CPO-VMD联合改进小波阈值的桥梁监测信号降噪方法

来源：振动与冲击杂志2026年第2期北京时间：

作者：郑洋，张逸，邓瑞基，贺茜，贺国京cegjhe@hotmail.com

单位：中南林业科技大学土木工程学院，长沙410004

摘要：桥梁健康监测系统采集的信号常受到噪声的干扰，掩盖了结构真实状态信息，对准确评估桥梁健康状况构成严峻挑战。针对现有降噪方法在处理复杂噪声存在局限，将冠豪猪优化算法（crested porcupine optimizer，CPO）引入变分模态分解（variational mode decomposition，VMD）进行参数优化，并且结合改进小波阈值降噪方法进行降噪。首先，通过CPO算法，以样本熵作为适应度函数，自适应确定VMD分解的最优参数（分解层数和惩罚因子），从而实现对原始信号的精确模态分解。然后，对分解得到的固有模态函数（IMF）进行方差贡献率筛选，以识别并保留包含真实信息的模态分量。在此基础上，结合改进的小波阈值法进行二次降噪处理。为验证CPO-VMD联合改进小波阈值降噪法的性能，通过模拟信号以及实测加速度信号进行降噪实验。结果表明，在不同信噪比条件下，CPO-VMD联合改进小波阈值降噪法均能显著提升信号质量，并更好地保留有用信息，展现出良好的有效性、优越性和实用性。<br>

关键词：桥梁健康监测；信号降噪；变分模态分解；小波阈值；冠豪猪优化算法。