巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及巖爆領(lǐng)域，具體為巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法，根據(jù)波形完整性規(guī)則選取巖爆實驗過程中完整的波形信號，本發(fā)明提供的巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法,通過設(shè)置合理的預(yù)觸發(fā)時間和采樣長度最大限度保證波形數(shù)據(jù)的一定完整率，在實驗數(shù)據(jù)分析過程中選取波形完整率比較高的數(shù)據(jù)，保證實驗特征規(guī)律分析的準確性。
【專利說明】
巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及巖爆領(lǐng)域，具體為巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聲發(fā)射信號是巖石材料破裂過程中能量快速釋放的一種現(xiàn)象，隨巖石破裂過程的 能量耗散發(fā)展而演化，巖爆過程中能量釋放事件的活躍程度、釋放能量的強度等信息可以 通過聲發(fā)射信號的特征參數(shù)進行表征。
[0003]在聲發(fā)射監(jiān)測過程中，由于目前聲發(fā)射設(shè)備是通過等時截斷信號，進行分包傳輸， 最后分包存儲，來實現(xiàn)巖石破裂聲發(fā)射信號的獲取。這必然造成不完整波形，主要存在以下 二種情況：
[0004] (1)預(yù)觸發(fā)設(shè)置過短，容易造成波形數(shù)據(jù)前部被截斷，有可能最大幅值對應(yīng)信息的 丟失；
[0005] (2)當破裂發(fā)生在聲發(fā)射點間隔采集的后期時，再由于系統(tǒng)采樣長度不夠長，容易 造成波形數(shù)據(jù)后截斷。
[0006] (3)采樣速率設(shè)置不夠，可能會導(dǎo)致一個聲發(fā)射信號包含多個破裂信息，導(dǎo)致波形 出現(xiàn)連續(xù)形態(tài)，所攜帶的信息區(qū)分不開。
[0007]圖1為常見聲發(fā)射信號采集過程中的不完整波形。
[0008] 由圖1所示的不完整信號進行處理時，將造成振鈴計數(shù)、上升時間、持續(xù)時間以及 能量等時序參數(shù)的計算不準確。也會造成頻率所攜帶的信息缺失，出現(xiàn)主頻計算錯誤，頻帶 分布不完整等問題，從而影響聲發(fā)射整體特征規(guī)律的分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法， 選取波形完整率比較高的數(shù)據(jù)，保證實驗特征規(guī)律分析的準確性。
[0010] 具體技術(shù)方案為：
[0011] 巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法，包括以下過程：
[0012] 選取巖爆實驗過程中完整的波形信號，波形完整性規(guī)則為：
[0013] (1)理想的聲發(fā)射完整波形在起始段和結(jié)束段采樣點的幅值連續(xù)為0;
[0014] (2)部分完整波形的起始段和結(jié)束段采樣點的幅值不為0,但對應(yīng)幅值連續(xù)低于一 個閾值，該波形視為完整波形；
[0015] 設(shè)X為所有聲發(fā)射波形數(shù)據(jù)的集合，X=[Xi X2…Xi]，其中i為聲發(fā)射采集通道， Xi為第i通道的聲發(fā)射波形數(shù)據(jù)集合；
[0016] 令
其中Xkn為第k個波形的第η個采樣點的幅值，Xik=[xki xk2…xkn]表示第i通道的第k個波形的波形采樣數(shù)據(jù)集合；
[0017] 依據(jù)波形完整性規(guī)則⑵設(shè)nstart，nend，令
[0018] Π start=max([ | xki | Xk21 …| xkT | ] )_ε (1)
[0019] nend=max([ |xkn-τ| |xkn-τ+ι| …|xkn| ])_ε (2)
[0020] 式中：T為波形Xik的起始段和結(jié)束段所包含的采樣點數(shù)，T>5;
[0021 ] 當式（1)、（2)中的nstart彡〇且nend彡〇時，則波形X ik為完整波形。
[0022] 本發(fā)明提供的巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法，通過設(shè)置合理的預(yù)觸發(fā) 時間和采樣長度最大限度保證波形數(shù)據(jù)的一定完整率，在實驗數(shù)據(jù)分析過程中選取波形完 整率比較高的數(shù)據(jù)，保證實驗特征規(guī)律分析的準確性。
【附圖說明】
[0023] 圖1為【背景技術(shù)】中波形不完整示意圖。
[0024]圖2為實施例中的算法流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0026] 巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法，包括以下過程：
[0027] 選取巖爆實驗過程中完整的波形信號，波形完整性規(guī)則為：
[0028] (1)理想的聲發(fā)射完整波形在起始段和結(jié)束段采樣點的幅值連續(xù)為0;
[0029] (2)部分完整波形的起始段和結(jié)束段采樣點的幅值不為0,但對應(yīng)幅值連續(xù)低于一 個閾值，該波形視為完整波形；
[0030] 設(shè)X為所有聲發(fā)射波形數(shù)據(jù)的集合，X=[Xi X2…Xi]，其中i為聲發(fā)射采集通道， t為第i通道的聲發(fā)射波形數(shù)據(jù)集合；
[0031] 令 其中Xkn為第k個波形的第η個采樣點的幅值，Xik=[xki ， Xk2…xkn]表示第i通道的第k個波形的波形采樣數(shù)據(jù)集合；依據(jù)波形完整性規(guī)則（2)設(shè) Π start 7 Π en(i，令
[0032] nstart=max([ |xki| | Xk21 *** |xkT|])-e (1)
[0033] nend=max([ |xkn-τ| |xkn-τ+ι| …|xkn| ])-ε (2)
[0034] 式中:T為波形Xik的起始段和結(jié)束段所包含的采樣點數(shù)，T>5;
[0035] 當式（1)，（2)中的nstart<〇且nend<〇時，則波形X ik為完整波形。
[0036]基于上述理論利用計算機編程實現(xiàn)算法，算法流程圖如圖2所示。
【主權(quán)項】
1.巖石破裂聲發(fā)射信號波形完整性檢驗算法，其特征在于，包括W下過程， 選取巖爆實驗過程中完整的波形信號，波形完整性規(guī)則為： (1) 理想的聲發(fā)射完整波形在起始段和結(jié)束段采樣點的幅值連續(xù)為0; (2) 部分完整波形的起始段和結(jié)束段采樣點的幅值不為0,但對應(yīng)幅值連續(xù)低于一個闊 值，該波形視為完整波形； 設(shè)X為所有聲發(fā)射波形數(shù)據(jù)的集合，X=[XiX2 ... Xi]，其中i為聲發(fā)射采集通道，Xi為 第i通道的聲發(fā)射波形數(shù)據(jù)集合；令 其中Xkn為第k個波形的第η個采樣點的幅值，Xik=[Xkl Xk2 ? ...Xkn]表示第i通道的第k個波形的波形采樣數(shù)據(jù)集合； 依據(jù)波形完整性規(guī)則（2 )設(shè)Π start，Π end，令 Πstart=max([ I xki Xk21 ... I xkT I ] )-ε (1) riend = max([ |xkn-x| |xkn-T+l| ... |xkn|])-e (2) 式中:T為波形Xik的起始段和結(jié)束段所包含的采樣點數(shù)，5; 當式（1 )、（ 2 )中的Π start《0且Π end《0時，則波形X化為完整波形。
【文檔編號】G06K9/00GK105975954SQ201610362179
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】姚旭龍, 張艷博, 劉祥鑫, 梁鵬
【申請人】華北理工大學(xué)