[发明专利]一种单、多脉冲地震动识别和提取方法

权利要求书

1.一种单、多脉冲地震动识别和提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定脉冲地震动的速度峰值阈值；

(2)选择脉冲模型，并对脉冲模型进行重采样，对满足速度峰值阈值的地震动，计算地震动和与不同脉冲周期下脉冲模型之间的卷积；

(3)利用卷积最大值，提取可能的地震动脉冲信号，其中，当卷积最大值位置为负或重采样后的脉冲模型信号长度比输入的地震动信号长度更长时，对重采样后的脉冲模型的信号长度进行更新；此外，根据地震动信号的峰值对更新后的脉冲模型进行标定，使得更新后的脉冲模型的峰值速度和输入地震动信号的峰值速度一致，此时得到的为标定后的脉冲模型；

(4)计算所有可能的地震动脉冲信号与地震动信号之间的能量比，并与设置的能量阈值进行对比，所述地震动脉冲信号即为地震动信号中的脉冲部分；

(5)对满足速度峰值阈值和能量阈值的地震动，首先，将峰值速度相同的地震动信号分为一组，然后单独分析每一组地震动脉冲信号与标定后的脉冲模型之间的自相关系数，并与设置的自相关系数阈值对比，最后，选择自相关系数最大且满足自相关系数阈值的脉冲周期对应的标定后的脉冲模型为最终的地震动脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的一种单、多脉冲地震动识别和提取方法，其特征在于：为减少小震的影响，步骤(1)中地震动速度峰值阈值设置为30cm/s。

3.根据权利要求1所述的一种单、多脉冲地震动识别和提取方法，其特征在于：步骤(2)中脉冲模型的选择，对所有的脉冲模型均适用。

4.根据权利要求1所述的一种单、多脉冲地震动识别和提取方法，其特征在于：步骤(2)中脉冲模型的重采样，脉冲模型根据设置的脉冲模型的周期进行重采样，详见公式(1)，重采样后的脉冲模型的时间间隔为1/f_s，

其中t_p是重采样的脉冲模型的持时；t₀是原脉冲模型的持时；T_p设置的脉冲模型的周期；T₀是原脉冲模型的周期；f_s是输入地震动的采样率。

5.根据权利要求4所述的一种单、多脉冲地震动识别和提取方法，其特征在于：步骤(2)中脉冲模型和地震动之间的卷积计算方法，详见公式(2)，

其中，输入地震动V_s＝[v(1),v(2),v(3)…v(n)]，n∈Z，Z是整数；脉冲模型ω(T_p)＝[u(1),u(2),u(3)…u(m_p)]，m_p∈Z；卷积计算结果W的长度j满足max(1,k+1－n)≤j≤min(k,m_p),(j∈Z)；n是输入地震动的长度；m_p为重采样后的脉冲模型的长度；卷积结果W的长度为(m_p+n－1)，时间间隔为1/f_s。

6.根据权利要求5所述的一种单、多脉冲地震动识别和提取方法，其特征在于：步骤(3)中地震动脉冲信号和更新的脉冲模型的获取，分别根据公式(3)和(4)计算，

V_c＝V_s(a),max(1,c_max-m_p+1)≤a≤min(c_max,n),(a∈Z) (3)

ω”＝ω'(b),max(1,c_max-n+1)≤b≤min(c_max,m_p),(b∈Z) (4)

其中，V_c为基于卷积结果最大值得到的地震动的脉冲信号；V_s为输入的地震动；a为输入地震动的时间序列；ω’为是重采样的脉冲模型；ω”为是更新后的脉冲模型；b为是重采样后脉冲模型的时间序列；c_max为卷积结果最大值位置；n为输入地震动信号的长度；m_p为重采样脉冲模型的长度。