[发明专利]一种桥梁动挠度降噪方法及系统

说明书

本发明提供一种桥梁动挠度降噪方法及系统，其中方法包括：根据第一预设最大容许误差和第一预设最优筛选次数对采集的动挠度信号进行ESMD模态分解，获得第一自适应全局均线和多个第一子信号；计算每相邻两个第一子信号的互信息熵，根据所有互信息熵将多个第一子信号划分为多个第一高频子信号和多个第一低频子信号；对所有第一高频子信号和所有第一低频子信号分别进行一级降噪，将一级降噪后的所有第一高频子信号和一级降噪后的所有第一低频子信号以及第一自适应全局均线进行重构，获得一级降噪后的动挠度信号；对一级降噪后的动挠度信号进行二级降噪，获得二级降噪后的动挠度信号。该方法及系统通过有效降噪提高了动挠度测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，更具体地，涉及一种桥梁动挠度降噪方法及系统。

背景技术

随着经济的快速发展，我国铁路运营里程已达12.4万公里(高铁的运营里程为2.2万公里)，其中桥梁占线路比例平均约为54％。铁路桥梁运营期间，由于受到环境恶化，气候灾变和复杂交通等因素的影响，铁路桥梁的运营安全风险不可避免的会增加。为保障铁路桥梁在运营期间的安全级别，铁路运营状态检测已成为一个亟需解决的问题，其中，火车经过铁路桥梁的动挠度是铁路运营状态的一个主要指标。

目前，铁路桥梁动挠度测量包括接触式测量和非接触式测量，其中接触式测量主要采用的传感器是压电或压阻式加速度计，将加速度计固定在监测的铁路桥梁的关键位置；非接触式包括激光测量、全球定位系统和视觉分析系统和地面微波干涉测量等测量方式。

然而，无论是接触式测量或非接触式测量，在测量铁路桥梁动挠度的过程中，由于受到环境因素、地面震动以及测量设备本身测量精度等影响，不可避免地会产生噪声信息，导致降低了铁路桥梁动挠度测量的精度。

有鉴于此，亟需提供一种桥梁动挠度降噪方法及系统。

发明内容

本发明为了克服现有技术中在桥梁动挠度测量过程中由于受到环境因素、地面震动以及测量设备本身测量精度等影响所产生的噪声信息，导致铁路桥梁动挠度测量的精度不高的问题，提供一种桥梁动挠度降噪方法及系统。

一方面，本发明提供一种桥梁动挠度降噪方法，包括：

S1，根据第一预设最大容许误差和第一预设最优筛选次数对采集的动挠度信号进行ESMD模态分解，获得第一自适应全局均线和多个第一子信号；

S2，计算每相邻两个所述第一子信号的互信息熵，根据所有所述互信息熵将所述多个第一子信号划分为多个第一高频子信号和多个第一低频子信号；

S3，对所有所述第一高频子信号和所有所述第一低频子信号分别进行一级降噪，将一级降噪后的所有所述第一高频子信号和一级降噪后的所有所述第一低频子信号以及所述第一自适应全局均线进行重构，获得一级降噪后的动挠度信号；

S4，对所述一级降噪后的动挠度信号进行二级降噪，获得二级降噪后的动挠度信号。

优选地，步骤S3中所述对所有所述第一高频子信号和所有所述第一低频子信号分别进行一级降噪进一步包括：

采用heursure规则、硬阈值和高分解尺度对所有所述第一高频子信号进行一级降噪；

采用heursure规则、硬阈值和低分解尺度对所有所述第一低频子信号进行一级降噪。

优选地，所述步骤S4进一步包括：

根据第二预设最大容许误差和第二预设最优筛选次数对所述一级降噪后的动挠度信号进行ESMD模态分解，获得第二自适应全局均线和多个第二子信号；

计算每相邻两个所述第二子信号的互信息熵，根据所有所述互信息熵将所述多个第二子信号划分为多个第二高频子信号和多个第二低频子信号；