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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于改进支持向量机的微震初至波到时自动拾取方法
  • 作者

    李铁牛胡宾鑫李化坤耿文成郝鹏程纪旭波孙增荣朱峰张华阳铖权

  • 单位

    齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所 赤峰吉隆矿业有限责任公司 山东盛隆安全技术有限公司山东恒邦矿业发展有限公司

  • 摘要
    微震初至波到时拾取是实现微震震源高精度定位的重要前提。传统的人工拾取方法效率低,而自动拾取方法在低信噪比条件下难以准确拾取初至波到时。针对上述问题,提出了一种基于改进支持向量机(SVM)的微震初至波到时自动拾取方法。首先,对原始微震数据进行归一化处理、线性校正和适当裁剪,将微震数据的振幅、能量和相邻时刻的能量比作为特征对数据标记不同类别;然后采用粒子群优化(PSO)算法和网格搜索法优化SVM的惩罚参数和核函数参数,即先利用PSO算法对参数进行大范围的快速定位,得到初步最优解,再以该解为初始位置重新构建参数搜索区间,设置小步长的网格搜索法对参数进行精细搜寻,得到最优参数,并将该最优参数代入SVM模型进行训练,得到改进SVM模型;最后根据改进的SVM模型对微震数据进行分类识别,定义微震波第1个采样点对应的时刻为初至波到时。采用某矿井下微震监测数据进行实验,结果表明:该方法对微震初至波到时的拾取准确率达96.5%,平均拾取误差为3.8 ms,在低信噪比情况下仍可对微震初至波到时进行准确拾取,拾取精度高于自动拾取方法中常用的长短时窗能量比(STA/LTA)法。
  • 关键词

    微震监测微震初至波初至波到时支持向量机网格搜索法粒子群优化算法

  • 基金项目(Foundation)
    济宁市重点研发计划项目(2021AQGX001);山东省自然科学基金博士基金项目(ZR2019BEE019);山东省自然科学基金重点项目(ZR2020KC012);济南市“高校20条”资助项目(2020GXRC032);济南市“新高校20条”资助项目(2021GXRC037);
  • 文章目录
    0 引言
    1 方法原理
    1.1 SVM
    1.2 PSO算法
    1.3 网格搜索法
    1.4 微震初至波到时拾取流程
    2 方法验证
    2.1 实验参数
    2.2 实验设置
    2.3 实验结果与分析
    3 结语
  • 引用格式
    李铁牛,胡宾鑫,李化坤,耿文成,郝鹏程,纪旭波,孙增荣,朱峰,张华,阳铖权.基于改进支持向量机的微震初至波到时自动拾取方法[J].工矿自动化,2023,49(03):63-69.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2022050081.
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