联合改进STA/LTA与MLoG算子的微震P波到时自动拾取方法

在非常规低渗油气藏开发过程中,微震P波震相到时的精确拾取是实时监测诱导水力压裂动态变化的一项关键技术.然而,传统的STA/LTA震相拾取方法存在低效率、低精度等问题.为提高低信噪比微震事件到时拾取的准确性和分辨率,提出一种联合改进型STA/LTA算法和MLoG算子的微震P波震相到时自动拾取方法.先通过MLoG算子对微震...     

单分量微地震信号的P波S波到时自动拾取方法

 单分量传感器依然是目前矿山中应用最广泛的传感器。针对矿山每天采集到的大量信号,提出了一种针对单分量微地震信号的P 波S 波到时拾取算法。长短时窗均值比法(STA/LTA)可以用来检测信号的变化趋势,结合改进的特征函数对信号的几何特征予以加强,进而可以提高震相识别的精度。随着长短时窗的滑动,信号的变化趋势表现在走势图上,再利用震相到时判别阈值可以初步定位到P 波S 波的到时区间。初步确定到时区间后,分别在P 波S 波的到时区间内应用AR-AIC 准则,可以计算出信号发生突变的位置,这两个点即对应着P 波S 波的到时。结合时差阈值判别和时频图谱,对拾取的结果再次做检验。经过两次判别,有效地提高了该算法的拾取精度。通过对1000 多条单分量微地震信号进行验证,自动拾取能拾取到71%的P 波到时和79%的S 波到时,相同条件下,自动拾取的结果不低于手动拾取的精度,满足矿山应用的要求。     

基于STA/LTA的输油管道泄漏检测方法

研究了将微震检测中的STA/LTA方法与负压波检测法相结合,并应用于输油管道泄漏检测的技术方法.根据管道泄漏时产生的负压波波形与微震信号初至的相似性,可利用STA/LTA方法对该特征波形进行准确的提取和捕捉,并通过对比管道首末站检测到该特征波形的时间差,对泄漏点位置进行定位.研究表明该方法可有效识别突变的负压波信号,并减少传统泄漏检测方法中小波变换等信号处理方法带来的计算复杂性.室内实验结果表明,将STA/LTA应用于输油管道泄漏检测具备可行性且能够有效识别负压波信号.     

基于UNet++的地震P波初至拾取研究

基于UNet++对P波初至拾取进行研究,首先对UNet++进行降维,并从网络结构的深度和单个Block的操作两方面对原始网络进行改进;然后给模型选择损失函数和优化器,让模型能够有优化的目标和方向;接着进行数据的预处理,筛选信噪比小于20 dB的数据出来,对其进行小波阈值去噪、归一化处理;最后是训练和验证,选择在验证集上表现最优的一个模型作为最终模型。经过150条测试集数据的测试,证明所使用方法在均值、方差、命中率3项指标上均优于STA/LTA和AR-AIC,其中P波初至拾取的精确率高达98.00%,为P波初至自动拾取提供了一种新思路。     

基于 Shearlet-AIC 算法的微地震初至拾取

初至拾取是微地震数据处理的基本步骤及重要环节,在低信噪比情况下,传统的初至拾取方法性能不佳,无法满足实际需求。为此,提出一种新算法,该算法将时域 微 地 震 数 据 映 射 到 Shearlet 域,利 用 AIC(Akaike Information Criterion) 模型对 Shearlet 域各尺度层的数据实现初步识别,最小 AIC 值作为初至时刻。通过 大量实验验证 Shearlet-AIC 算法在低至 － 13 dB 信噪比下自动拾取的准确性,证实该算法优于传统初至拾取算法,解决了传统初至拾取算法在低信噪比时难以有效拾取微地震初至的难题。     

