基于小波特征和神经网络的天然地震与人工爆破自动识别

采用福建地区天然地震和人工爆破事件波形记录，通过一维离散小波变换（DWT）及4层小波包变换（WPT）对信号进行分解，提取出用于识别的4种波形小波特征：小波能量比特征、小波包能量比特征、小波包香农熵特征及小波包对数能量熵，此外还提取出P/S震相振幅比；采用BP神经网络对4种小波特征及分别加入P/S震相振幅比的组合特征进行识别效果检验，结果表明，单小波判据小波能量比特征识别效果好；双判据组合P/S震相振幅比和小波包对数能量熵的组合识别效果最好，可考虑作为实际天然地震与人工爆破在线自动识别系统的识别判据。     

小波包分析在信号压缩中的应用

小波包分析是近些年在小波的基础上发展起来的,将信号在小波包最优基下展开,利用小波包最优基极好的空间、尺度定位性,使得信号的小波包变换系数在小波变换域尽可能的集中,从而使在不降低压缩信号的质量情况下,进一步地提高信号压缩比成为可能。据此,本文介绍了小波变换、多尺度分析,重点讨论了小波包分析以及小波包最佳基的选取,同时针对小波分析在信号压缩中的局限性,研究小波包分析来进行信号的压缩,从而提高了信号的压缩比和重建信号的质量,并给出实验验证。     

去噪小波包能量法在水声信号识别中的应用

对小波包能量法进行改进,提出了一种新的方法———去噪小波包能量法,该算法对信号小波去噪后,再用小波包能量法提取信号的特征;应用去噪小波包能量法研究了不同的小波去噪方法对水声信号分类识别率的影响,在实测信号样本集上用BP神经网络进行了识别实验。结果显示软阈值、硬阈值、弹性阈值3种标准的小波去噪方法均能明显提高信号识别率,其中最为显著的是软阈值标准去噪,信号的识别率可由未去噪的53 .3%提高到98. 3%,表明算法的有效性。     

去噪小波包能量法在水声信号识别中的应用

对小波包能量法进行改进，提出了一种新的方法——去噪小波包能量法，该算法对信号小波去噪后，再用小波包能量法提取信号的特征；应用去噪小波包能量法研究了不同的小波去噪方法对水声信号分类识别率的影响，在实测信号样本集上用BP神经网络进行了识别实验。结果显示软阈值、硬阈值、弹性阈值3种标准的小波去噪方法均能明显提高信号识别率，其中最为显著的是软阈值标准去噪，信号的识别率可由未去噪的53．3％提高到98．3％，表明算法的有效性。     

基于小波包变换的地震信号频带序号到结点序号的快速转换算法

针对小波包处理地震非平稳信号过程中存在的“跳频”现象,以及现有方法不能快速准确地得到地震信号高层次小波包分解时频带序号和结点序号的排列规律的弊端,基于小波包变换算法和异或运算,提出一种频带序号到结点序号的快速转换算法。基于MATLAB平台,以唐山南北向地震波为例,编制相应程序进行分析,得到的地震频带序号与其小波包树结点序号的排列规律与现有方法得到的结果完全一致,验证了该转换算法的正确性。     

小波分析方法在形变数字化资料处理中的应用

基于小波变换理论，提出了应用小波分析方法识别、消除数字化资料的干扰，提取不同频率信息的方法。结合实例，讨论了小波分析方法在识别与分离不同频率信息、提取趋势异常与短期异常等方面的应用。研究表明，小波变换是形变数字化资料分析处理的一种有效方法。     

