雄安新区壳幔结构揭示的大陆岩石圈改造模式

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作者 张合 蒋一然 +2 位作者 王虹宇 温景充 宁杰远 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1079-1093,共15页

利用宁杰远科研小组2022年10月到2023年7月期间布设的台间距约为16km的甚宽频带密集地震观测资料,基于蒋一然新发展的基于人工智能的远震瑞利面波频散曲线提取技术,获得大量高质量远震瑞利面波频散曲线,在此基础上进行考虑了有限频效应... 利用宁杰远科研小组2022年10月到2023年7月期间布设的台间距约为16km的甚宽频带密集地震观测资料,基于蒋一然新发展的基于人工智能的远震瑞利面波频散曲线提取技术,获得大量高质量远震瑞利面波频散曲线,在此基础上进行考虑了有限频效应的相速度成像以及基于马尔可夫链蒙特卡罗非线性技术的S波速度结构反演,得到雄安新区的壳幔S波速度结构。基于S波速度结构得到以下认识:1)太行山地壳下方直接与软流圈物质相接触;2)太行山东南部华北平原地壳下方存在厚度不大的岩石圈地幔;2)太行山与其东部区域的地壳之间具有存在和不存在巨厚镁铁质下地壳的区别;太行山山前断裂一带是中生代晚期以来导致古老岩石圈拆沉的地幔热物质上升的核心区域;该地区岩石圈新生代以来经历的是拉伸兼冷却的地球动力学过程。最后,提出雄安新区高热流值的动力学模式。 展开更多

关键词 大陆岩石圈 华北克拉通 雄安新区 壳幔结构 克拉通破坏

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高铁震源地震信号的稀疏化建模 被引量：16

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作者 王晓凯 陈建友 +3 位作者 陈文超 蒋一然 鲍铁钊 宁杰远 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2336-2343,共8页

我国每天有数千趟高铁列车运行在两万多公里的高铁线路上,不但会引起高铁路基的振动,还会激发出地震波.地震检波器所接收到的数据中不仅包含窄带分立谱特性的高铁震源地震信号,还包含宽频带特性的背景信号.如何实现从检波器所接收到的... 我国每天有数千趟高铁列车运行在两万多公里的高铁线路上,不但会引起高铁路基的振动,还会激发出地震波.地震检波器所接收到的数据中不仅包含窄带分立谱特性的高铁震源地震信号,还包含宽频带特性的背景信号.如何实现从检波器所接收到的高铁震源地震数据中分离出高铁震源地震信号和宽频带背景信号是准确利用该类信号的关键.考虑到高铁震源地震信号与宽频带信号在频率域明显的形态特征差异,本文首次将形态成分分析这种信号分离手段引入到高铁震源地震信号处理中,实现高铁震源地震信号的稀疏化建模并进而实现从接收数据中分离出高铁震源地震信号以及宽频带背景信号.对北京大学在中国南方某高铁沿线采集到的大量高铁震源地震数据进行处理,结果表明:采用形态成分分析并结合分块坐标松弛算法,能够实现实际采集高铁震源地震数据中的高铁震源地震信号和宽频带信号的分离. 展开更多

关键词 高铁震源地震信号 形态成分分析 分块坐标松弛

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高架桥下方高铁地震信号频谱特征研究 被引量：15

3

作者 蒋一然 鲍铁钊 +1 位作者 宁杰远 张献兵 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期829-838,共10页

使用北京大学架设的临时台阵中11个高铁高架桥下的短周期台站11天记录到的由951列高铁激发的共10461条地震记录,利用K-Means聚类算法,研究其频谱如何随列车的速度、模型、铁轨和路基变化而变化。近匀速运动的高铁所产生的高铁地震波的... 使用北京大学架设的临时台阵中11个高铁高架桥下的短周期台站11天记录到的由951列高铁激发的共10461条地震记录,利用K-Means聚类算法,研究其频谱如何随列车的速度、模型、铁轨和路基变化而变化。近匀速运动的高铁所产生的高铁地震波的频谱主要由等间隔的峰组成,其基频等于速度与车厢长度的比值。通过调整基频来降低列车速度的影响,可使频谱模式更稳定,便于比较。聚类结果表明,高铁地震的频谱在相同车型、铁轨和路基条件下,表现出稳定的模式;这种稳定的频谱模式随车型、铁轨和路基条件的变化而显著变化。对这种稳定的频谱特征的监测,可用于高速铁路的安全监控。 展开更多

