高架桥下方高铁地震信号频谱特征研究

使用北京大学架设的临时台阵中11个高铁高架桥下的短周期台站11天记录到的由951列高铁激发的共10461条地震记录, 利用K-Means聚类算法, 研究其频谱如何随列车的速度、模型、铁轨和路基变化而变化。近匀速运动的高铁所产生的高铁地震波的频谱主要由等间隔的峰组成, 其基频等于速度与车厢长度的比值。通过调整基频来降低列车速度的影响, 可使频谱模式更稳定, 便于比较。聚类结果表明, 高铁地震的频谱在相同车型、铁轨和路基条件下, 表现出稳定的模式; 这种稳定的频谱模式随车型、铁轨和路基条件的变化而显著变化。对这种稳定的频谱特征的监测, 可用于高速铁路的安全监控。     

高铁地震 4D 地频图及其可用性研究

基于北京大学在河北保定地区高铁线路附近布设的台阵数据, 在考虑车型变化的情况下, 采用基频对齐的方法, 将同一台站上相同类型列车激发的高铁地震信号三分量的频谱分别叠加起来, 可在更远的台站上获得更高信噪比的频谱。使用聚类算法, 得到不同车型对应的三分量频谱随台站位置的变化规律。基于高铁地震频谱特征及其变化规律, 提出4D 地频图的概念, 并讨论其监测高铁及周边介质的可用性。     

石太高铁（太原段）GSM无线网络优化分析

由于高速移动和复杂的地形环境、多径效应和多普勒频移的影响使信号产生快衰落,对高铁中的网络覆盖及通话提出了新的要求。从山西高铁运行的实际环境和情况出发,通过分析石太高铁山西段信号覆盖现状,提出了石太高铁网络覆盖优化的实施方案。     

非同步采样信号频谱插值校正分析法

针对周期信号实际的非同步采样,提出一种频谱插值校正的分析法.经分析周期信号不同步采样时产生的频谱泄漏是由于截断信号与原始待分析信号的相位关系发生了变化.利用加窗插值的方法估计出该变化的相位,并利用估计结果构造出一相应的反相位函数,在时域上将这个反相位函数与由傅立叶反变换产生的离散序列相乘,得到新序列再通过一次傅立叶变换就可达到频谱校正的效果.分析、仿真和实验的结果验证了提出方法的有效性,表明所提出方法提高了不同步采样时周期信号频谱分析的精度.     

基于时频约束的井震资料联合时深标定方法

采用适用于层序地震学分析的时频分析方法,分别计算地震和测井曲线的时频谱。依据测井资料与地震资料沉积旋回时频谱特征以及显著反射界面在时频谱图像上的特征,利用测井资料与地震资料的时频谱研究层位对应关系。在合成记录标定的基础上,进行合成记录和井旁道的时频谱相关度分析,通过对应井震上相同层位旅行时对已有的时深关系进行校正,从而提高时深转换的精度。由于测井中存在漂移,且在井震标定中地震层位是固定不变的,测井层位相对于地震层位进行测井曲线的拉伸、压缩与平移。本文根据图像映射原理对测井曲线层位进行校正。基于一个参考时深关系,利用该方法对不同地区实际井震资料多种曲线进行时频分析及时深关系校正,取得了良好的效果。     

“超级高铁”的车厢原型

<正>"超级高铁",这个概念于2013年被提出。人们设想,"超级高铁"载客运行时速高达760英里(约1220千米),依靠磁力提高速度;它在一条悬浮的真空管道内运行,不受天气和地震的影响;客舱形似胶囊。不久前,超级高铁舱设计大赛在美国举办,30支队伍设计了"超级高铁"的车厢原型。其中,澳大利亚Vic Hyper团队的设计侧重制动和加速。他们计划利用直线感应电机     

带干扰回避能力的光子学超宽带信号产生方法

针对超宽带信号与其他窄带无线接入信号之间的频谱重叠和相互干扰问题,研究了具有干扰回避能力的光子学超宽带信号产生技术,提出了一种具有干扰回避能力的光子学超宽带信号产生方法。基于相位调制-强度调制转换原理,实现了超宽带信号的光子学产生;同时结合对干扰回避的考虑,利用一个光学窄带陷波器结构,在系统输出的超宽带信号频谱中引入了一个频谱零点。通过理论分析和计算机仿真验证了所提方法的性能。研究结果表明,所产生的超宽带信号中,频谱零点的深度可达到30dB,且频率位置可灵活调谐,能有效回避超宽带信号与现有窄带无线接入信号之间的干扰。     

利用单检波器数据估计高铁列车运行速度

在列车结构基本上固定的前提下, 仅利用高铁线路隔离区外单个检波器采集的地震数据来估计高铁的运行速度。通过给出列车经过铁路上一点时该点的受力函数振幅谱与列车运行速度的关系, 提出一种基于速度扫描的列车速度估计方法。首先根据列车结构参数及预设列车运行速度生成一系列受力函数振幅谱, 然后计算各种速度下的受力函数振幅谱与单个检波器所接收到信号振幅谱的互相关函数, 最终选取互相关函数值最大时对应的速度作为列车运行速度的估计值。合成数据及实测数据的结果均证明所提方法的合理性, 有望将此方法推广到其他道路交通中具有固定结构交通工具的速度估计中。     

