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[发明专利]基于分层层析成像的围岩分类预测方法-CN202310370288.0在审
发明人：刘斌;王建森;杨森林;许新骥;任玉晓;陈磊 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明提供一种基于分层层析成像的围岩分类预测方法、计算机可读存储介质以及终端设备，包括建立有监督学习数据库；建立围岩分类网络；以所述有监督学习数据库训练所述围岩分类网络；进行隧道地震超前探测工作，得到地震数据；对所述地震数据进行分层层析成像，得到围岩的波速信息；将所述波速信息输入到所述围岩分类网络中，得到围岩分类预测结果。本发明针对隧道狭小空间下波速反演多解性强的难题，通过建立有监督学习数据库训练围岩分类网络，再结合分层层析成像得到围岩的波速信息，不仅可以直接推断不良地质情况，还可以为围岩分类提供可靠信息，提高了围岩分类预测的精度。
基于分层层析成像围岩分类预测方法

[发明专利]一种基于预测滤波的隧道掘进机阵列声波处理方法及系统-CN202310155340.0在审
发明人：陈磊;李铎;闫芳潇;刘斌;付超;王瑞;许新骥 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-22 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G06F18/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于预测滤波的隧道掘进机阵列声波处理方法及系统，对获取的隧道掘进机阵列声波进行预处理；利用平面波解构计算预处理后的数据的结构复杂度；利用结构复杂度提取不同时‑空位置的数据差异，对不同时‑空位置选择不同滤波因子；基于滤波因子，构建自回归预测模型；利用最小二乘方法，求解不同时‑空位置内的自回归预测模型系数，实现结构复杂度引导的去噪。本发明利用常规数据处理和结构复杂度引导的预测滤波方法的联合的噪声去除策略，实现了时‑空差异化的噪声去除，提高数据的信噪比，为异常体的精细成像奠定基础。
一种基于预测滤波隧道掘进机阵列声波处理方法系统

[发明专利]一种基于刀盘旋转稀疏的阵列观测空间优化方法及系统-CN202310172193.8在审
发明人：任玉晓;李铎;付超;刘斌;公志飞;陈磊;许新骥 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-22 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于刀盘旋转稀疏的阵列观测空间优化方法及系统，构建初始面阵；选定目标测线，在初始面阵中随机选择一个测点并进行去除；刀盘旋转一周，获取剩余测点在该测线上的位置；每次旋转均计算其他测点在该测线上的位置，对覆盖情况和覆盖次数进行统计，判断是否满足该测线下所有测点位置满足满覆盖评价指标，如果满足，则在测点面阵中剔除该测点，更新面阵测点位置；重复上述步骤，直至有测点位置的覆盖次数为0，循环终止，获得基于满足满覆盖评价的稀疏位置；重复上述步骤，扩充满足满覆盖的稀疏结果，考虑单条测线上和单个圆环上探头最稀疏，获得最佳的优化结果。本发明能够为实现精细探测提供重要前提保障。
一种基于盘旋稀疏阵列观测空间优化方法系统

[发明专利]一种时间反转隧道掘进机精细成像方法及系统-CN202310157539.7在审
发明人： 许新骥;公志飞;刘斌;李铎;付超;陈磊 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-23 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01S7/539 文献下载
摘要：本发明提供了一种时间反转隧道掘进机精细成像方法及系统，基于观测数据，构建伪谱能量函数，获取不良地质体回波方位信息；以反射信号方位扫描信息为先验信息，修正格林函数对于不同成像方位的权重，增强方位向相互接近的异常体的分辨能力，得到精细成像结果。本发明能够为为阵列声波超前地质探测精细成像提供较准确的速度分布，实现了米级‑亚米级异常体较准确成像。
一种时间反转隧道掘进机精细成像方法系统

[发明专利]应用于激发极化超前预报系统的推杆、系统及其控制方法-CN202210991595.6在审
发明人：李尧;曹弘毅;李阳;许新骥;聂利超;刘学斌 -专利权人：山东大学;山东百廿慧通工程科技有限公司
申请日： 2022-08-18 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明属于地质探测技术领域，提出了一种应用于激发极化超前预报系统的推杆、系统及其控制方法，包括法兰座，一端固定有磁吸接线座，另一端固定有电机，电机连接有传动轴，传动轴上通过螺纹配合套设在传动轴上的伸缩杆；电极，固定在伸缩杆远离电机的一端；不进行超前预报探测时，电极位于刀盘的放置孔内；进行超前预报探测时，可通过磁吸接线座与外部电源的连接使得电机和电极通电；在电机的作用下，传动轴带动伸缩杆动作，将电极送出刀盘的放置孔进行超前预报探测；本发明中的推杆属于一种电动推杆，避免了采用液压油缸式伸缩杆时存在的液压管路及阀块容易损坏，以及需要人工将刀盘后的液压管路与刀盘上的液压管路进行连接等问题。
应用于激发极化超前预报系统推杆及其控制方法

