Оптимізація інформативних параметрів математичної моделі сейсмоакустичного моніторингу природніх та інженерних об'єктів

DOI: 10.31673/2412-9070.2024.051397

Анотація

Враховуючи те, що Україна заходиться у стані війни з російською федерацією, проведення сейсмоакустичного моніторингу з метою оцінки динаміки змін фізично доцільних параметрів об’єкту інформаційної діяльності для прогнозу його стану в майбутньому є необхідним чинником для розробки математичної моделі з інформативними параметрами процесу спостереження. Такий підхід дає можливість досліджувати динаміку структури об’єкта при використанні неруйнівних досліджень, тобто дає оцінку динаміки стану об’єкту дослідження та при необхідності проведення більш детального моніторингу. У роботі розглядається методологія побудови параметричної моделі та вибору фізично доцільних інформативних параметрів цієї моделі, таких як основні власні частоти і добротність структури цих частот. Проводиться аналіз методології оцінки відгуку структури на зовнішнє збудження системи, таке як вітер, морські хвилі, рух транспорту тощо або реакція об'єкта на вибухову хвилю. Для створення універсальної моделі сейсмічного сигналу були враховані фундаментальні емпіричні дослідження сейсмічного сигналу та використані математичні моделі для їх апроксимації. Також було враховано потокову природу сейсмічного процесу і той факт, що сейсмічний сигнал має бути хвилею. Така модель дає змогу оцінити такий суттєвий параметр в описі об'єкта, як його добротність, динаміка якої може дати уявлення про його структурні зміни. Для прогнозування поведінки природних та інженерних об’єктів з метою запобігання небажаним наслідкам поведінки досліджуваного об’єкта використовуються системи сейсмоакустичного моніторингу. Запропоновані авторами математична модель і алгоритм можуть бути інтегровані у систему сейсмоакустичного моніторингу природних і техногенних об’єктів.

Ключові слова: сейсмоакустичний моніторинг, ударна хвиля, сейсмічний сигнал, математична модель, інформативні параметри, добротність, частота.

Список використаної літератури

1. Mostovyy V., Mostovyy S. Estimation of parameters of seismic waves. Transactions of NAS of Ukraine.2014, Vol. 2, pp. 118-123).
2. Ricker N. The form and laws of propagation of seismic wavelets // Ibid. – 1953. – 18. – P. 10–40.
3. Addison Paul S. The illustrated wavelet transform handbook // IOP Publishing Ltd 2002. – 353 p.
4. Мостовий В.С. Моделі систем моніторингу геофізичних полів // дисертація на здобуття наукового ступеня доктор фізико-математичних наук, Київ 2013.
5. S. Mostovoy, V. Mostovoi Active Monitoring and decision making problem. IJ ITA Vol.12, Number 4, Sofia, 2005, p 127-135.
6. Лебедич И.Н., Мостовой С.В., Мостовой В.С. Современные подходы к анализу динамической стабильности природных и техногенных объектов на примере мониторинга монумента колонного типа.// Гефиз. журн.- 2004.-, 24, № 6. -C. 132-138.
7. Robinson E. Predictive decomposition of time series with application to seismic exploration // Ibid. – 1967. – 32, No 3. – P. 418–484.
8. Kirkpatrick S., Gelatt C., Vecchi M. Optimization by simulated annealing // Science. – 1983. – 220. – P. 671–680.
9. Mostovoy V.S., Mostovyi S.V., Panchenko M.V. Seismic signal and microseismic background phone (mathematical models and estimations) // Geoinformatic –2008. No 1, P. 28-38.
10. Plessix R.-E. A review of the adjoint-state method for computing the gradient of a functional with geophysical applications - Geophys. J. Int. (2006) 167, 495.
11. V.A. Zelinsky,S.V. Lуsochenko, V.V. Ilchenko, M.M. Nikiforov, O.L. Kulsky, V.V. Krichta, Determination of vibration Object Coordinate on Surface of Earth Control Systems and Computers № 2 (298), 2022 p32-46.