[發明專利]一種滑坡孕育過程聲波監測方法及裝置

在審

• 申請號: 201910165276.8
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109884695A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 朱星;許強;王浩;霍冬冬
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/36;G01V1/22
• 代理公司: 成都創新引擎知識產權代理有限公司 51249
• 代理人: 向群

1.一種滑坡孕育過程聲波監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集滑坡監測區域的聲波模擬信號，所述聲波模擬信號包括發生時間、發生地址、聲波模擬信號幅度；

對所述聲波模擬信號進行預處理，得到聲波數字序列；

采用改進型STA/LTA算法對所述聲波數字序列進行處理，并將STA/LTA的比值與異常波形閾值進行比較，得到大于異常波形閾值的聲波數字序列，所述異常波形閾值根據現場噪聲水平設置；

對大于異常波形閾值的聲波數字序列進行主頻分析，得到滑坡孕育過程聲波頻段范圍內的聲波數字序列，所述滑坡孕育過程聲波頻段范圍為0.01～20Hz；

存儲得到的滑坡孕育過程聲波頻段范圍內的聲波數字序列。

2.根據權利要求1所述的滑坡孕育過程聲波監測方法，其特征在于，對所述聲波模擬信號進行預處理，得到聲波數字序列，具體包括：

對所述聲波模擬信號進行高通濾波；

對高通濾波后的聲波模擬信號進行放大處理；

對放大后的聲波模擬信號進行采樣；

對采樣后的數據采用滑動平均濾波算法進行低通濾波處理，得到聲波數字序列。

3.根據權利要求2所述的滑坡孕育過程聲波監測方法，其特征在于，所述滑動平均值濾波算法為：

N＝0.443Fs/Fco

其中，N為平均點數，Fs為采樣頻率，Fco是截止頻率，x(k-i)為i時刻采樣點的幅值。

4.根據權利要求1所述的滑坡孕育過程聲波監測方法，其特征在于，所述采用改進型STA/LTA算法對所述聲波數字序列進行處理，并將STA/LTA的比值與異常波形閾值進行比較，得到大于異常波形閾值的聲波數字序列，所述異常波形閾值根據現場噪聲水平設置，具體為：

改進型STA/LTA算法采用遞歸型的計算方式：

C_i＝S_i²+K_i[S_i-S_i-1]²；

K_i＝sum|S_i|/sum|S_i-S_i-1|；

其中，i＝1，2，3…N，STA_i和LTA_i分別是聲波數字序列在第i時刻的短時平均值和長時平均值；Len_lta和Len_sta分別是聲波數字序列長時平均時窗和短時平均時窗所包含的數據長度；C_i是特征函數，S_i(i＝1，2，3...，N)是經過滑動均值濾波后的聲波數字序列的振幅，K_i是振幅和一階導數的加權因子；

對得到的STA/LTA序列進行平滑濾波處理；

將STA/LTA序列中各STA/LTA的比值與異常波形閾值進行比較，若STA/LTA的比值大于異常波形閾值，則從STA/LTA序列中大于異常波形閾值的第i時刻的數據之前的10個點開始記錄、存儲，直到STA/LTA的比值小于異常波形閾值。

5.根據權利要求1所述的滑坡孕育過程聲波監測方法，其特征在于，所述對大于異常波形閾值的聲波數字序列進行主頻分析，具體為：

對大于異常波形閾值的聲波數字序列采用FFT算法進行主頻分析，其中FFT算法為：

其中，x(n)是聲波數字序列幅值，X(k)是頻率域幅值，N是聲波數字序列長度。

6.根據權利要求1所述的滑坡孕育過程聲波監測方法，其特征在于，還包括：

將存儲的滑坡孕育過程聲波頻段范圍內的聲波數字序列無線發送到監測中心。