區(qū)和垂直方向緩沖區(qū)分別接收水平方向的加速度值和垂直方向的 加速度值，實時對兩個接收緩沖區(qū)內(nèi)的加速度值進行STA/LTA算法計算;水平方向緩沖區(qū)達 到振動觸發(fā)條件的時刻記作Tp，垂直方向緩沖區(qū)達到振動觸發(fā)條件的時刻記作Ts;
[0040] 步驟(52):縱波與橫波的傳播速度不同，縱波與橫波的實際傳播速度取決于巖石 的密度和內(nèi)在的彈性的差異；
[0041]
[0042]
[0043] 式中α是介質的彈性模量，μ是介質的切變模量，P是介質的密度，K是縱波的速度VP 與橫波的速度Vs比值，〇是介質的泊松比，K為常量(地區(qū)地域區(qū)別），K>1，因此縱波比橫波提 前到達；
[0044] 材料的α，μ，Ρ參數(shù)都是由材料本身的物理屬性決定，查閱資料可以計算出Ρ波在花 崗巖中的傳播速度是Vp千米/秒。S波在花崗巖中的傳播速度是Vs千米/秒。
[0045]步驟(53):縱波與橫波觸發(fā)的時間差和傳播的速度差的乘積是震源的測量距離L:
[0046] L=(VP-Vs)*(Ts-TP)說明：VP>Vs，T s>TP
[0047] 所述的步驟(5)中縱波和橫波，參照地震波的傳播方式、原理及特點，通過檢測由 震源(機械設備)到監(jiān)測傳感器的傳播時間及傳播介質（主要研究對象柏油、水泥、巖石、土 壤）內(nèi)的傳播速度計算測定震源到傳感器的距離，以彈性理論對彈性體分析研究；
[0048] 震波根據(jù)振動方式分為縱波、橫波、面波。所謂縱波系振動方向與傳播方向一致的 波;所謂橫波，系振動方向與傳播方向垂直的波。這兩種波總稱為體波。體波到達地表或介 質分界面時，在設定的條件下，又會激發(fā)沿地面或分界面?zhèn)鞑サ拿娌ā?br>[0049] 縱波用P表示（Pull、Push或Primary)，傳播速度較快，5~6km/S;橫波用S表示 (Shake、shear或secondary )，傳播速度較慢3~4km/S;面波速度最慢3km/S，因此波列為縱 波、橫波、面波。
[0050] 本發(fā)明的有益效果為：
[0051] 依托隧道中現(xiàn)有運動傳感器(加速度、角速度運動傳感器)監(jiān)測系統(tǒng)，運用軟件模 塊計算分析震源和方位，避免了單個傳感器故障導致分析過程中斷。提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0052] 隧道橫向加縱向分布監(jiān)測點增加了方位探測的準確性，根據(jù)隧道周邊的實際情況 建立地質模型，減少了橫波和縱波傳播的速度誤差。運動傳感器響應振動時間精度小于 2ms，降低檢測到P波和S波到達的時間誤差，此方法大大增強了方位探測的準確性，避免產(chǎn) 生誤報，節(jié)省了人力和物力的浪費，也為準確定位找到震源，減少對電力隧道蠻力破壞提供 了依據(jù)。
[0053]采用STA/LTA算法調整振動信號的敏感度閾值。按需求選擇報警，防止頻繁報警， 靈活性高，此算法避免了頻繁報警和靈敏度太低，頻繁報警會導致對人財物的浪費，而靈敏 度太低的話又起不到報警和警示的作用，所以此種算法的使用既不會造成人財物浪費，也 不會監(jiān)測不到振動和震源。
【附圖說明】
[0054]圖1是本發(fā)明的震源類型和震源測距定位整體流程圖；
[0055] 圖2是本發(fā)明的震源方向分析詳細流程圖；
[0056] 圖3是本發(fā)明的震源距離分析詳細流程圖；
【具體實施方式】
[0057]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0058]如圖1所示，為本發(fā)明的震源類型和震源測距定位整體流程圖。
[0059] -共分為12個步驟。其中1到5個步驟是篩選過濾背景噪聲，識別觸發(fā)振動的流程。 6到12個步驟分別是對振源類型、震源方位的分析流程。
[0060] 步驟1:隧道中每間隔10米在四個角落安裝一個三軸數(shù)值振動傳感器。每個傳感器 的網(wǎng)絡協(xié)議幀頭存儲有傳感器的出廠編號，每一個編號對應于傳感器的安裝位置。傳感器 安裝位置密度過小，則會導致震源方向判斷不夠準確。為每個三軸振動傳感器分配兩個內(nèi) 存緩沖區(qū)。分別存放水平方向的加速度值和垂直方向的加速度值。
