[發明專利]一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法

在審

• 申請號: 202211064234.3
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115437019A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 黃剛;余國鋒;羅勇;韓云春;任波;高銀貴;孔皖軍
• 申請（專利權）人: 淮南礦業（集團）有限責任公司;平安煤炭開采工程技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/10;G01V3/38
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述方法包括：

將現場探測得到的地下介質的感應電壓隨時間變化的關系曲線中的數據作為實測數據，將預先設置的地下介質電阻率和深度作為海鷗種群的初始位置，將實測數據與海鷗種群的最優位置正演得到的電壓數據基于L1范數構建目標函數，執行基于非線性收斂因子海鷗算法，目標函數值最小或者達到迭代次數時，得到最終的深度和電阻率即為反演結果，其中，海鷗種群的最優位置表示的是瞬變電磁反演中最佳的地下介質電阻率和深度值；

采用上述電磁反演方法對不同地電模型分別進行多次反演計算，取平均值作為地電模型的反演結果值，將反演結果與該地電模型的參數進行對比來評價反演方法的有效性。

2.根據權利要求1所述的一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述非線性收斂因子海鷗算法，包括以下步驟：

S1、將預先設置的地下介質深度和電阻率作為海鷗的位置，初始化海鷗種群；

S2、計算每只海鷗的適應度值；

S3、計算附加變量A、非線性收斂因子B以及螺旋系數v；

S4、種群進行遷徙；

S5、種群發生攻擊行為；

S6、更新海鷗的位置信息；

S7、判斷海鷗個體是否越界，計算滿足條件的海鷗適應度值；

S8、判斷是否滿足收斂條件，若是，則輸出每個海鷗的位置，若否，將更新海鷗的位置信息作為當前海鷗位置，將迭代次數加1，返回S3。

3.根據權利要求2所述的一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述種群的初始化包括初始化每個海鷗的位置、初始化海鷗種群的最優位置、初始化種群迭代次數，初始化海鷗種群的最優位置表示的是瞬變電磁反演中所有初始化信息中最佳的地下介質電阻率和深度值。

4.根據權利要求2所述的一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

通過公式計算附加變量，其中，f_c表示控制因子，t表示當前迭代次數，T表示迭代次數；

通過公式計算非線性收斂因子，其中，r_d表示[0,1]之間的隨機數；

通過公式v＝cos(π·r_d·X(t))計算螺旋系數，其中，X(t)表示海鷗個體當前位置。

5.根據權利要求4所述的一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

通過公式C＝A²·X(t)·r_d獲取當前海鷗與其它海鷗不發生碰撞時應處的位置；

通過公式M＝B(X_bs(t)-X(t))確定當前海鷗的移動方向，其中，X_bs(t)表示海鷗種群當前最優位置；

在確定了避免碰撞位置和移動方向后，海鷗個體向海鷗種群當前最優位置移動，表達式為D＝|C+M|，D表示海鷗個體與海鷗種群當前最優位置的距離。

6.根據權利要求5所述的一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

海鷗攻擊獵物的行為用xyz平面上的螺旋運動表示，具體為：

r＝ue^kv

x＝rcosk

y＝rsink

z＝rk

其中，r表示海鷗的飛行半徑，u、v均是控制螺旋形狀的螺旋系數，k表示[0,2π]范圍內的隨機攻擊角度。

7.根據權利要求6所述的一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，其特征在于，所述步驟S6包括：

通過公式X(t+1)＝xyzD+X_bs(t)更新當前海鷗的位置。