(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111159819.9 (22)申请日 2021.09.3 0 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221008 江苏省徐州市大 学路1号 (72)发明人 杨海燕　刘志新　黄刚　杨夫杰　 储丹华　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 陈月菊 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种圆锥形场源瞬变电磁优化反演方法 (57)摘要 本发明公开了一种圆锥形场源瞬变电磁优 化反演方法， 包括： 结合神经网络算法中的激活 函数， 采用自适应加权粒子群优化算法对圆锥形 场源装置瞬变电磁数据进行反演， 得到圆锥形场 源瞬变电磁 反演模型， 用于地面瞬变电磁一维反 演； 将圆锥形场源瞬变电磁 反演模型应用于一定 量的理论地电模 型， 对圆锥形场源瞬变电磁反演 模型的有效性进行验证。 本发明具有较快的收敛 速度和较高的计算精度， 具有一定的稳定性， 对 于解决非线性的圆锥型场源装置瞬变电磁反演 问题效果良好。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 113919214 A 2022.01.11 CN 113919214 A 1.一种圆锥形场源瞬变电磁优化反演方法， 其特 征在于， 所述反演方法包括以下步骤： 结合神经网络算法中的激活函数， 采用自适应加权粒子群优化算法对圆锥形场源装置 瞬变电磁数据进行反演， 得到圆锥形场源瞬变电磁反演模型， 用于地 面瞬变电磁一维反演； 将圆锥形场源 瞬变电磁反演模型应用于一定量的理论地电模型， 对圆锥形场源 瞬变电 磁反演模型的有效性进行验证。 2.根据权利要求1所述的圆锥形场源 瞬变电磁优化反演方法， 其特征在于， 所述采用自 适应加权粒子群优化 算法对圆锥形场源 装置瞬变电磁数据进行反演的过程包括： S1， 初始化粒子群并设置相关参数； S2， 计算每 个粒子的适用度值f； S3， 更新粒子个 体最优值Pbest和全局最优值Gbest； S4， 更新下述公式计算当前迭代时惯性因子w： 式中， w为惯性因子， H为 常数， C3为(0， 1)之间分布的随机 数， t为当前迭代次数， tmax为最 大迭代次数； S5， 根据下述公式计算当前迭代时粒子i到Pbest和Gbest的距离： 式中， i＝1,2 …M， k＝1,2 …T， T为最大迭代次数， M为种群粒子数， 为粒子i到个体 最优值Pbest的距离， 为粒子i到全局最优值Gbest的距离， 为个体最优值Pbest 的空间位置， 为粒子i的空间位置， 为全局最优值Gbest的空间位置； S6， 根据下述公式更新加速度系数： 式中， F(Q)表示自适应加权更新函数， A为曲线的陡度， 是一个常数； b为曲线的峰值， c 为曲线中心点的横坐标， d为正常数； Q为具体 问题函数的输入， 由惯性因子w的计算公式确 定； Q是粒子和Pbest之间的距离， 表示认知加速度系数， 对于社会加速度系数， Q表 示粒子与 Gbest之间的距离； S7， 根据下述公式更新粒子i的空间位置 和速度 式中， w为惯性因子， j 为问题空间搜索维度， 搜索空间为D维， r1和r2为(0,1)之间的随机 数；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113919214 A 2S8， 判断是否满足 收敛条件， 如果是， 输出最优路径， 结束流程， 否则， 令k＝k+1， 转入步 骤S2。 3.根据权利要求1所述的圆锥形场源 瞬变电磁优化反演方法， 其特征在于， 所述对圆锥 形场源瞬变电磁反演模型的有效性进行验证的过程包括以下步骤： 建立典型层状地电模型， 采用圆锥形场源 瞬变电磁反演模型对不同地电模型分别进行 20次独立反演计算， 取平均值作为地电模型的参数估计值， 将反演结果与模型参数进行对 比来评价反演算法的有效性， 反演中求解观测数据与模拟数据感应电压的L 1范数最小建立 目标函数如下： 式中， xr为真实地电模型； Viobs(xr)为实测数据， 反演中用理论模型正演值代替； Vi(x)表 示反演模型计算中第i个采样道磁场的计算值； N为采样总时间道数； 反演过程中均取种群 粒子数为 40， 迭代次数为20 。 4.根据权利要求1所述的圆锥形场源 瞬变电磁优化反演方法， 其特征在于， 所述 圆锥型 场源装置的正演过程包括以下步骤： 将圆锥型场源 装置产生的瞬变电磁响应视为多个圆形回线响应的叠加； 采用余弦折线逼近算法计算瞬变电磁时间域响应： 式中， Im[Hz(wi)]， Re[Hz(wi)]分别为垂直磁场Hz频率域响应的实部和虚部， wi为第i个 采样道磁场角频率， t为时间； 根据均匀半空间中心回线装置的瞬态响应解析表达式： 式中， I为发射电流， a为回线源半径， μ0为真空中磁导 率， σ 为均匀大地电导 率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113919214 A 3