关键词 高铁 震源 频谱 聚类

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高铁地震4D地频图及其可用性研究 被引量：5

4

作者 蒋一然 梁萱 +2 位作者 宁杰远 鲍铁钊 张献兵 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期850-858,共9页

基于北京大学在河北保定地区高铁线路附近布设的台阵数据,在考虑车型变化的情况下,采用基频对齐的方法,将同一台站上相同类型列车激发的高铁地震信号三分量的频谱分别叠加起来,可在更远的台站上获得更高信噪比的频谱。使用聚类算法,得... 基于北京大学在河北保定地区高铁线路附近布设的台阵数据,在考虑车型变化的情况下,采用基频对齐的方法,将同一台站上相同类型列车激发的高铁地震信号三分量的频谱分别叠加起来,可在更远的台站上获得更高信噪比的频谱。使用聚类算法,得到不同车型对应的三分量频谱随台站位置的变化规律。基于高铁地震频谱特征及其变化规律,提出4D地频图的概念,并讨论其监测高铁及周边介质的可用性。 展开更多

关键词 高铁地震信号 4D地频图 聚类

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基于支持向量机的地震体波震相自动识别及到时自动拾取 被引量：37

5

作者 蒋一然 宁杰远 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期361-373,共13页

面对海量地震资料,自动准确地拾取震相并确定其到时的需求非常迫切.基于支持向量机技术,本文提出了使用两个分类器SSD和SPS自动识别地震体波震相并自动拾取其到时的方法.相比于传统的自动拾取方法,本文方法能够更准确地识别震相并区分P... 面对海量地震资料,自动准确地拾取震相并确定其到时的需求非常迫切.基于支持向量机技术,本文提出了使用两个分类器SSD和SPS自动识别地震体波震相并自动拾取其到时的方法.相比于传统的自动拾取方法,本文方法能够更准确地识别震相并区分P波和S波.进一步地,我们提出了利用台阵资料辅助识别震相的方案,有效地提高了地震震相拾取的准确率. 展开更多

关键词 地震震相识别 人工智能 支持向量机 地震目录

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大量高铁地震事件的属性体提取与特性分析 被引量：16

6

作者 刘磊 蒋一然 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2313-2320,共8页

列车在高铁上运行能够产生大量的高铁地震事件,这些地震事件既包含了作为震源的列车本身的结构信息,也蕴含了高铁线路的地质环境信息.本文提出了一种频率-空间-时间(FXT)属性描述大量高铁地震事件之间的关联.在FXT属性上,高铁地震信号... 列车在高铁上运行能够产生大量的高铁地震事件,这些地震事件既包含了作为震源的列车本身的结构信息,也蕴含了高铁线路的地质环境信息.本文提出了一种频率-空间-时间(FXT)属性描述大量高铁地震事件之间的关联.在FXT属性上,高铁地震信号之间的关联表征为在频率坐标轴F上相互对齐、在空间位置坐标轴X和事件到达时间坐标轴T上连续变化的分立谱线.本文对课题组在深圳为期两天的观测采集得到的4500余条高铁地震信号进行了FXT属性的提取,并对FXT属性进行了统计特性的分析:方差分析表明,高铁线路的地质环境的变化对高铁地震信号特征的影响大于不同列车的结构差异对高铁地震信号特征的影响;聚类分析表明,高铁地震信号的特征按接收点位置能够无监督地聚类为和高铁线路途经地质环境相关联的不同类别.通过上述分析表明,高铁地震信号中蕴含着丰富的可解释的高铁运行地质环境信息,具备对高铁列车运行安全进行监测的潜力. 展开更多

关键词 高铁地震事件 属性 特性分析 方差分析 聚类分析

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基于深度学习和台阵策略的震相自动拾取方法APP++及其在川滇地区的应用 被引量：3

