Algorytm genetyczny z klasteryzacją w zagadnieniu lokalizacji hipocentrum

• Autorzy: Pszczoła G. , Leśniak A. , Wit R.

Warianty tytułu

EN

An application of a genetic and clustering algorithm for location of the hypocentre of mine tremors

• Konferencja: Zagadnienia interdyscyplinarne w górnictwie i geologii. IV Krajowa Konferencja Doktorantów, Szklarska Poręba, 29-31 stycznia 2004r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano algorytm lokalizacji źródeł emisji wstrząsów sejsmicznych w ośrodku jednorodnym i izotropowym. Lokalizacja hipocentrów wstrząsów górniczych należy do klasy zadań nieliniowej optymalizacji globalnej. Proponowana metoda składa się z kilku kroków. Po etapie algorytmu genetycznego, otrzymane rozwiązania są grupowane w klastry. Wyznaczone środki klastrów stanowią punkty startowe dla metody kierunków sprzężonych Powella (metoda lokalna). Poprawność algorytmu sprawdzono zaprojektowanym testem na danych syntetycznych oraz dokonano lokalizacji jednego rzeczywistego wstrząsu z kopalni Rudna. Dla celów testowych udostępniono skompilowany program.

EN

In this paper we describe a tremor location algorithm for homogeneous and isotropic layer. The location of the tremor hypocentre procedure belongs to global non-linear optimisation problems. The algorithm consists a few stages. After the genetic algorithm stage the clustering algorithm is launched. Evaluated clusters centres are starting points of the Powell conjugate direction procedure (local method). Location procedure were tested twice. In the first test synthetic data were generated - hypocentre coordinates were selected at random and first arrival P-wave times were evaluated at each geophone. Afterwards procedure tried to search "unknown" hypocentre location. In the second test we attempted to find the location of one of the tremors occurred in Rudna copper mine. A free working compiled trial program is available.

Słowa kluczowe

PL

algorytm genetyczny; analiza skupień; lokalizacja hipocentrum wstrząsów; metoda czasów wejścia fal podłużnych; Rudna

EN

genetic algorithm; cluster analysis; hypocenter location; P-wave arrival times; Rudna

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 107, nr 39
• Strony: 123--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pszczoła G.

• Akademia Górniczo Hutnicza; Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

autor

Leśniak A.

• Akademia Górniczo Hutnicza; Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

autor

Wit R.

• Uniwersytet Jagielloński; Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej; Instytut Fizyki

Bibliografia

• [1] GOLDBERG D. E., Algorytmy genetyczne i ich zastosowania, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998.
• [2] KOWALIK S., Wykorzystanie programowania strefowo-równoległego do jednoczesnej lokalizacji wielu ognisk wstrząsów z uwzględnieniem anizotropowości górotworu, Kwart. AGH. Geologia, 1999, Vol. 25, No. 1,64-71.
• [3] KOWALIK S., Application of genetic programming to the location of mine tremors, Acta Geophys. Polon., 2000, Vol. 48, No. 1,27-41.
• [4] KUCHARCZYK J., Algorytmy analizy skupień w języku ALGOL 60, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa, 1982.
• [5] MENKE W., Geophysical data analysis: discrete inverse theory, College of Oceanography, Oregon State University, Corvallis, 1984.
• [6] PRESS W. H., FLANNERY B. P., TEUKOLSKY S. A. & VETTERLING W. T., Numerical recipes in C. The art of scientific computing, Cambridge University Press, Cambridge, 1986.
• [7] PSZCZOŁA G., Algorytmy genetyczne w zagadnieniu optymalizacji globalnej z ograniczeniami, Praca dyplomowa, IF WMFil UJ, Kraków, 2002.
• [8] SAMBRIDGE M., Gallagher K., Earthquake hypocenter location using genetic algorithms, Bulletin of the Seismological Society of America, 1993, Vol. 83, No. 5, 1467-1491.
• [9] SHEARER P. M., Introduction to seismology, Cambridge University Press, Cambridge, 1999.
• [10] WIT R., Metody programowania nieliniowego, Minimalizacja funkcji gładkich, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1986.