台湾集集地震近断层地震动工程特性与时频特征分析

为研究近断层不同区域地震动工程特性与时频特征,考虑近断层地震动方向性效应、滑冲效应、上盘效应等特性与断层类型的关系,基于PEER强震数据库,选取台湾集集（Chi-Chi）地震作为研究对象,依据断层破裂带与地震动观测台站的相对位置关系,将其近断层地震动划分为破裂前方区域（RFR）、断层上盘区域（HWR）、断层下盘区域（FWR）及破裂后方区域(RBR)4类,对比分析近断层不同空间地震动的三要素特性,并利用希尔伯特-黄变换（HHT）进一步分析其能量在时频分布上的差异。结果表明：1）近断层不同区域地震动PGA、PGV、PGD及PGV/PGA具有显著差异,给结构地震响应带来极大影响;2）RFR区域地震动呈显著的长周期效应,RBR区域地震动具有高频大幅值特点,HWR区域和FWR区域地震动同时具有高频大幅值特点和显著长周期效应;3）在时频域内,RFR、HWR、FWR、RBR区域地震动能量高值都主要集中在0~5.2 Hz的中低频段,其中HWR区域的地震动最大瞬时能量最大,RFR区域的地震动最大瞬时能量最小。     

小波多分辨分析在变形分析中的应用

利用离散小波变换方法对变形观测序列进行分析 ,通过小波多分辨分析方法对变形观测数据进行分解和重构 ,有效地对误差进行了分离 ;在分析非线性形变算例中 ,小波变换得到的去噪后变形曲线与多项式回归法结果相比 ,克服了因选用不同模型拟合效果不同的主观影响 ,既能较好地反映局部变形特征 ,又能反映整体变形趋势。     

基于小波变换及Matlab的遥感图像压缩效果分析

主要对小波变换在遥感图像压缩中的应用进行了研究。首先对小波变换理论及其实现进行了简要的介绍。然后,重点分析了小波变换分解层次、阈值选择对图像压缩效果的影响。利用MATLAB小波工具箱提供的小波变换函数,采用haar小波、db小波、sym小波、coif小波、bior小波进行遥感图像压缩,并对压缩效果进行了分析比较。结果表明,随着压缩倍数的增加,所需小波变换的分解层次也相应增加;但当压缩倍数选定后,对于大小一定的遥感图像,小波变换分解层次达到某一定级次时,再增加变换的分解层次,对压缩效果的作用甚微。因此,当图像大小一定时,压缩倍数和小波变换的分解层次之间存在一个较佳匹配问题。同时,通过实验数据,说明了在小波压缩过程中,阈值对压缩图像的压缩比和能量保持比的定量影响,表明将小波变换用于遥感图像压缩具有压缩比大,压缩效率高的优点。实验结果为小波变换在遥感图像压缩中的实际应用提供了理论参考。     

支持向量分类机LIBSVM方法识别天然地震、爆破与塌陷

对天然地震、爆破及塌陷的波形数据进行小波变换，并用小波转换系数提取香农熵特征，采用支持向量分类机LIBSVM多类模式识别方法对香农熵特征进行分类识别，识别率在80%~95%之间。结果表明，采用LIBSVM对波形特征进行分类的方法可以较好地识别天然地震、爆破与塌陷。     

基于支持向量机的内蒙古地区台网天然地震与人工爆破的自动识别与分析

基于内蒙古地区及其周边(96°~126°E, 36°~54°N)2016~2021年天然地震和爆破事件,首先采用db7、sym6、rbio1.5小波基函数分别对事件波形进行离散、静态、小波包4层小波分解,然后提取能量比、香农熵、能量熵3种特征参数,最后按照不同的小波分解方式、核函数、支持向量机和特征值随机组合的方式进行288组实验。结果表明,“DWT+υ-SVC+db7+线性核+能量比+香农熵+能量熵”的识别率最高为95%,说明该方法更适合内蒙古地区,可为测震台网识别天然地震和爆破事件提供较为可靠的参考依据。     

Propagation characteristics of vibration waves induced in surrounding rock by tunneling blasting

