基于局部敏感哈希的微震震源定位算法研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huaxf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
矿山微震是因为人类的采矿行为而导致的矿山煤岩体迅速破裂的动力学现象,对于矿井的安全生产造成了巨大的威胁,因此如何快速找到震源位置并采取相应措施是非常重要的。本文将搜索引擎技术引入到微震震源定位中,这种方法完全不同于传统的微震定位方法,运用了一种新的方法来快速确定微震的位置和震源机制。在波形数据库中检索到与新输入的波形非常相似的波形,则新输入波形的震源位置即为波形库中与其非常相似波形的微震事件发生的位置。最为经典的最近邻搜索算法是局部敏感哈希算法(Location Sensitive Hash,简称为LSH)。LSH有着严格的理论证明,从而可以实现更加快速准确的震源定位。本文利用基于P稳定分布的局部敏感哈希搜索引擎模型对实验数据和实测数据进行震源定位,为了提高LSH的召回率和定位结果,采用了优化哈希函数的方法-数据导向型LSH和multi-probe LSH相结合的方法对数据库进行检索。主要研究内容如下:(1)阐述了煤矿岩层微震信号产生的原理以及煤岩体发生微震事件的原因。介绍了煤岩层微震信号的传播特性,并讲述了识别P波和S波的方法,阐述了传统的微震定位算法的原理及单纯形法。(2)进行微震搜索引擎结构设计。介绍了煤矿微震监测系统平台,并得到煤矿微震波形数据及震源位置等信息。由于煤矿井下复杂的环境使得采集到信号含有噪声,使用EEMD联合小波去噪对煤矿微震信号进行了降噪处理。搭建了试验微震模型,然后利用DHDAS动态采集系统对微震模型进行了加速度信号采集。搜索引擎数据库的准备和建立,对去噪和截取之后的实测波形数据与对应震源位置建立实测波形数据库和对截取之后的实验波形数据和对应震源位置建立实验波形数据库。介绍了基于P稳定分布的LSH结构和数学模型并在此基础上进行改进,得到优化后的算法—multi-probe LSH。其次根据微震数据的特性,建立了multi-probe LSH的微震定位模型,并讨论了哈希表个数、哈希函数族维度、区间大小对LSH微震定位模型的影响,确定了LSH的参数,最后,对实验微震数据及实测煤矿微震数据进行定位。(3)进行改进的multi-probe LSH微震搜索引擎模型设计。针对multi-probe LSH随机选取哈希函数的投影向量会造成召回率不高、检索结果准确度不够高等问题,采用PCA算法来确定投影向量,并介绍了改进multi-probe LSH的结构和数学模型,建立了改进multi-probe LSH的微震定位模型,改进的方法增大了召回率,检索得到更为精确的定位结果。
其他文献
近年来随着信息通信技术的飞速发展,智能生活设施大批涌现,用户对无线通信系统数据传输带宽、稳定性和时延要求越来越高,传统多输入多输出(Multi-input Multi-output,MIMO)天
新一代移动通信技术(5G)为支持高速数据流业务采用灵活的密集型小区,小区内的基站在同一时频资源上为多个用户提供服务。因而,在单小区中,用户会受到其他用户的共道干扰,而在
高性能计算(High performance computing,HPC)在航空航天、天体物理学、生物医学、气象、材料科学、核工程等科学研究和工程技术领域无一不发挥着重要作用。随着计算能力的增
烟碱类杀虫剂吡虫啉(imidacloprid,MI)可被嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophila CGMCC 1.1788 以羟基化途径共代谢,在异源表达S.maltophila.CGMCC 1.1788基因的过程中
认知无线电能够有效提高频谱利用率,而频谱感知是认知无线电的关键技术之一,因此本文将研究频谱感知算法及实现。首先,研究提出了三种频谱感知算法。针对基于功率谱的窄带频
结合编解码和生成对抗网络是解决任意属性编辑问题的一种流行方案。然而,编解码器中的瓶颈层往往会导致编辑结果的低质量和模糊性。添加跳跃连接可以提高图像质量,但以削弱属
单掺铥激光器具有荧光寿命长、量子效率高等优点,是获得2μm激光的理想激光源,其输出波段在激光雷达、激光测距、激光医疗和气象监测都具有广泛应用。同时,由于单掺铥晶体准
智能电网是未来电网的发展趋势,它使用双向的电力和信息流来建立自动化的分布式高级能源输送网络,是对于传统电网的补充和增强。智能电网使用信息化的、双向的、安全的通信技
胎儿窘迫是发生在临产或妊娠后期的一种综合症状,该症状会导致胎儿缺氧,严重的窘迫会影响胎儿生长发育甚至会致使胎儿死亡,及时准确定级并采取适当医疗措施是降低分娩风险的
大气气溶胶是大气中的悬浮颗粒物体系,会对人类健康、环境和气候造成很大的危害。新粒子形成作为气溶胶的重要来源,对新粒子形成的成核机制进行研究有着重大的意义,通常会将