基于STA/LTA的输油管道泄漏检测方法 被引量：11

1

作者 王贵愚 方睿 +2 位作者 孙凯 李红艳 王浩宇 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期760-764,共5页

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... 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. 展开更多

关键词 sta/lta方法 负压波 泄漏检测 定位

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基于P波到时拾取的分析法与遗传算法联合定位方法与应用 被引量：2

2

作者 肖晓春 丁振 +3 位作者 丁鑫 徐军 樊玉峰 李子阳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2195-2207,共13页

针对岩石力学震源定位问题,提出了一种在P波到时精确拾取的基础上通过分析法过滤异常到达传感器和遗传算法(genetic algorithms,简称GA)求解联合定位方法,并将其应用于岩石材料的破裂面定位以及采矿工程中。为了消除传感器到时精度、传... 针对岩石力学震源定位问题,提出了一种在P波到时精确拾取的基础上通过分析法过滤异常到达传感器和遗传算法(genetic algorithms,简称GA)求解联合定位方法,并将其应用于岩石材料的破裂面定位以及采矿工程中。为了消除传感器到时精度、传统迭代法及迭代初值选择对定位的影响,基于时频分析的改进长短时窗(short-term average/long-term average,简称STA/LTA)法拾取P波到时,求解不同传感器组合分析解的逻辑概率密度函数过滤异常到达,引入遗传算法对到达清晰的震源进行定位。通过断铅、含夹层组合煤岩单轴压缩试验及定点爆破试验对该方法进行验证。结果表明:在对信号预先带通滤波后进行变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)精确滤波的基础上结合改进STA/LTA法可以大幅提升到时拾取精度;通过分析法过滤异常到达对定位精度的影响,结合具有全局性、不受初值影响的遗传算法对震源定位,应用于岩石材料试验以及采矿工程中可以较准确的对震源进行定位,该方法较传统迭代法、线性定位法等更具有工程实际应用价值。 展开更多

关键词 滤波 改进sta/lta法 到时拾取 声发射震源定位 分析法―遗传算法

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一种基于选权迭代法的震中估计方法 被引量：1

3

作者 谢霄峰 孟睿 +1 位作者 张远帆 王振杰 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第10期1040-1046,共7页

强震仪提取P波到时容易出现误判现象,导致地震到时观测信息不准确,造成Geiger方法的震中估计精度降低。针对该问题,首先采用STA/LTA+AIC方法,提取地震P波到时;其次,基于选权迭代法的抗差估计进行震中位置解算,抵抗P波到时信息可能存在... 强震仪提取P波到时容易出现误判现象,导致地震到时观测信息不准确,造成Geiger方法的震中估计精度降低。针对该问题,首先采用STA/LTA+AIC方法,提取地震P波到时;其次,基于选权迭代法的抗差估计进行震中位置解算,抵抗P波到时信息可能存在的粗差影响。利用6次地震事件对本文方法进行验证,结果表明,Geiger方法的震中平均偏差为22.48 km、均方根误差RMSE为19.44 km,获取的发震时刻平均偏差为4.1 s、RMSE为4 s;基于选权迭代法的震中估计新方法的震中平均偏差为12.59 km、RMSE为11.00 km,获取的发震时刻平均偏差为2.3 s、RMSE为2 s。相较于传统Geiger方法,新方法的震中估计精度提高43%,发震时刻获取精度提高50%,可有效减弱P波到时粗差对震中估计结果的影响,提高计算结果的准确性。 展开更多

关键词 震中估计 选权迭代法 Geiger方法 sta/lta+AIC

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一种地震P波和S波初至时间自动拾取的新方法 被引量：26

4

作者 何先龙 佘天莉 高峰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2519-2527,共9页

地震P波、S波初至时间的拾取是地震波分析的一项基础性工作.本文提出了一种新的地震波初至时间自动拾取的方法:首先,把地震波的三分量时程曲线变换为一组空间向的能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行STA/LTA(Short Time Av... 地震P波、S波初至时间的拾取是地震波分析的一项基础性工作.本文提出了一种新的地震波初至时间自动拾取的方法:首先,把地震波的三分量时程曲线变换为一组空间向的能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行STA/LTA(Short Time Average/Long Time Average,短时间的均值/长时间的均值)处理,拾取地震P波和S波的大致初至时间;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出P波和S波的初至时间.本文采用了10组芦山地震的记录数据和150组汶川地震的记录数据对此方法的可靠性进行了检验.以人工拾取结果为参考,此方法具有很高的准确率和稳定性,同时,相比于常用的STA/LTA方法和AIC(Akaike Information Criterion,Akaike信息准则)方法,此方法在计算时间效率方面稍微逊色,但是对S波初至时间的拾取精度和可靠性更高.此方法丰富了地震P波、S波初至时间的自动拾取方法. 展开更多