The effect of blasting vibration waves on surrounding rock and supporting structures is an important field in underground engineering. In this paper, the separation variable method is used to solve the displacement potential function for the propagation of the blasting vibration waves. In the axis coordinate system, the particle motion and stress change with axial distance, radial distance and time is obtained in surrounding rock. The peak particle velocity law in surrounding rock under different blast loads and surrounding rock parameters is discussed. In addition, the particle vibration characteristics in the surrounding rock are studied using numerical simulations method. The results shows that the peak particle velocity in surrounding rock appears negative exponent attenuation with the increase of axial distance, but it appears positive and negative fluctuations in radial direction. This phenomenon is a new discovery and it has been rarely investigated before. Moreover, the peak particle velocity attenuates more quickly and intensely in the near blasting field, which means that the supporting structure in a shorter distance away from the heading face is vulnerable to the impact of blasting vibration. The attenuation of blasting vibration velocity is closely related to charge length, blasting load amplitude, attenuation index and rock elastic modulus. The numerical simulation accomplishes the same results and then demonstrates the validity of theoretical results.     

爆破作用下顺层岩质边坡稳定的可靠性分析

基于可靠度理论建立顺层岩质边坡稳定的可靠性分析方法，获得顺层岩质边坡可靠指标和失稳概率的计算表达式。以某高切坡为例分析其稳定状态和失稳概率，并据此探讨不同粘聚力、内摩擦角、炸药量和爆心距条件下边坡失稳概率的变化规律。计算结果表明，粘聚力对边坡的失稳概率影响较大；随着内摩擦角的增加，边坡失稳概率近乎线性减小；当单孔药量从10 kg增大到160 kg后，失稳概率增幅97.10%；当爆心距小于20 m时，边坡的失稳概率减小的速度很快，而爆心距超过20 m后边坡失稳概率减小的幅度较小。考虑爆破振动的时效性，爆破荷载使边坡失稳概率增大49.61%，单次爆破振动的影响时间约6 s。     

大奔流顺层岩质滑坡溃屈型破坏力学机制研究

溃屈型破坏是顺层岩质边坡一种常见的破坏模式。以大奔流顺层岩质滑坡为例，分析了其溃屈型破坏的形成机制，绿泥石片岩层面发育程度和层面抗剪强度及岩石破碎程度是大奔流滑坡发生的主要地质因素，爆破震动荷载和地下水作用是发生溃屈型破坏的主要诱发因素。基于弹性板梁稳定理论和能量平衡原理，建立了顺层岩质滑坡溃屈型破坏力学模型；通过力学分析，提出了综合考虑滑坡自重、地下水与震动荷载作用的顺层岩质滑坡溃屈段长度条件方程。以大奔流滑坡为实例进行了验算，计算结果和现场破坏特征基本一致，表明了该方法的可行性，为研究顺层岩质滑坡溃屈型破坏的力学机制提供了依据。      

基于PCA及提升小波组合算法提取建筑物结构振动信号

针对监测结果受测量噪声和多路径等GPS误差影响的问题,提出基于PCA及提升小波的组合算法来提取建筑物结构振动信号。利用PCA空间滤波分离区域站点相关的共模误差,然后利用提升小波变换对振动信号进行降噪,用于提取结构振动信号。以香港某高楼在台风荷载作用下的观测数据为例进行实验,结果表明,此算法有效提高了变形监测的精度。     

Morlet变换在超宽频带地震仪记录的汶川震前数据处理中的应用

介绍了Morlet小波变换的基本原理和特点。以汶川地震为例，选取2008-05-01~05-12的地震计垂直向连续波形数据，使用Morlet小波变换得到时频谱。分析时频图发现，在汶川地震发生前的数十h中，0.1~0.2 Hz频段的能量幅值出现明显的递增趋势，是非台风扰动引起的频率异常，与已有论文结论符合良好，证明Morlet小波变换是分析震前频率特征的有效方法。     

湖北随州ML4.7地震序列基础资料分析

依据随州三里岗ML4.7地震序列的地震监测和宏观调查所获得的基础资料,对此次地震序列的时空强特征及地震成因机理进行了分析。为使地震资料准确可靠,对混淆在序列中的爆破波形与地震波形进行了鉴别和剔除。结合这些基础资料和震源机制解结果。分析认为随州地震序列在成因上与该地区存在的北东和北西向两组断裂构造有关,但主发震构造是北西向断裂。