[发明专利]一种基于深度学习的隧道地震波速反演方法及系统-CN202111376321.8有效
发明人：任玉晓;王清扬;刘斌;蒋鹏;杨森林;陈磊;许新骥 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-11-19 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于深度学习的隧道地震波速反演方法及系统，本发明为深度学习地震反演方法添加隧道施工现场的环境信息、地质先验信息与隧道探测观测方式信息编码以帮助算法获得相应先验知识，并利用已有数据库对隧道地震波速反演网络进行初步的网络预训练，以辅助算法匹配当前隧道工程探测任务；同时建立网络更新同步隧道开挖的反演优化方式，在隧道边挖边探的同时，随着探测的进行扩充数据库并优化算法，训练方式逐步无监督化，获得更好的泛化性和更准确的反演结果。
一种基于深度学习隧道地震波速反演方法系统

[发明专利]一种隧洞TBM破岩震源超前地质探测成像方法与系统-CN202011127411.9有效
发明人：陈磊;丁向南;左志武;任玉晓;周鹏飞;郝磊;许新骥;王凯 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-20 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本公开提供了一种隧洞TBM破岩震源超前地质探测成像方法与系统，沿TBM施工方向，间隔获取破岩振动信号，得到多组探测数据；对采集的多组探测数据进行预处理，获取不同里程位置处地震记录波场特征，得到多组共虚震源点道集；对地震信号进行干涉加强，计算延时参数，弥补不同震检距产生相位差，将地震记录同相叠加，汇聚地震波能量，对汇聚后的地震波进行波形处理、速度分析及深度偏移成像，得到成像结果；本公开可以增强TBM破岩震源地震波能量，提高地震记录信噪比，进而优化地质探测成像结果，指导TBM掘进与施工方案，为保障隧道施工安全提供借鉴。
一种隧洞 tbm 震源超前地质探测成像方法系统

[发明专利]一种搭载式地震仪机柜/壁挂式机箱充电管理系统-CN202210992693.1在审
发明人：李尧;曹弘毅;张宝利;刘丛林;庞岩;许新骥 -专利权人：山东大学;山东百廿慧通工程科技有限公司
申请日： 2022-08-18 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： H02J7/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种搭载式地震仪机柜/壁挂式机箱充电管理系统，包括，包括主控板和外置防护箱；主控板具有主控CPU，主控CPU通过开/关机自锁控制电路与第一电源模块连接，主控CPU通过充电控制电路与第二电源模块连接，第二电源模块与电池充电管理电路连接后分别与接口模块和充电状态缓冲电路连接；接口模块的输入接口分别与网络交换机、主控CPU和电池充电管理电路连接，输出接口为通信充电复合接口；网络交换机与+12V电源/通信复合转换电路连接后，经复合电缆与外置防护箱内的SAP主站和先导传感器连接。能够实现在SAP采集终端充电结束后自动将机柜/壁挂式机箱的总电源断开，且使机柜/壁挂式机箱的上电/断电控制装置自动恢复到原始状态。
一种搭载地震仪机柜壁挂式机箱充电管理系统

[发明专利]时频域谱减法和经验模态分解联合的隧道滤波方法及系统-CN202011073949.6有效
发明人：陈磊;李凯;付超;张庆松;孙法合;高雪池;张灵莉;曹帅;解冬东;许新骥 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本公开提供了一种时频域谱减法和经验模态分解联合的隧道滤波方法及系统，基于经验模态分解方法，将时域隧道含噪地震记录分解为多个固有模态函数分量；对分解得到的各个固有模态函数分量进行加权；对加权后的各个时间域IMF分量分别转到时频域进行时频域谱减法滤波；将各个IMF分量进行时频域谱减法滤波后得到的小波系数利用同步挤压小波变换的逆变换分别转换为时域信号；将获得的时域信号直接相加，实现数据重构和滤波；本公开通过将时频域谱减法和经验模态分解进行联合滤波，拓展了时频域谱减法的适用性，提高了滤波效果。
时频域谱减法经验分解联合隧道滤波方法系统

[发明专利]一种搭载于护盾上的地震超前预报观测系统及方法-CN202010080839.6有效
发明人：崔俊芝;张灵莉;许新骥;刘斌;陈磊;任玉晓 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-02-05 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01V1/04 文献下载
摘要：本公开提供了一种搭载于护盾上的地震超前预报观测系统及方法，包括沿护盾圆周分布的环状观测设备收纳舱，所述观测设备收纳舱内容纳有激震器和检波器，所述激震器和检波器均设置有自动伸缩件，能够带动激震器和检波器沿自动伸缩杆方向伸缩，从而撞击岩石激发地震波，或实现检波器的自动径向伸缩与安装；连接激震器的自动伸缩件的另一端与滑轨滑动连接，能够为激震器提供滑行轨道，控制激震器的前后滑动，滑轨下部设置有支撑杆，能够自动伸缩抬高滑轨后端以控制激震角度，以灵活改变激震位置。
一种搭载护盾上地震超前预报观测系统方法