关键词 地震波初至 能量变化率 sta/lta方法和AIC方法 二次方自回归模型

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微地震信号到时自动拾取方法 被引量：58

5

作者 刘劲松 王赟 姚振兴 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1660-1666,共7页

本文讨论了用于微地震信号到时自动拾取的几种方法的原理及特点,包括长短时均值比(STA/LTA)方法、AIC方法、基于高阶统计量偏斜度和峰度的PAI-S/K方法等,提出了移动时窗峰度的快速算法和改进的峰度拾取初至方法.对我国西部某地观测到的1... 本文讨论了用于微地震信号到时自动拾取的几种方法的原理及特点,包括长短时均值比(STA/LTA)方法、AIC方法、基于高阶统计量偏斜度和峰度的PAI-S/K方法等,提出了移动时窗峰度的快速算法和改进的峰度拾取初至方法.对我国西部某地观测到的13359个微地震记录,采用两种时窗进行了初至到时拾取,并与人工拾取的结果进行了对比.为使所研究的方法达到最佳效果,采用DE全局搜索方法,以人工拾取的初至作为参照,以时差在0.3s以内的记录所占百分比作为目标函数,自动搜索最佳的拾取参数.结果显示,在拾取时窗选为P波初至前3s至S波初至位置时,AIC方法的结果最佳,时差在0.3s以内的记录占比达到93.6%;在拾取时窗选为包含S波到时的时窗时,改进的峰度法效果最佳,时差在0.3s以内的记录占比83.8%. 展开更多

关键词 地震到时自动拾取 微地震 长短时均值法 AIC方法 PAI-S/K方法

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基于时频分析的微震P波和S波到时联合拾取方法 被引量：11

6

作者 贾宝新 李峰 +2 位作者 周琳力 王帅 刘家顺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1253-1265,共13页

微震信号到时的精确拾取是震源定位的重要前提,准确获取微震信号P波、S波到时具有重要理论意义。基于时频分析原理与到时拾取原理,提出了基于时频分析的下山比较法。该方法的时频分析原理通过语谱图、功率密度谱图、连续两次FIR带通滤... 微震信号到时的精确拾取是震源定位的重要前提,准确获取微震信号P波、S波到时具有重要理论意义。基于时频分析原理与到时拾取原理,提出了基于时频分析的下山比较法。该方法的时频分析原理通过语谱图、功率密度谱图、连续两次FIR带通滤波获取了背景噪声的位置和规律、P波和S波初至前后微震信号的频率、振幅、能量变化以及光滑且利于迭代平均值比较的波形。该方法的到时拾取原理通过将全子波振幅的数学期望设置为阈值,并遵循P波和S波功率大小、到达先后、波形重叠三大关系迭代比较微震信号子波振幅,从而获得P波精确到时和S波峰值到时。利用模型试验比较了该方法较改进长短时窗(STA/LTA)方法的优越性,并在工程实例中获得验证。结果表明:该方法对比改进STA/LTA方法,前者可同时拾取P波精确到时与S波峰值到时而后者只能拾取P波精确到时,前者P波平均时差、标准差分别为后者的6.18‰、3.98‰,前者单次拾取所需平均计算时间、标准差分别为后者的43.99%、10.54%,前者到时拾取失败比例为0,而后者为15.63%。 展开更多