[0061] 步驟2:低于振動強度閾值的信號被過濾，STA/LTA算法可以設定過濾的強度閾值。 觸發(fā)閾值的設置要適當，不能過大或過小，若閾值設置過小，則會增大誤判的概率，把一些 噪音或其他干擾信號當做微震事件被識別;若閾值設置過大，則會漏判掉能量較弱的微震 事件。STA/LTA算法如下：
[0062]
[0063]
[0064]
[0065] 其中，i為采樣時刻，ns為短時窗的長度，nl是長時窗的長度，λ為設定的觸發(fā)閾值， CF(j)為在j時刻的關于微震信號的特征函數(shù)值，表征微震數(shù)據(jù)的振幅、能量或其變化。
[0066] 短時窗長度越小，當信號到達時STA相對于LTA的變化就越大，P波到時的STA/LTA 值就會越大，對微震信號反應越靈敏，比較容易觸發(fā);短時窗長度越大，微震信號P波到時的 STA/LTA值就會越小，不容易觸發(fā)，拾取震動的敏感性降低。
[0067]觸發(fā)閾值的設置要適當，不能過大或過小，若閾值設置過小，則會增大誤判的概 率，把一些噪音或其他干擾信號當做微震事件被識別;若閾值設置過大，則會漏判掉能量較 弱的微震事件。同時為了提高檢測效果，降低誤判和漏判率，閾值的設置也要根據(jù)選取的時 窗長度做一些調節(jié)。
[0068]步驟4:分別對每個三軸振動傳感器中垂直方向振動數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換。使 時域的信號數(shù)據(jù)分解為頻域內(nèi)的信號數(shù)據(jù)。其中振幅最大的信號頻率即為振動的主頻率。 把主頻率和施工機械的沖擊頻率進行比較。
[0069] 步驟5:步驟6計算出的主頻率與表1中的施工機械頻率比較。判斷振動頻率滿足哪 一種施工機械的沖擊頻率。
[0070] 表1施工機械與沖擊頻率對應表
[0071]

[0072] 步驟6:分別對每個三軸振動傳感器中垂直方向振動數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換，計 算監(jiān)測點的最大振幅。
[0073] 步驟7:利用快速傅里葉變換計算出所有振動監(jiān)測傳感器上傳的振動信號的振幅， 振幅隨著傳播過程中不斷衰減。結合振幅大小和觸發(fā)傳感器的安裝位置判斷振源的傳播方 向。
[0074] 步驟8:在地震波中?？v波和橫波的傳播速度不同。通過計算公式計算出縱波和橫 波的傳播速度。
[0075]步驟9:采用STA/LTA算法計算振動傳感器在水平方向的觸發(fā)時間和垂直方向的觸 發(fā)時間。
[0076]步驟10:通過縱波與橫波傳播過程中的速度差和觸發(fā)的時間差來計算震源距離L。
[0077] L=(VP-Vs)*(Ts-TP)
[0078] 如圖2所示，本發(fā)明的震源方向分析詳細流程圖。分為5個步驟：
[0079]步驟1:隧道中橫向和縱向間隔安裝三軸數(shù)值振動傳感器。每個傳感器的網(wǎng)絡協(xié)議 幀頭存儲有傳感器的出廠編號，每一個編號對應于傳感器的安裝位置。
[0080] 步驟2:為每一個觸發(fā)監(jiān)測點設置緩存。用于存放觸發(fā)的振動信號數(shù)據(jù)(三軸加速 度值)。
[0081] 步驟:3:分別對監(jiān)測點的當前觸發(fā)振動信號的垂直方向進行快速傅里葉變換，計 算出每一個監(jiān)測點垂直方向的最大振動幅值。
[0082] 步驟:4:對所有的觸發(fā)監(jiān)測點的振動最大幅值進行對比和排列。
[0083] 步驟:5:振源信號在傳播過程中會不斷衰減。振幅最大的監(jiān)測點距離震源越近，反 之越遠。結合多個觸發(fā)監(jiān)測點的振幅比較，綜合判斷振動信號的傳播方向。通過多個被觸發(fā) 的監(jiān)測點來糾正調整振源方向。綜上，監(jiān)測點安裝密度大，振源定位方向會更加準確。
[0084] 如圖3所示，為本發(fā)明的震源距離分析詳細流程圖。分為5個步驟：
[0085] 步驟1:為每一個觸發(fā)監(jiān)測點設置緩存，用于存放觸發(fā)的振動信號數(shù)據(jù)(三軸加速 度值)。
[0086] 步驟2:震波根據(jù)振動方式分為縱波、橫波、面波。所謂縱波系振動方向與傳播方向 一致的波;所謂橫