微震信号初至拾取的AIC算法及其分析

为了提高微震信号P波初至到时的拾取精度,对微震信号初至拾取的赤池信息量准则(AIC)算法包括AR-AIC算法、VAR-AIC算法进行分析和对比,给出AR模型阶数M、特征函数、时窗长度对拾取结果影响及其选取规律。结果表明:AR模型阶数M对AR-AIC算法的计算精度和计算速度有较大影响,AR模型阶数M越大,算法计算速度越慢,AR模型阶数M应选择AIC(M)最小值时的阶数M或者选择AIC(M)最小值稍前的阶数M;特征函数、时窗长度对VAR-AIC算法的计算精度有影响,特征函数建议选择CF₄,时窗长度建议选择600～1 000个采样点,时窗结束时刻为信号最大振幅值时刻,开始时刻为信号最大振幅时刻向前移动600～1 000个采样点。     

利用偏振约束对AIC方法自动拾取微震初至的改进

初至拾取是影响微震事件分析精度的重要因素之一。本文结合微震事件偏振特性和AIC（Akaike Information Criterion, 最小信息准则）函数特性,提出了一种利用偏振约束实现AIC初至拾取的改进方法：可以将偏振分析拾取微震初至的应用扩展至单分量的微震数据,该方法将单分量微震数据视为三分量微震数据的一种特殊形式,利用三分量微震数据协方差矩阵的最大值序列对AIC方法进行约束,从而快速准确的拾取到微震数据的初至。文中应用该方法对不同信噪比的合成数据和实测数据进行了验证,同时与STA/LTA（Short Time Average/ Long Time Average,长短时平均）、Maeda-AIC和偏振分析方法进行了对比,结果显示该算法速度略低于上述三种方法,但精度和可靠性优于其他三种方法,同时与其他改进算法对比,不用设置阈值,并且选取时窗的长短对拾取结果几乎没有影响,可极大的提高算法的自动化程度。     

基于深度学习的井间地震CT初至自动拾取方法

井间地震CT方法能够有效探测岩溶等不良地质,而拾取地震波的初至对其反演结果至关重要.以往井间地震CT初至拾取通过手动标定,效率低,无法满足模型训练要求.本文基于人工源地震初至的时距特征,提出了一种基于深度学习的地震初至训练样本库快速标定方法.利用人工合成数据训练初始网络模型,采用少量人工标定实测数据进一步训练,基于该网络模型对未标定的井间地震实测数据剖面进行初至拾取,采用长短时窗比法修正曲线拟合结果,对仍不理想的拾取结果进行人工判别和改正,并将准确标定数据加入训练集,形成新的网络模型;通过迭代实现数据集再生成并获得后续阶段的网络模型.基于上述方法完成了80 000道数据的初至拾取,在充分训练后神经网络具备较高的拾取精度,采用3840组数据对该模型进行测试,发现预测结果与人工拾取结果对比的绝对误差值小于0.2ms的数据占91.8%,说明该方法是一种切实有效且高效的井间地震CT初至拾取方法.     

基于波形互相关的微地震事件自动识别及初至拾取

根据具有相似震源位置及破裂机理的微地震事件通常在地震记录上表现出相似波形特征的原理, 提出一种基于波形互相关的微地震事件自动识别及初至拾取方法。首先, 通过计算道间互相关函数, 对微地震记录进行时差校正; 然后, 通过计算道间相似系数的方法识别连续地震记录中的微地震事件。在完成事件识别的同时, 对时差校正后的多道记录进行叠加, 并采用STA/LTA方法对叠加道进行初至拾取, 结合各道间的时差信息即可获得各道微地震事件的初至到时。为了检验所提方法的可行性和有效性, 分别对模型数据和实际资料进行处理,结果表明利用所提方法可以在有效地识别微地震事件的同时, 得到较为准确的初至拾取结果。     

一种改进的声发射P波到时自动提取算法

岩石破裂过程中的声发射(AE)监测技术已广泛应用于岩石工程领域,声发射信号的到时提取是深入开展岩石力学声发射研究的基础和关键.为了获取更为准确的声发射信号P波到时,在前人研究的基础上,提出了一种改进的Pphase-Picker声发射P波到时自动提取算法并对其原理进行详细描述.选取1000个典型声发射波形,对比分析了几种到时自动提取算法的计算结果,表明改进的算法不仅可以获取更为精确的P波到时,还可以获取到时提取误差的估计值.     