7

作者 蒋一然 宁杰远 李春来 《华北地震科学》 2021年第2期1-9,55,共10页

在APP方法的基础上,使用U-net++模型,提出了进一步的改进算法APP++用于台阵下的震相到时自动拾取,测试结果显示,APP++模型在具有和APP相当的拾取能力的同时,还能够更好地避免误识别,且具有跨区域泛化能力;将该方法用于川滇地区的固定台... 在APP方法的基础上,使用U-net++模型,提出了进一步的改进算法APP++用于台阵下的震相到时自动拾取,测试结果显示,APP++模型在具有和APP相当的拾取能力的同时,还能够更好地避免误识别,且具有跨区域泛化能力;将该方法用于川滇地区的固定台网和流动台阵上,扫描了2014—2019年6年的连续数据,检测到了73291条地震,发现很好地符合G-R关系,完备震级在1/5~2级之间;地震的空间分布和该区域的断层有很好的一致性;由此计算得到的b值分布图也显示出和当地断层形态、应力状况很好的一致性,研究结果很好地展示了APP++方法的实用性。 展开更多

关键词 深度学习 台阵 震相自动拾取 川滇地区

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川滇地区地震分布及地壳结构的双差地震层析成像 被引量：3

8

作者 蒋一然 宁杰远 李春来 《华北地震科学》 2021年第2期17-26,共10页

在使用APP++扫描得到的川滇地区地震目录数据的基础上,利用波形互相关得到的走时差,通过双差层析成像方法进一步提高了定位精度,并反演了该地区地壳的三维P波和S波速度结构。结果显示:重定位后的地震位置分布很好地刻画了相关断层的形态... 在使用APP++扫描得到的川滇地区地震目录数据的基础上,利用波形互相关得到的走时差,通过双差层析成像方法进一步提高了定位精度,并反演了该地区地壳的三维P波和S波速度结构。结果显示:重定位后的地震位置分布很好地刻画了相关断层的形态;浅层的速度结构能够很好地吻合区域内的断层分布,深部的速度结构反映了川滇菱形块体地壳流的可能图像。 展开更多

关键词 自动拾取目录 双差地震层析成像 川滇地区

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GPU并行加速下的弱模板匹配及其在川滇地区的应用

9

作者 蒋一然 宁杰远 李春来 《华北地震科学》 2021年第2期40-47,共8页

针对模板识别类方法计算耗时太长这一关键问题,将研究组之前开发的弱模板匹配方法中的互相关、归一化、拓宽峰3个主要运算部分进行了GPU并行加速,有效地提高了运算效率;进一步讨论了在离散采样下,滤波频段对于互相关计算结果的影响,并... 针对模板识别类方法计算耗时太长这一关键问题,将研究组之前开发的弱模板匹配方法中的互相关、归一化、拓宽峰3个主要运算部分进行了GPU并行加速,有效地提高了运算效率;进一步讨论了在离散采样下,滤波频段对于互相关计算结果的影响,并据此选取了效果好的滤波频段用于弱模板匹配;并将该方法运用到川滇地区,以双差地震层析成像法精定位后的地震作为模板,扫描了2019年6月17日四川长宁地震前后各1个月共60天的连续数据,检测出81704个地震;根据地震发生频次与互相关值间的关系,选择适当的阈值,筛选出7618个地震作为最终结果,是深度学习自动拾取算法检测到地震数目的3倍。弱模板匹配方法得到的微小地震构建了更为完备的地震序列,反映出地震在时间上更多的丛聚性,结合其空间位置信息,可以用于断层形态、地震活动性及其变化方面的研究。 展开更多

关键词 弱模板匹配 GPU并行计算 滤波频段 川滇地区

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基于模板识别方法探测断层结构 被引量：5

10

作者 吴梦羽 毛淑娟 +2 位作者 宁杰远 唐启家 蒋一然 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期730-738,共9页