关键词 时频分析 FIR带通滤波 P波S波到时拾取 TFA-DC方法 改进sta/lta方法

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天然地震识别与震相自动拾取技术进展 被引量：9

7

作者 孙印 潘素珍 刘明军 《中国地震》 北大核心 2018年第4期606-620,共15页

震相拾取是地震数据处理过程中最基本的步骤之一。在传统的人工拾取技术不能满足庞大的地震数据处理需求的情况下,震相自动拾取技术从产生到发展至今经历了漫长的过程。本文回顾并总结了震相自动拾取技术的发展状况,重点介绍了长短时窗... 震相拾取是地震数据处理过程中最基本的步骤之一。在传统的人工拾取技术不能满足庞大的地震数据处理需求的情况下,震相自动拾取技术从产生到发展至今经历了漫长的过程。本文回顾并总结了震相自动拾取技术的发展状况,重点介绍了长短时窗法、赤池准则法、模板匹配技术、基于自相关盲搜索的FAST法、S波偏振分析法、人工智能方法等,以及近年发展起来的多频率震相识别、全波形叠加、二次方自回归模型等方法,同时分析了每种方法的优势和局限性。 展开更多

关键词 震相自动拾取 长短时窗 赤池准则 模板匹配 神经网络 FP方法

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基于能量变化率法自动拾取场地剪切波速 被引量：2

8

作者 何先龙 赵立珍 佘天莉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期847-853,共7页

提出了一种提高单孔法剪切波速测量精度的新方法——能量变化率的自回归曲线法。首先把剪切波的时程曲线变换为能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行长短平均处理,拾取各测点P波和S波的大致初至;最后提出采用一种二次方自... 提出了一种提高单孔法剪切波速测量精度的新方法——能量变化率的自回归曲线法。首先把剪切波的时程曲线变换为能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行长短平均处理,拾取各测点P波和S波的大致初至;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出各测点P波和S波的精确到时。采用此方法、互相关函数法和人工拾取法对某场地的剪切波速进行了对比分析。分析结果表明:此方法相比互相关函数法,具有更好的噪声抑制能力,不仅能精确地自动拾取出各测点的S波的到时差,也能更准确地自动拾取出各测点的P波的到时差。以人工拾取结果为参考,此方法在实际测试中具有很高的准确率和稳定性。此方法丰富了场地剪切波速分析方法。基于此方法、互相关函数法和人工拾取法,设计了一套剪切波波速的测试系统,此系统能自动分析出各测点的剪切波速和形成完整的报告。 展开更多

关键词 剪切波初至 能量变化率 长短平均处理 二次方自回归模型 剪切波速

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基于WPT-LMD预处理的震动信号有效辨识方法研究 被引量：3

9

作者 徐晓萌 吕平洋 +2 位作者 王菲茵 赵越超 刘文彪 《中国煤炭》 北大核心 2016年第3期37-42,共6页

提出了一种联合小波包分解(WPT)和局域均值分解(LMD)的信号预处理方法,并在此基础上使用改进的STA/LTA方法实现对震动信号的有效辨识。研究结果表明WPT-LMD预处理方法是一种省时、高效、自适应强的信号处理方法,对类微震的非线性、非平... 提出了一种联合小波包分解(WPT)和局域均值分解(LMD)的信号预处理方法,并在此基础上使用改进的STA/LTA方法实现对震动信号的有效辨识。研究结果表明WPT-LMD预处理方法是一种省时、高效、自适应强的信号处理方法,对类微震的非线性、非平稳、低信噪比信号有较好的应用效果,且能避免传统时频信号降噪处理方法应用时造成震相初至时刻偏移的弊端;联合改进的STA/LTA方法对超声波波速初至时刻拾取、实验室声发射测试、矿井现场爆破微震信号均表现了良好的应用效果;该种信号预处理方法特别适合于复杂煤层结构的微弱震动信号处理,开展此类研究将有助于提高煤矿现场微震监测的精度和效率。 展开更多

