[發明專利]一種利用累積相似性的微震事件檢測方法和系統

有效

• 申請號: 202011124230.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112257560B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 翟明岳
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用累積相似性的微震事件檢測方法，其特征在于，包括：

步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；

步驟102對信號序列進行中值濾波處理，具體為：

中值濾波后的信號序列記為S_mean，其第n個元素記為求取方法為：

其中：Mean[*]表示對序列*中的元素取中間值；

*表示任一序列或任一元素；為所述信號序列S的第|n-K+1|_N個元素；

為所述信號序列S的第|n-K+2|_N個元素；

為所述信號序列S的第|n+K|_N個元素；

|*|_N表示以N為除數對*取余數；

為中值濾波窗口長度；

為所述信號序列S的方差；

N為所述信號序列S的長度；

n＝1，2，···，N為元素序號；

步驟103生成N個窗口信號序列，具體為：第o個窗口信號序列記為b^o，其第L個元素為生成公式為：

其中：

為窗口元素序號；

o＝1，2，···，N為窗口序號；

為所述中值濾波后的信號序列S_mean的第|o+L|_N個元素；

步驟104求取N個候選微震事件起點和終點，具體為：第o個候選微震事件起點記為其求取方法為：

所述第o個候選微震事件終點記為其求取方法為：

其中：

m_o為所述第o個窗口信號序列b^o的均值；

σ_o為所述第o個窗口信號序列b^o的均方差；

步驟105求取N個候選微震事件矢量，具體為：第o個候選微震事件矢量記為h^o，其求取公式為：

其中：

為所述第o個窗口信號序列b^o的第元素；

為所述第o個窗口信號序列b^o的第元素；

為所述第o個窗口信號序列b^o的第元素；

步驟106獲取典型微震事件波形，具體為：通過實際調查，由專家研判所調查地區的典型微震事件波形，并記為c，其第z個元素記為c_z；

其中：

z＝1，2，···，N_c為波形元素序號；

N_c為所述典型微震事件波形的長度，通過實際調查研判得到；

步驟107求取N個相似矩陣，具體為：第o個相似矩陣記為D^o，其第i行第j列元素為求取公式為

其中：為所述第o個候選微震事件矢量h^o的第j個元素；

c_i為所述典型微震事件波形c的第i個元素；

i＝1，2，···，N_c為行序號；

為列序號；

步驟108求取N個拉伸比較路徑和典型路徑，具體為：

第o個拉伸比較路徑記為p^o；其第1個元素為其第N_p個元素為第o個典型路徑記為r^o，其第1個元素為其第N_p個元素為所述第o個拉伸比較路徑p^o的第i_P個元素記為所述第o個典型路徑r^o的第i_P個元素記為求取公式為：

s.t.

1i_P≤N_p

其中：

為路徑長度；

步驟109計算N個累計相似性值，具體為：

第o個累計相似值為f^o，其計算公式為：

其中：為所述第o個相似矩陣D^o的第行和第列元素；

步驟110檢測微震事件，具體為：如果所述第o個累計相似值f^o大于等于∥D^o∥_F，則所述第o個候選微震事件矢量h^o為微震事件；否則，所述第o個候選微震事件矢量h^o不是微震事件；

其中：||D^o||_F表示矩陣D^o的Frobenius模。