在模板识别和地震相对定位方法的基础上,提出一种探测断层结构的地震学方法。借用为了发现更多相似地震而在模板识别方法基础上提出的弱模板识别方法,探测与模板地震有空间位置差异的地震,然后根据波形互相关得到的到时差确定新识别出... 在模板识别和地震相对定位方法的基础上,提出一种探测断层结构的地震学方法。借用为了发现更多相似地震而在模板识别方法基础上提出的弱模板识别方法,探测与模板地震有空间位置差异的地震,然后根据波形互相关得到的到时差确定新识别出的地震相对于模板地震的空间分布。由于该方法对相似度要求较低,且因计算量小而可以扫描更长时间的地震记录,所以可以探测到更多能够比较精准地刻画断层细结构的微地震。利用渤海湾地区40天的地震波数据,初步证明了这一方法的可行性。 展开更多

关键词 模板识别方法(MFT) 断层结构 地震定位 渤海湾 微地震

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基于震源聚类方法确定川滇交界东部地区微震的空间分布特征

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作者 石永祥 蒋一然 +1 位作者 宁杰远 李春来 《华北地震科学》 2021年第2期10-16,共7页

断层空间分布是地震预测的基础数据,微震空间分布能够帮助探测断层。使用基于密度的聚类方法分析自动拾取技术获得的川滇地区微震目录,并进一步地利用空间位置信息分离出了不同地震活动带内的微震序列;对川滇交界东部地区一带不同地震... 断层空间分布是地震预测的基础数据,微震空间分布能够帮助探测断层。使用基于密度的聚类方法分析自动拾取技术获得的川滇地区微震目录,并进一步地利用空间位置信息分离出了不同地震活动带内的微震序列;对川滇交界东部地区一带不同地震活动带的微震目录,加入波形信息后,采用聚类方法进行二次分离,从中获得了部分属于不同断层的微震,一定程度上刻画出了该地区断层的空间位置信息。 展开更多

关键词 微震 断层识别 DBSCAN 聚类

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基于遗传神经算法与证据理论的柴油机燃油系统故障诊断 被引量：1

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作者 刘罡 王兴成 +2 位作者 李放文 吴文庆 蒋一然 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期79-83,共5页

利用遗传算法优化神经网络的初始权值和阈值,进而提高神经网络诊断故障时的准确性和快速性,解决了网络本身固有的收敛速度慢和容易陷入局部极小值问题.结合证据理论,对多信息源的柴油机燃油系统故障数据进行融合,从而更加准确、全面地... 利用遗传算法优化神经网络的初始权值和阈值,进而提高神经网络诊断故障时的准确性和快速性,解决了网络本身固有的收敛速度慢和容易陷入局部极小值问题.结合证据理论,对多信息源的柴油机燃油系统故障数据进行融合,从而更加准确、全面地反映故障状态,提高诊断的可靠性. 展开更多

关键词 遗传神经算法 证据理论 柴油机燃油系统 故障诊断

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结合台阵策略的震相拾取深度学习方法 被引量：16

13

作者 刘芳 蒋一然 +2 位作者 宁杰远 张建中 赵艳红 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1016-1026,共11页

深度学习的突破性发展及其在地震学领域的初步应用,为有效处理和利用地震资料提供了可能.震相拾取是地震资料处理中的基础性工作,目前已经提出了很多基于深度学习的震相拾取方法,取得了很好的效果.但是,为了满足地震学研究中处理连续地... 深度学习的突破性发展及其在地震学领域的初步应用,为有效处理和利用地震资料提供了可能.震相拾取是地震资料处理中的基础性工作,目前已经提出了很多基于深度学习的震相拾取方法,取得了很好的效果.但是,为了满足地震学研究中处理连续地震记录的需要,尚需对方法进行进一步的改进.本研究针对性地设计了结合台阵策略,单独识别P波和S波的长时窗震相拾取深度学习模型PP(phase picker)及其训练方式,提出了具有实用性的震相拾取方法APP(array-assisted phase picker).利用阿里余震AI捕捉大赛和Hi-net数据进行测试的结果表明,模型能够有效地在连续波形上拾取体波震相并具有很好的泛化能力.通过比较该模型与其他模型(较短时窗的模型和同时识别P波、S波的模型)的拾取效果,验证了模型设计的合理性.具体的测试样例显示,该方法能够正确地处理地震密集的波形数据并能避免典型噪声的影响.将该方法运用到内蒙古地区台网的观测数据中,检测到了人工目录中98.1%的地震,地震拾取总数为人工目录数的30倍,进一步表明本研究方法具有很好的实用性. 展开更多