关键词 煤岩动力灾害 小波包变换 局域均值分解 sta/lta方法 微震初相

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基于自适应轮动归类的微震震相识别方法 被引量：1

10

作者 贾宝新 李峰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期731-745,共15页

震相识别为震源定位提供了可获取必需初始数据的微震信号片段.基于自适应高通滤波、背景噪声幅值上下界计算、轮动圆半径计算及轮动迭代、超限点归类分组4个信号处理流程提出了自适应轮动归类法,并分析了4个初始参数的影响程度及其取值... 震相识别为震源定位提供了可获取必需初始数据的微震信号片段.基于自适应高通滤波、背景噪声幅值上下界计算、轮动圆半径计算及轮动迭代、超限点归类分组4个信号处理流程提出了自适应轮动归类法,并分析了4个初始参数的影响程度及其取值依据.通过计算背景噪声与微震响应的特征值提出了用于判定微震信号有效性的微震信号信噪比(SNRmss),将SNRmss与信号长度分别同震相识别方法的计算速度与识别偏差进行了相关性分析.对比分析了模型试验与实际工程下该方法与改进长短时窗法(STA/LTA)在识别准确率、识别稳定性、计算速度、计算稳定性等方面的优劣.结果表明:相较改进STA/LTA方法,自适应轮动归类法对长度不同信号的识别容错率与稳定性更高.在模型试验下,自适应轮动归类法的识别准确率提高了25.0%,识别偏差标准差为前者的17.4%,计算时间平均值、标准差分别为前者的44.2%、67.4%;实际工程中,自适应轮动归类法的识别准确率提高了4.8%,识别偏差标准差为前者的34.2%,计算时间平均值、标准差分别为前者的40.9%、55.9%. 展开更多

关键词 微震监测 震相识别 模型试验 自适应轮动归类法 改进sta/lta方法

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以振幅为特征函数拾取P波、S波震相 被引量：1

11

作者 李启成 何书耕 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2020年第3期311-316,共6页

从以下几个方面对长短时均值比法进行改进:1)使长短时均值比法作为分子的异常项不包含在作为正常项的分母中,突出其表现异常的能力;2)用振幅的4次方作为特征函数,使特征函数体现震相到时特点,拾取震相到时问题转化为寻找特征函数最大值... 从以下几个方面对长短时均值比法进行改进:1)使长短时均值比法作为分子的异常项不包含在作为正常项的分母中,突出其表现异常的能力;2)用振幅的4次方作为特征函数,使特征函数体现震相到时特点,拾取震相到时问题转化为寻找特征函数最大值问题;3)仅用竖直向记录拾取P波,用东西、南北两向记录联合拾取S波;4)定义用长短时均值比拾取有效波的第一个峰值为拾取到时阈值的上限,拾取干扰波最大峰值为阈值下限,证实了用振幅4次方作为特征函数拾取震相,其阈值上、下限相差明显,可以定义地震震相到时阈值为阈值下限的2倍;5)明确规定分子的短时间仅仅采用3个记录,当3个记录点包含震相初至的波峰(波谷)和前后次极大值时,长短时均值比一定可得到一个极大值,中间的数据点对应的时刻为震相初至。用改进的方法拾取100个有明显震相的地震记录震相到时,准确度很高。本文方法可以视为是对长短时均值比法的拓展,在确定P波到时阈值后,可以用于地震预警工作中的P波到时的自动拾取。 展开更多

关键词 S波到时 P波到时 振幅 长短时均值比法

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弹着点定位系统中初至信号拾取方法 被引量：3

12

作者 霍鹏举 黄勇 刘亮 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第8期112-116,130,共6页

对于弹丸落地后地震信号的准确拾取是利用地震信号进行弹丸落点定位的关键环节。以主频50 Hz的雷克子波为原始信号,通过引入不同的噪声分别分析长短时窗能量值比法(STA/LTA)、基于自回归模型的Akaike信息准则的AR-AIC方法和基于高阶统... 对于弹丸落地后地震信号的准确拾取是利用地震信号进行弹丸落点定位的关键环节。以主频50 Hz的雷克子波为原始信号,通过引入不同的噪声分别分析长短时窗能量值比法(STA/LTA)、基于自回归模型的Akaike信息准则的AR-AIC方法和基于高阶统计量偏度和峰度的PAI-S/K法等3种拾取微震事件方法的拾取精度与可靠性。同时,分别采用这3种方法对试验数据进行识别。结果表明:对于信噪比较高的试验信号,3种方法都有很高的拾取精度,而对于微震事件,AIC法相较于另外两种方法具有更高的拾取精度与可靠性。 展开更多

关键词 弹着点 初至信号拾取 AIC法 sta/lta法 PAI-S/K法

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基于多属性的P波到达时间自动拾取方法 被引量：1

13

作者 辛平 李志华 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第11期69-72,79,共5页

针对地震数据存在冗余信息、噪声和P波拾取准确度不高的不足,研究了P波自动拾取方法。利用改进的局部线性嵌入(LLE)算法对样本数据进行降维处理;通过研究时间序列的相异性度量方法和内积计算方法,提出了一种适用于时间序列的核分类方法... 针对地震数据存在冗余信息、噪声和P波拾取准确度不高的不足,研究了P波自动拾取方法。利用改进的局部线性嵌入(LLE)算法对样本数据进行降维处理;通过研究时间序列的相异性度量方法和内积计算方法,提出了一种适用于时间序列的核分类方法。提出了基于多属性的P波到达时间自动拾取方法(AMPAT),提取地震信号的15维特征属性作为样本数据,利用LLE抽取数据样本特征,实现数据降维;通过核分类方法进行预测,确定P波到时。仿真实验表明:与已有的P波拾取方法长短时平均(STA/LTA)和最大似然(ML)估计相比,AMPAT的P波拾取准确度有比较显著的改善。 展开更多