倒频谱分析在齿轮故障诊断中的应用

齿轮传动的动态性能和许多因素有关,情况是非常复杂的.本文分析了齿轮传动的频率特性和它所产生的频率和幅值调制信号.利用倒频谱技术可以区分齿轮箱中不同转速的齿轮所产生的振动信号;同时倒频谱不会受信号传递通道和相位所影响.因此倒频谱是分析齿轮缺陷的有效工具.本文并介绍了作者研制的倒频谱分析软件.     

频谱泄漏效应补偿的信号处理方法研究

为减小频谱泄漏对谱分析的影响, 将传统离散傅里叶变换(DFT: Discrete Fourier Transform)的方法和运算从经典的一维频谱扩展到二维时频谱, 在此基础上对简谐信号存在能量泄漏的频谱中任意频率成分的幅值与时域信号截断长度的关系(时谱)进行实验研究, 从而提出一种信号的时谱描述方法。实验结果表明, 在频谱泄漏条件下任意频率成分的幅值随时域信号截断长度的变化遵从sinc 函数, 基于这种关系可完成简谐信号任意截断条件下的频谱构造, 实现零误差幅值谱构成, 得到非整周期截断时DFT 幅值谱误差与信号中所含周期数的关系服从指数规律, 且当信号长度是周期的10 倍时, DFT 频谱产生的标准差约为0. 001。     

基于小波变换的结构地震响应分析方法的改进

针对现有线性结构非平稳地震响应分析的小波方法中存在计算效率较低的问题,提出了一种求解时频响应的改进方法,即将原地震信号直接输入结构,求得结构响应,再对该响应进行小波分解和重构,得到结构在各频段的响应,反映出结构响应的时频特性.利用小波变换中多分辨率分析的思想及线性结构响应求解的振型分解法,证明了改进方法与现有方法计算结...     

一种新的瞬时谱分析技术在致密砂岩气检测中的应用

瞬时谱分析技术在地震资料处理和解释中扮演着重要的角色,该方法的优劣取决于时频分析的好坏。常规的线性时频分析方法均是基于傅里叶方法发展起来的,因此受测不准原理限制,使之不能同时具有较高的时间和频率分辨率,且针对非线性非平稳信号的处理效果较差。将基于改进的CEEMD算法的HHT方法应用于致密砂岩气地震资料的瞬时谱分析中,分别从一维地震道,二维地震剖面以及三维地震数据体三个方面进行了实际地震资料含气性检测试验。结果表明该方法在一维地震道时频谱上能够区分含气区;在二维地震剖面的瞬时谱剖面上能发现明显的低频阴影现象;在三维瞬时谱数据体切片中能大致划分含气区域的范围。含气检测结果与测井综合解释结果相吻合,因此方法可以在致密砂岩气地震资料的解释性处理中进行推广。     

利用Gabor-PWVD变换实现进动目标微多普勒分析与仿真

为了得到微多普勒进动信号更好的时频分析结果,采用一种基于Gabor-PWVD的联合时频分析算法对进动信号进行时频分析。对进动信号进行Gabor变换和PWVD变换,得到两个数组,然后将二者点乘,当二者都存在信号项时,就可以得到点乘结果,而PWVD交叉项对应的Gabor变换区域却没有值,点乘结果为零。仿真结果表明:Gabor-PWVD联合时频分析方法在保证不含交叉项的同时,得到了聚集性较好的时频分布图。通过Hough变换对Gabor变换和Gabor-PWVD变换的时频图进行周期特征参数提取,提取值与理论值相比,误差由2%降低为1.8%,验证了Gabor-PWVD的性能优势。     

东营凹陷民丰北带沙四上亚段砂砾岩体层序划分

东营凹陷民丰北带地区砂砾岩体发育广泛,其岩电关系不明显;加之常规层序地层研究方法具有主观人为因素过多的弊端,制约了该地区层序地层研究工作的深化。基于测井资料的小波变换技术与基于地震资料的时频分析技术,与常规方法相比,具有定量划分层序地层的优势。在常规层序研究方法的基础上,综合利用以上两种技术,准确定量地划分了东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段的四级层序。研究表明:基于测井资料的小波变换技术和基于地震资料的时频分析技术本质上具有一致性,都是在频率域定量划分层序地层;小波变换技术分辨率高,适用于有井区,地震时频分析技术适用性广,但分辨率低,两者需结合使用。东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段地层为一个完整的三级层序,进一步可细分为5个四级层序,每个四级层序都具有粒度向上变细的正旋回的沉积特点。     