关键词 深度学习 震相拾取 台阵策略 U型网络

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高铁地震波场中的多普勒效应及应用 被引量：2

14

作者 蒋一然 宁杰远 +1 位作者 温景充 石永祥 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2022年第3期438-449,共12页

通过理论分析,提出铁路高架桥桥墩的周期性分布将会在高铁地震波场的特殊频率中产生多普勒效应,同时还分析了这种多普勒效应对波场频谱特征的影响,分析结果在河北省容城县实际高铁地震波场记录中得到了验证.研究还发现,具有显著多普勒... 通过理论分析,提出铁路高架桥桥墩的周期性分布将会在高铁地震波场的特殊频率中产生多普勒效应,同时还分析了这种多普勒效应对波场频谱特征的影响,分析结果在河北省容城县实际高铁地震波场记录中得到了验证.研究还发现,具有显著多普勒效应的波场成分沿传播方向振动,且传播速度单一,显示这部分波场以P波震相为主.进一步地,提出了一种基于多普勒效应的测速方法,并对该地区沿铁轨的介质波速进行了尝试性测量,测量结果显示出高度的一致性和稳定性. 展开更多

关键词 高铁地震波场 频谱特征 多普勒效应 多普勒测速

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思考着

15

作者 蒋一然 《高考》 2017年第Z4期54-56,共3页

学习好本来就是一件值得向往和骄傲的事情,像其他所有的才艺特长一样,是对天分与勤奋的肯定。当然,更重要的是,这意味着你学到了更多的东西。但是,有许多开始学习好的同学后来学的就不行了;或者相反,原来学习不怎么样的同学渐渐变得如... 学习好本来就是一件值得向往和骄傲的事情,像其他所有的才艺特长一样,是对天分与勤奋的肯定。当然,更重要的是,这意味着你学到了更多的东西。但是,有许多开始学习好的同学后来学的就不行了;或者相反,原来学习不怎么样的同学渐渐变得如鱼得水;当然,也还有一部分同学成绩一直都很好。很多人,有同龄人也有家长,用天分也就是通常所说的聪明与否来解释,越到高的年级对智力的要求也就越高是他们通常所持的观点。但我觉得这样的解释既不负责,也不妥当。 展开更多

关键词 数学老师 物理竞赛 思考方法 创造性思维

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思考着

16

作者 蒋一然 《高考》 2014年第7期54-56,共3页

学习好本来就是一件值得向往和骄傲的事情，像其他所有的才艺特长一样，是对天分与勤奋的肯定。当然，更重要的是，这意味着你学到了更多的东西。

关键词 中学 课外阅读 高考 阅读材料

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中国芭蕾旋舞在世界舞台

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作者 蒋山 施伟 +2 位作者 李迎辉 蒋一然 时任 《中华文化画报》 2015年第8期34-43,共10页

七月的这个夜晚,伴随着交响诗《罗马的松树》辉煌壮丽、铿锵有力的旋律,舞台上身着红衣的参加婚礼人群散去,独自留下了那把意味深长的红椅子,粉红色的花瓣纷纷飘落下来,铺满了整个舞台,银绿色大幕徐徐落下。瞬间,萨拉托加表演艺术中心... 七月的这个夜晚,伴随着交响诗《罗马的松树》辉煌壮丽、铿锵有力的旋律,舞台上身着红衣的参加婚礼人群散去,独自留下了那把意味深长的红椅子,粉红色的花瓣纷纷飘落下来,铺满了整个舞台,银绿色大幕徐徐落下。瞬间,萨拉托加表演艺术中心半露天剧场数千名观众爆发出雷鸣般的掌声,欢呼声不绝于耳。此时,五彩缤纷的礼花在场外腾空而起,在萨拉托加宁静的夜空绚丽绽放,照亮了夜空。 展开更多

关键词 表演艺术中心 腾空而起 萨拉 中央芭蕾舞团 露天剧场 大幕 世界舞台 《牡丹亭》 红衣 芭蕾舞剧

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