关键词 震相拾取 多属性 局部线性嵌入 支持向量机 长短时平均方法

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微震初至波到时自动拾取研究 被引量：11

14

作者 高煜 胡宾鑫 +6 位作者 朱峰 张华 宋广东 高国防 庞江波 钟国栋 全霓 《工矿自动化》 北大核心 2020年第12期106-110,共5页

微震初至波到时准确拾取是实现震源定位的前提,传统的人工拾取方法效率低、耗时长,而自动拾取方法中常用的长短时窗能量比值(STA/LTA)法对低信噪比信号的拾取准确率较低。针对上述问题,提出了一种基于随机森林的微震初至波到时自动拾取... 微震初至波到时准确拾取是实现震源定位的前提,传统的人工拾取方法效率低、耗时长,而自动拾取方法中常用的长短时窗能量比值(STA/LTA)法对低信噪比信号的拾取准确率较低。针对上述问题,提出了一种基于随机森林的微震初至波到时自动拾取方法。首先,提取微震数据的振幅、能量及相邻时刻振幅比作为特征,并对每个样本进行特征类别标记;然后,构建随机森林模型以识别微震初至波;最后,采用随机森林模型计算每个测试样本属于某一类别的概率,将概率不小于0.5的第1个数据采样点判定为微震初至波到时采样点。采用煤矿井下巷道深孔中的微震监测数据进行实验,结果表明当随机森林算法中决策树的数量和最大深度分别为137,6时,该方法对微震数据样本分类的准确率达98.5%,对微震初至波到时的平均拾取误差为23.1ms,拾取精度优于STA/LTA方法。 展开更多

关键词 微震监测 微震初至波 初至波到时 微震波自动拾取 随机森林 sta/lta法

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利用标准时频变换方法在强噪声环境下无偏拾取地震P波、S波到时 被引量：5

15

作者 姚彦吉 柳林涛 +1 位作者 盛敏汉 许厚泽 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期227-243,共17页

地震P波、S波到时是精确分析地震水平位置、深度与速度结构等的重要参数,如何准确拾取P波和S波到时是地震学的一项重要的基础工作.大数据量与强噪声环境给地震到时的自动拾取带来了很大挑战.在频率域中可将信号与噪声分离,但会造成震相... 地震P波、S波到时是精确分析地震水平位置、深度与速度结构等的重要参数,如何准确拾取P波和S波到时是地震学的一项重要的基础工作.大数据量与强噪声环境给地震到时的自动拾取带来了很大挑战.在频率域中可将信号与噪声分离,但会造成震相的偏移.针对上述问题,本文在STA/LTA、AIC方法的基础上,引入了标准时频变换(Normal Time-Frequency Transform,NTFT),结合信号时间域与频率域特征,提出了基于NTFT的STA/LTA方法,以及基于NTFT的AIC方法来拾取P波和S波的到时.基于NTFT的STA/LTA方法通过构建即时频率约束的特征函数,以增强地震信号振幅响应的变化特征.基于NTFT的AIC方法则根据NTFT的变换系数定位即时频率-时间基准点,通过滑动窗口直接对标准时频谱进行AIC处理拾取最佳到时.本文采用了不同强度噪声的60组合成数据和105组实测地震数据对方法的可靠性进行检验.以人工拾取到时为参考,实测数据中NTFT-STA/LTA方法拾取P波、S波到时的均方根误差分别为0.36 s和0.56 s;NTFT-AIC方法拾取P波、S波到时的均方根误差分别为0.25 s和0.35 s.相比于STA/LTA、AIC方法,NTFT改进后的方法提高了P波和S波到时的拾取准确率,为强噪声环境下的地震波形到时拾取提供了新思路. 展开更多

关键词 震相拾取 标准时频变换 sta/lta方法 AIC方法

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