基于小波方法的實測爆破振動信號綜合分析

摘要：小波方法能較好地對爆破振動信號進行頻譜分析，可獲得爆破振動信號小波多分辨率分析的各頻帶能量分布，更能直接反映出振動信號的能量分布規律。為施工人員了解場地性質并更好地指導爆破設計，達到最佳爆破效果及降低爆破振動效應提供幫助。

關鍵詞：小波方法 爆破振動信號 分辨率

1 概述

爆破振動信號分析是研究爆破振動危害控制技術的基礎和前提。通過對爆破振動信號特征的分析研究，可以幫助施工人員了解場地性質并更好地指導爆破設計，達到最佳爆破效果及降低爆破振動效應的目的。

小波變換的數學基礎是19世紀的Fourier變換，由1984年法國地球物理學家Morlet提出了小波的概念，小波變換對信號的自適應特性，使它在工程技術和信號處理方面獲得廣泛應用，特別適合于爆破振動這種持時短、突變快特性信號的分析處理。

2 基于小波方法的實測爆破振動信號分析

2.1 選取實測爆破振動信號1、2（如圖1，2）

2.2 小波方法分析

對實測信號1、2，進行連續小波時頻分析，從而觀測信號時間尺度的變換。從圖3到圖4中可以觀測到各個時間段的小波頻率分布情況。

選取sym8小波基，對信號1、2進行小波分解。對信號1、2進行尺度為8的小波分解，獲得爆破振動信號9個頻帶的爆破振動分量的時程曲線，如圖5、圖6所示。圖中的A8及Dl～D8為小波分量，其中A8為低頻分量、D1～D8為高頻分量。

使用MATLA語言編制計算程序，可獲得該爆破振動信號小波多分辨率分析的各頻帶能量分布。更能直接反映出振動信號的能量分布規律。

3 結論

小波方法能較好地對爆破振動信號進行頻譜分析，具有多分辨率的特點，可以由粗到細地逐步觀察信號；小波分析理論是建立在實變函數、復變函數、泛函分析、調和分析這些近代數學理論基礎上的，理論基礎完善；它可以在時域和頻域揭示信號的特征。

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作者簡介：楊軍偉（1984-），甘肅景泰人，碩士，2009年畢業于湖南科技大學采礦工程專業，主要從事爆破與煤礦方面的教學與研究工作。

項目基金：六盤水師范學院校級課題（lpssy201118）；貴州省教育廳采礦工程重點支持學科（黔教高發[2011]275號）。