一种微震震源定位参数的优化求解方法技术

本发明专利技术公开了一种微震震源定位参数的优化求解方法,它是以两个拾震器拾取的到时之差与计算得到的到时之差的残差平方和最小为目标，应用粒子群算法计算出震源位置和等效波速，再根据震源位置及等效波速，直接计算出发震时刻。本发明专利技术结合工程实际给出了PSO求解算法中的惯性权重、加速常数、粒子最大飞行速度等参数的约束规则，避免由于这些参数的不当选取导致算法失效，提高了求解算法的鲁棒性，达到减少迭代次数、提高定位精度和算法速度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种微震震源定位参数的优化求解方法
本专利技术属于信息处理
的微地震震源定位技术，尤其是微震震源定位参数的优化方法，具体的说，就是针对微震震源定位参数求解时易出现多个参数相互关联、收敛速度慢、解不唯一等问题，提出一种粒子群优化(PSO，particleswarmoptimization)算法对震源进行定位，属于信息处理

技术介绍
有效监测岩石微破裂发生的位置，可提高冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿灾害的监测预警准确率，一直以来，对震源定位的准确性和精度的研究，是微震监测技术研究的一项重要内容。微震震源参数求解的实质是，已知各监测台站的空间坐标，根据各台站拾取的微震波初至到时，确定震源的空间坐标、发震时刻等属性，具体原理和分析如下：设微震系统有n个拾震器(如图1所示)，若记震源位置为(x0，y0，z0)，各拾震器坐标为(xi，yi，zi)(i＝1，2，...，n)，P波在介质中的等效传播速度为V，P波到达各拾震器的时刻为ti，发震时刻为t0，则拾震器i和j接收到的微震波初至到时之差的计算值为：其中，对于一对拾震器i和j而言，拾取的微震波初至到时之差回归值为：所有回归值与计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微震震源定位参数的优化求解方法，其特征在于，它是以两个拾震器拾取的到时之差与计算得到的到时之差的残差平方和最小为目标，应用粒子群算法计算出震源位置和等效波速，再根据震源位置及等效波速，直接计算出发震时刻，具体包括以下步骤：第一步：首先在微震震源待测地点的不同位置设置多个拾震器，当微震事件发生时，产生的微震波被拾震器接收并传送给计算机，计算机对各拾震器接收到的微震波进行初至到时拾取，并建立微震震源位置的函数模型，模型表示如下式：

【技术特征摘要】
1.一种微震震源定位参数的优化求解方法，其特征在于，它是以两个拾震器拾取的到时之差与计算得到的到时之差的残差平方和最小为目标，应用粒子群算法计算出震源位置和等效波速，再根据震源位置及等效波速，直接计算出发震时刻，具体包括以下步骤：第一步：首先在微震震源待测地点的不同位置设置多个拾震器，当微震事件发生时，产生的微震波被拾震器接收并传送给计算机，计算机对各拾震器接收到的微震波进行初至到时拾取，并建立微震震源位置的函数模型，模型表示如下式：其中，公式中：(x0，y0，z0)为震源位置；i和j是两个拾震器标号；(xi，yi，zi)为拾震器i的位置；(xj，yj，zj)为拾震器j的位置；li和lj表示拾震器i和拾震器j到震源的距离；V表示微震波在地层中的等效传播速度；表示拾震器i和j拾取的微震P波初至到时之差回归值；第二步：利用粒子群算法对微震震源位置的函数模型进行求解，具体方法如下：2.1：初始化一群粒子，使其种群规模大小为N(150≤N≤300)，种群中每个粒子在飞行空间的位置表示成一个四元组，记为zk(x，y，z，V)，k＝1，2，...，N(简记为zk)，其中(x，y，z)表示震源空间坐标，V表示微震波在地层中传播的等效波速；相应地，种群中每个粒子的飞行速度也表示成一个四元组，记为vk(x，y，z，V)，k＝1，2，...，N(简记为vk)；随机初始化种群中的每个粒子的位置zk，使(x，y，z)位于监测台站所包围的空间内，且使0＜V＜10；随机初始化每个粒子飞行的初速度vk，且使0＜vk＜5；初始化粒子群进化的代数g＝0；最大进化代数Tmax＝3000；2.2：计算当前每个粒子的适应值g＝g+1，根据下式计算每个粒子的适应值Qk，定义粒子的历史最优位置pBest...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红梅，贾瑞生，彭延军，樊建聪，崔焕庆，孟祥文，陈卓艳，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37