矿山微震信号小波分析与研究

 针对目前人工信号识别技术和傅里叶变换在分析识别矿山微震信号时的局限性,提出Matlab小波工具箱分析方法。首先对矿山实际监测到的干扰矿震信号进行小波变换,对小波分解之后的矿震信号进行频谱分析,结果表明能够准确地观察到信号的突变点,确定矿震信号P波初到时,从而更加精确得出矿震震源的位置和能量大小;其次对受干扰矿震信号进行小波消噪,同时对小波分析的4种阈值降噪方法进行分析对比,发现无偏似然估计阈值效果最好,显示了小波分析的强大消噪功能。研究结果表明,小波分析具有良好的矿震信号识别效果和消噪能力,是矿震信号处理和分析的一种有效方法。     

基于神经网络的茄子采摘机器人视觉识别方法

针对生长环境中茄子图像背景复杂的特点,提出了一种基于BP神经网络的图像分割方法。通过对茄子果实的分析,选取3×3邻域像素EXG灰度值作为图像特征。选取30幅图像作为训练样本,以人工借助Photoshop软件分割后的图像作为教师信号,采用改进的BP算法对神经网络的权值进行训练。经过120次循环后,获得有效的网络权值,误差为0．001。结果表明,利用BP神经网络能够较好地实现茄子与背景的分离,经过数学形态法结合中值滤波方法的进一步处理后完全能满足采摘机器人的要求。     

紫外荧光SO_2自动监测仪的指标检测方法

对紫外荧光SO_2自动监测仪的检测方法进行了初步研究,提出了仪器主要技术指标检测的规范化方法,并以XHS2000型SO_2自动监测仪为例进行了实验说明.该方法为制定我国气体在线连续监测系统的国家计量检定规程,修订完善现场使用中在线检测、复检和校准的国家环保行业标准提供了理论依据.     

采用改进Snake模型的胸片肺野自动分割方法

为了解决传统Snake模型应用于X光胸片肺野分割时,对人工初始化轮廓的选择敏感、对凹陷区域分割不准确等问题,提出一种基于自动初始化Snake模型的X光胸片肺野自动分割方法.该方法首先通过Otsu法对原始图像进行二值化,得到包含肺野、背景区域的二值图像,并经过图像取反和连通域处理,运用形态学方法,得到只含有肺野区域的二值图像;然后,通过边界提取,完成对Snake模型轮廓的自动初始化;最后通过Snake模型的演化,得到分割结果.实验结果表明:该方法能摆脱Snake模型对人工初始化轮廓的依赖,提高分割的鲁棒性,同时对凹陷区域的分割更准确,具有更好的分割效果.     

光学三角法高精度自动调焦系统设计

介绍了一种光电式自动调焦系统。该系统利用半导体激光器作光源，基于光学三角法的原理，将会聚到工作台上的激光光斑成像在二象限硅光电池上，再利用硅光电池输出信号的变化实现调焦。该方法能方便地实现自动调焦，且调焦精度高、体积小、结构简单、易于安装，具有一定的实用价值。     

嵌入式远程监控系统车载端开发

研究了嵌入式平台下远程监控系统车栽端的开发.依据车栽端功能需求,在Matlab/Simulink环境下搭建了车载端模型,详细介绍了该模型各部分的组成结构,并将模型生成的代码经编译、连接、下栽在硬件平台上运行.最后经过测试,显示了车载端具有数据采集,处理和发送的功能以及良好的实时性和稳定性.