[发明专利]基于深度学习的TBM破岩震源地震波场特征恢复方法及系统-CN202011061619.5有效
发明人： 许新骥;王清扬;蒋鹏;高雪池;岳景杭;周鹏飞;马川义;杨森林 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明属于地球物理勘探领域，提供了一种基于深度学习的TBM破岩震源地震波场特征恢复方法及系统。其中，基于深度学习的TBM破岩震源地震波场特征恢复方法包括：获取破岩震源原始信号和先导信号，得到TBM破岩震源数值模拟数据；经基于深度学习的波场特征恢复网络，将TBM破岩震源数值模拟数据转化成经过波场特征恢复后的脉冲震源地震记录；其中，基于深度学习的波场特征恢复网络包括前处理层与深层神经网络层；前处理层用于将破岩震源原始信号和先导信号进行逐道卷积并对卷积输出进行分段叠加；前处理层的输出与时间信息约束矩阵、同相轴信息约束矩阵组成三通道数据，再输入至深层神经网络层。
基于深度学习 tbm 震源地震波特征恢复方法系统

[发明专利]一种基于时频域谱减法的隧道地震波数据去噪方法及系统-CN202011065673.7有效
发明人：陈磊;李凯;付超;高雪池;许新骥;许孝滨;丁向南;马川义 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本公开提供了一种基于时频域谱减法的隧道地震波数据去噪方法及系统，包括获取含噪地震记录数据的采样频率信息和采集信号；将时域数据转换至时频域；建立滤波窗长与信号主频之间的关系，并求得最优滤波窗长；自适应选取高斯滤波系数的峰值位置和方差；各频段分别选取最后若干时窗的小波系数矩阵求平均值，作为噪声谱估计矩阵；利用添加系数的高斯滤波窗分频段对噪声谱估计矩阵相减；将小波系数矩阵转换到时间域中，实现时频域谱减法去噪流程。通过时频域谱减法进行隧道地震波数据去噪，优化了传统谱减法在频率方向的区分能力，实现了隧道环境下噪声的消减和去除。
一种基于时频域谱减法隧道地震波数据方法系统

[发明专利]一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法-CN202011124305.5有效
发明人： 许新骥;马川义;张庆松;王建森;张宝利;许孝滨;李铎;解冬东;陈磊 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-20 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G01V1/22 文献下载
摘要：本公开提供了一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法，包括采集器和接收器，采集器包括多个输入模拟通道，每个输入模拟通道通过一模拟/数字转换器连接至第一控制器，所述第一控制器连接第一无线模块；接收器包括第二无线模块，第二无线模块与第二控制器连接，第二控制器连接有多个数字/模拟转换器，每个数字/模拟转换器分别连接有一模拟信号缓冲器，每个模拟信号缓冲器的另一端连接一电压/电流选择转换器，电压/电流选择转换器连接一模拟输出通道，避免有线形式的模拟信号采集系统布线不便的弊端，同时兼顾了无线仪器体积小、重量轻的优点。
一种用于隧道地震波信号采集无线传感器方法

[发明专利]无线地震仪数据采集系统终端频点扫描方法-CN202011104119.5有效
发明人：李尧;周鹏飞;张庆松;孙法合;庞岩;郭美延;解冬东;许新骥 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-15 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： H04W28/04 文献下载
摘要：本公开提供了一种无线地震仪数据采集系统终端频点扫描方法，按照顺序从ID表中取出第i个终端ID，按照顺序从频点表中取出第j个频点RFj；将主站频点修改为RFj；查询第i个终端ID的频点；若未收到应答帧，表明第i个终端ID的原始频点不是RFj，则切换至频点表中的下一个频点，并重复上述步骤，如果已遍历所有频点依然没有收到应答帧，则记录第i个终端ID的状态为第一状态，判断是否已遍历ID表中的所有终端ID，如果未完成遍历，则切换至下一个终端ID，直到遍历所有终端ID；如果可以收到应答帧，表明第i个终端ID的原始频点为RFj。本公开方便无线地震仪数据采集系统设备的生产、使用和管理。
无线地震仪数据采集系统终端扫描方法

[发明专利]一种地震直达波波速计算方法及系统-CN202011110095.4有效
发明人：陈磊;陈安太;左志武;孙法合;张灵莉;李铎;李凯;王凯;许新骥 -专利权人：山东大学;山东高速集团有限公司
申请日： 2020-10-16 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明属于地震直达波波速计算领域，提供了一种地震直达波波速计算方法及系统。其中，地震直达波波速计算方法包括：接收并预处理所有波道的地震波数据，地震波数据包括震源点与检波器接收点绕隧道曲面的距离及检波器采样的时间；查找预处理后每一道波形最大振幅峰值对应的距离和时间，形成相应拟合点，剔除离群振幅值，进行初始直线拟合；基于岩体的波速上下限及初始直线，获取每一道波形的时间上下限，进而查找出时间上下限内最大幅值及其对应的距离和时间，再次拟合直线；求取再次拟合直线的斜率的倒数，直接得到地震直达波波速。
一种地震直达波速计算方法系统

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