、灰岩溶洞等地下不良地质体,这对公路造成严重的安全隐患。如果快速有效探明地下空洞的赋存范围,对公路勘察设计部门来说是至关重要的。首先分析了地下采空区的瞬变电磁响应的特点,同时应用瞬变电磁法对某高速公路线路范围内的地下煤矿采空区进行了探测,解释结果得到钻探资料验证,成果表明:瞬变电磁法探测煤矿采空区具有明显的效果。