[发明专利]微震事件时空分形维数计算方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供了一种微震事件时空分形维数计算方法、装置及电子设备，包括：获取微震事件的聚类分析结果；基于聚类分析结果确定椭球计算总模型和不同时间段对应的椭球计算分模型；其中，时间段是基于作业工况和爆破时间进行划分的，椭球计算分模型的参数比例与椭球计算总模型的参数比例相同；基于椭球计算总模型和椭球计算分模型确定微震事件时空分形维数。本发明能够实现微震事件时空分形维数的定量计算，有利于岩爆等动力灾害规律总结和机制分析，实现预测预警。

技术领域

本发明涉及矿山安全技术领域，尤其是涉及一种微震事件时空分形维数计算方法、装置及电子设备。

背景技术

分形几何学应用于医学、通讯、计算机等多个领域，旨在发现混乱无序中的秩序。分形维数（fractal dimension）是描述分形最主要的参量，利用维度的方法去解释物体的空间状态。目前相关的微震地压监测报告中，几乎没有采用分形维数来描述微震事件时空演化规律的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微震事件时空分形维数计算方法、装置及电子设备，能够实现微震事件时空分形维数的定量计算，有利于岩爆等动力灾害规律总结和机制分析，实现预测预警。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种微震事件时空分形维数计算方法，包括：获取微震事件的聚类分析结果；基于聚类分析结果确定椭球计算总模型和不同时间段对应的椭球计算分模型；其中，时间段是基于作业工况和爆破时间进行划分的，椭球计算分模型的参数比例与椭球计算总模型的参数比例相同；基于椭球计算总模型和椭球计算分模型确定微震事件时空分形维数。

在一种实施方式中，基于聚类分析结果确定椭球计算总模型和不同时间段对应的椭球计算分模型的步骤，包括：基于聚类分析结果得到同类微震事件的分布范围，并确定分布范围的置信区间；基于分布范围的置信区间确定椭球计算总模型；基于聚类分析结果得到不同时间段内同类微震事件的分布范围，并以时间为自变量确定不同时间段对应的椭球计算分模型。

在一种实施方式中，基于椭球计算总模型和椭球计算分模型确定微震事件时空分形维数的步骤，包括：计算各个椭球计算分模型的相关指数；对椭球计算分模型的长轴参数和相关指数进行对数运算得到数据点集合；基于最小二乘法对数据点集合进行线性拟合，得到拟合斜率；基于拟合斜率确定微震事件时空分形维数。

在一种实施方式中，计算各个椭球计算分模型的相关指数的步骤，包括：基于椭球计算总模型计算微震事件总数量；基于椭球计算分模型计算不同时间段的微震数量；基于微震事件总数量和不同时间段的微震数量计算各个椭球计算分模型的相关指数。

在一种实施方式中，基于微震事件总数量和每个时间段的微震数量计算各个椭球计算分模型的相关指数的步骤，包括：按照以下相关指数计算公式计算各个椭球计算分模型的相关指数：

其中，表示微震事件总数量，表示不同时间段的微震数量，n表示时间段的数量，，表示第n个时间段对应的椭球计算分模型的相关指数。

在一种实施方式中，基于最小二乘法对数据点集合进行线性拟合，得到拟合斜率的步骤，包括：按照以下公式对数据点集合进行线性拟合：

其中，表示椭球计算分模型的长轴参数。

在一种实施方式中，基于拟合斜率确定微震事件时空分形维数的步骤，包括：当拟合斜率满足自相似性时，则将拟合斜率确定为微震事件时空分形维数。