[发明专利]一种矿山微震信号P波初至时刻提取方法及系统

权利要求书

1.一种矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，其包括：

步骤S210：获取微震信号，并对所述微震信号进行升维，得到所述微震信号的时间-频率-能量分布图；

步骤S220：根据所述时间-频率-能量分布图中信号与噪声能量分布，确定所述微震信号的主频带；

步骤S230：在所述主频带上，确定P波初至大致时刻；

步骤S240：在所述微震信号中，基于所述P波初至大致时刻，选取时间窗，进一步确定P波初至精确时刻。

2.如权利要求1所述的矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，所述步骤S210中获取微震信号，并对所述微震信号进行升维，得到所述微震信号的时间-频率-能量分布图包括：

步骤S301：通过传感器对矿山进行监测，获取所述微震信号，并将其设为f(t)；

步骤S302：将所述微震信号在时域上表示为多个谐波分量的叠加形式：

其中A_k(t)为第k个谐波分量的瞬时振幅，θ_k(t)为第k个谐波分量的瞬时相位，e(t)为噪声或误差，K为可分解分量的个数；

步骤S303：利用同步挤压小波变换方法对所述微震信号从时域和频域进行分解，得到所述微震信号的时间-频率-能量分布图。

3.如权利要求2所述的矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，所述步骤S303中利用同步挤压小波变换方法对所述微震信号从时域和频域进行分解，得到所述微震信号的时间-频率-能量分布图包括：

利用同步挤压变换结合所述频域小波变换，将时间-尺度平面的能量重新分配到时间-频率平面，得到所述时间-频率-能量分布图。

4.如权利要求1所述的矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，所述步骤S220中根据所述时间-频率-能量分布图中信号与噪声能量分布，确定所述微震信号的主频带包括：

步骤S601：对所述时间-频率-能量分布图的时域部分进行叠加，得到基于频域的能量曲线图；

步骤S602：针对所述基于频域的能量曲线图中的数据利用预设阈值进行选取，得到所述主频带。

5.如权利要求4所述的矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，所述步骤S602中针对所述基于频域的能量曲线图中的数据利用预设阈值进行选取，得到所述主频带包括：

针对所述基于频域的能量曲线图中的数据按照从小到大重新排列；

对重新排列后的数据按照所述预设阈值的位置所在的数据值进行选取，得到所述主频带，其中所述预设阈值的范围为70％～90％。

6.如权利要求1所述的矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，所述步骤S230中在所述主频带上确定P波初至大致时刻包括：

步骤S801：在一个时间点上对所述主频带间的能量进行求和，得到基于时域的主频带的能量曲线图；

步骤S802：对所述基于时域的主频带的能量曲线图进行滑动平均处理，并对处理后的曲线图采用AIC算法计算AIC值得到AIC曲线；

步骤S803：在所述AIC曲线上多个极小值中选择第一个极小值所在的时刻，作为所述P波初至大致时刻。

7.如权利要求1所述的矿山微震信号P波初至时刻提取方法，其特征在于，所述步骤S340中在所述微震信号中，基于所述P波初至大致时刻，选取时间窗，进一步确定P波初至精确时刻包括：

步骤A1：根据所述P波初至大致时刻设置时间窗；

步骤A2：对所述微震信号，在所述时间窗内，利用AIC算法计算AIC值；

步骤A3：选择所述时间窗内AIC值最小的位置为所述P波初至精确时刻。