基于广义S变换的动态滤波技术及应用

分频解释技术已广泛应用于地震资料综合解释流程中。以广义Stockwell变换时频谱为基础,提出了一种针对瞬时谱的动态滤波技术,该方法分别对各时刻瞬时谱进行频率域滤波,且各时刻滤波参数由该时刻瞬时谱动态决定。详细介绍了该方法的原理及实现流程;通过单道地震信号分析了动态滤波技术的优势;并结合实际工区和衰减梯度含油气性检测技术,对比了滤波前后检测的衰减异常,得出利用动态滤波方法处理后的地震数据能够更准确的检测气藏的衰减异常,更符合工区实际情况,证实了该方法的可行性和实用性。动态滤波方法为地震信号分频处理提出了一种新思路。     

欠定条件下一种自适应信噪比的多跳频信号网台分选方法

针对欠定条件下多跳频信号的网台分选问题,该文利用跳频信号在时频域上的稀疏性,采用了跳频源信号的时频单源点的时频比来估计混合矩阵,在计算时频比矩阵时采用快速全局 均值聚类,进而利用子空间投影法与信源相对功率偏差相结合的方法进行欠定条件下的网台分选,同时为了提高在低信噪比条件下分选的效果,在寻找跳频源信号时频单源点时,采用了自适应信噪比的时频支撑点阈值设定方法。理论分析和仿真实验表明了该算法的有效性。     

基于EMD与1D全变分的地震信号去噪

经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是一种信号的时频分析方法,该方法在不需要先验知识的条件下,可以将非平稳、非线性信号,依据信号的特征,自适应的分解为多个本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)之和,得到高的频率分辨率。然而,一般的去噪方法是将所选择的高频IMF部分取不同的阈值进行滤波或者是直接置为零重构后实现信号的去噪,很显然这会造成高频部分有用信号的损失。1D全变分(Total Variation,TV)是一种有效的信号去噪方法,能够非常好的保护信号边缘信息,但有时也会把噪声当作边缘信息,出现虚假边缘现象。因此,基于EMD和1D-TV的优点提出了一种新的去噪方法,根据对实际金属矿床地震信号处理的结果表明,该算法能有效的消除地震信号中的噪声,并能有效保护地震信号边缘构造信息。     

一种引入吸收衰减的压缩感知薄储层识别方法

常规基于压缩感知稀疏反演方法是基于频域平稳地震褶积模型进行的,而实际地下介质是粘弹性的,这使得该方法的反演反射系数振幅缺失、位置偏移。针对该问题,本文通过引入时频衰减因子,构建改进的感知矩阵,将稀疏反演从常规的频率域拓展至衰减频率域。反演结果在一定程度上可恢复缺失的振幅,增强弱信号的识别能力。由于噪声影响,以上处理结果中仍存在噪声干扰,故在衰减频率域稀疏反演的基础上,引入平滑的高斯函数,对反演目标函数进一步优化,以有效压制残存的噪声干扰;之后将反演结果与褶积宽频子波可生成高分辨率地震剖面,由此形成了一种引入吸收衰减的压缩感知薄储层识别方法。薄层理论模型及含有河道砂储层的实际地震资料的处理结果表明,本文方法较常规方法,有效地增强了薄层弱信号的振幅及横向连续性,可在保证信噪比的情况下,提高地震资料的分辨率及薄储层的识别能力。     

基于变分模态分解的相关能量熵自适应阈值去噪

为有效抑制噪声对地震数据的影响,根据地震信号的时频特性,提出了基于变分模态分解的相关能量熵阈值去噪方法。采用变分模态分解算法将地震信号分解为频率由高频到低频且具有一定带宽的模态分量,计算各模态分量与地震信号的规范化相关系数,实现对各模态分量中的有效信息和噪声的定位。将去除有效信息的各模态分量分成若干子区间,分别计算各子区间的噪声能量熵,选取能量熵最大区间的模态分量系数作为该分量的噪声方差获得该分量的阈值,再将经阈值处理后的各模态分量重构得到去噪信号。通过对合成地震模型和实际地震信号进行去噪处理,并与直接去除高频分量的变分模态分解去噪方法进行了对比,结果表明,该方法能在强噪声环境下更有效地提取地震信号中的有效成分,提高信噪比。     

基于时频分析的地震道集校平技术应用

依据现代信号分析理论,对叠前地震道集剩余动校正黾的消除技术进行研究,在模型数据和实际数据的试验基础上,探讨基于时频分析技术的叠前道集校平方法.结果表明:通过对地震信号进行时频分解,并在信号重构时完成高精度的剩余动校正量的消除,处理前后信号振幅不变,道集同相性增强,叠加后信号有效频带变宽;利用近偏移距地震道的叠加道作为模型道,在有效消除剩余时差和校平同相轴的同时,避免了叠前道集动校拉伸畸变对模型道的影响,保证了技术实现的精度;该方法在消除叠前道集中剩余动校正量方面具有较强的实用性.