[发明专利]一种工程尺度下微震信号及p波初至自动识别算法

权利要求书

1.一种工程尺度下微震信号及p波初至自动识别算法，其特征在于，包 括以下步骤：

步骤1、读取振动传感器实时监测到的设定时窗内波形的采样点数据，建 立平面直角坐标系，其中X轴对应波形的采样点编号，Y轴对应波形的幅值， 在平面直角坐标系中对时窗内波形的采样点进行对称校准；

步骤2、计算采样点个数N，设置零交叉点个数上限M1，零交叉点个数 下限M2；设置微震信号时间判断阀值T；

步骤3、设定第A个采样点的加权因子K_(A)和特征函数CF_(A)；

设定第A个采样点短时平均值STA_(A)和长时平均值LTA_(A)；

设定第A个采样点的动态阈值r(A)；

其中A为采样点个数的编号；

步骤4、以平面直角坐标系中编号最小的采样点为当前采样点，当前采样 点的编号为i；

步骤5、设置算法参数变量M、S、L、t，M、S、L、t的初值均设置 为0，其中M为零交叉点个数；S为计数器；L的计算公式为L＝3+M/3；t为 拾取出的微震信号的持续时间；

步骤6、比较当前采样点的短时平均值STA_(i)和动态阈值r(i)的大小；

步骤7、若当前采样点的短时平均值STA_(i)小于当前采样点的动态阀值 r(i)，则当前采样点不是P波初至点，此时将当前采样点的下一个采样点作为 当前采样点，返回到步骤(6)；若当前采样点的短时平均值STA_(i)大于等于当前 点的动态阀值r(i)，则将当前采样点的编号i赋值给k，计算当前采样点的幅 值P1，将当前采样点的幅值大小P1赋值给缓存最大幅值P0，然后进行步骤 (8)；

步骤8、计算编号为k的采样点的下一个采样点k+1的幅值P2；

步骤9、如果采样点的编号为k的采样点的下一个采样点k+1不是零交叉 点，将缓存最大幅值P0和采样点k+1的幅值P2中较大值赋值给缓存最大幅 值P0，将k+1赋值给k，当k的值小于波形采样点个数N时，返回步骤8； 当k的值大于等于波形采样点个数N时，则将当前采样点的下一个采样点作 为当前采样点，返回步骤5；

如果采样点的编号为k的下一个采样点k+1是零交叉点，则零交叉点个 数M值加1，将k+1赋值给k，然后进行步骤10；

步骤10、若零交叉点个数M值大于零交叉点个数上限M1值，则当前 采样点不为P波初至点，则将当前采样点的下一个采样点作为当前采样点， 返回步骤5；

若零交叉点个数M值小于等于零交叉点个数上限M1值，则计算当前采 样点的判定参数δ＝LTA(i)×M，然后进行步骤11；

步骤11、比较编号为k的采样点的短时平均值STA_(k)与当前采样点的判 定参数δ的大小：

若编号为k的采样点的短时平均值STA_(k)小于等于当前采样点的判定参 数δ，计数器S值归零，将P2赋值给P0，此时将k加1，返回步骤8；

若编号为k的采样点的短时平均值STA_(k)大于当前采样点的判定参数δ， 计数器S值加1，计算L＝3+M/3，进入步骤12；

步骤12、比较计数器S值与L的大小：

若计数器S值小于等于L，则将P2赋值给P0，将k加1，返回步骤8；

若计数器S值大于L，计算从当前采样点i到编号为k的采样点的这段波 形的持续时间t，t＝(k-i)/f，其中f为采样频率；

步骤13、当t小于微震信号时间判断阀值T或零交叉点个数M小于零 交叉点个数下限M2时，则当前采样点i与编号为k的采样点之间的采样点 不是微震信号，将编号为k的采样点的下一个采样点作为当前采样点，清零 M、P0、P1、P2、S、L的取值，进行步骤5；当t大于等于时间阀值T且零 交叉点个数M大于等于零交叉点个数下限M2时，则当前采样点i与编号为 k的采样点之间的采样点为微震信号，将当前采样点的编号i赋值给T1，将 k赋值给T2，其中编号为T1的采样点为微震信号的P波初至点，编号为T2 的采样点为信号结束点，进入步骤14；

步骤14、将编号为k的采样点的下一个采样点作为当前采样点，清零M、 P0、P1、P2、S、L的取值，进行步骤5，直至将设定时窗内波形的采样点数 据分析完。