1.一种微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,包括:将台阵中心点作为边缘计算节点,将除台阵中心点以外的其他节点作为数据采集节点;
利用数据采集节点获取实时微地震数据并发送至边缘计算节点;
利用边缘计算节点根据微地震数据计算获取横波速度结构并完成即时成像;
其中,数据采集节点和边缘计算节点根据对预构建的即时成像任务处理模型求解获取的最优任务处理方案进行任务处理,并根据预构建的计算资源数量搜索算法输出的数据采集节点的负载状态预测结果进行计算资源分配调度;
数据采集节点和边缘计算节点的任务包括:
利用数据采集节点对其获取到的原始数据进行快速傅里叶变换,获取自功率谱,并将自功率谱、原始数据以及数据采集节点与边缘计算节点的距离和角度发送至边缘计算节点;
利用边缘计算节点根据自功率谱、原始数据以及数据采集节点与边缘计算节点的距离和角度进行互功率谱计算,获取空间自相关系数;
利用边缘计算节点根据空间自相关系数拟合第一类零阶贝塞尔函数,求解第一类零阶贝塞尔函数的宗量;
利用边缘计算节点根据第一类零阶贝塞尔函数的宗量,计算获取边缘计算节点的频散曲线;
利用边缘计算节点根据频散曲线,反演获取横波速度结构,并根据横波速度结构完成即时成像;
其中,边缘计算节点内部存储有第一类零阶贝塞尔函数的数据点表。
2.根据权利要求1所述的微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,所述空间自相关系数的计算公式为:;
其中,为空间自相关系数,为数据采集节点与边缘计算节点的距离, 为角频率,为数据采集节点与边缘计算节点的角度, 为观测台阵的中心点与任一节点的交叉互功率谱, 为边缘计算节点的自功率谱, 为观测台阵任一数据采集节点的自功率谱, 为取实部。
3.根据权利要求1所述的微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,所述第一类零阶贝塞尔函数的宗量的计算公式为:;
其中,为第一类零阶贝塞尔函数的宗量, 为第 个频率,为数据采集节点与边缘计算节点的距离, 为第 个频率为 的瑞雷波相速度。
4.根据权利要求1所述的微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,所述横波速度结构的计算公式为:;
其中, 为第 个周期的横波速度, 为第 个周期的瑞利波速, 为第 个周期的瑞利波速,为第 个周期, 为第 个周期。
5.根据权利要求1所述的微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,所述即时成像任务处理模型包括目标函数和约束条件,所述目标函数为:;
其中, 为边缘计算节点 在时隙 处理任务 的最小延迟,即目标函数的最优解,即最优任务处理方案, 为边缘计算节点 处理任务 的总延迟, 为任务 在时隙 在边缘计算节点 的排队延迟, ,为边缘计算节点 在时隙 的任务队列长度,
, 为边缘计算节点 在时隙 的任
务队列长度, , 为时隙 卸载至边缘计算节点 的任务数量, 为时隙边缘计算节点 处理的任务数量, 为时隙 任务 的指令长度, 为时隙 进入边缘计算节点 的任务集合, 为时隙 进入边缘计算节点 的任务总数, 为边缘计算节点在每个时隙处理的任务的指令长度, 为任务 在时隙 由边缘计算节点 传输至数据采集节点 的总延迟, , 为任务 在时隙 由边缘计算节点 传输至数据采集节点 的网络拥塞延迟,, 为边缘计算节点 在时隙 向数据采集节点
传输的剩余任务数量,即时隙 的网络拥塞状态,若 ,则时隙 无网络拥塞,否则时隙 有网络拥塞, 为任务 的数据大小, 为边缘计算节点 在时隙 已经向数据采集节点 传输的任务集合, 为边缘计算节点 到数据采集节点 的网络带宽,为任务 在时隙 由边缘计算节点 传输至数据采集节点 的传输延迟,, 为任务 的数据大小, 为边缘计算节点 到数据采集节点的传播延迟。
6.根据权利要求1所述的微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,所述即时成像任务处理模型包括目标函数和约束条件,所述约束条件为:;
其中, 为边缘计算节点 在时隙 的任务队列长度,为边缘计算节点总数,为数学期望,为总时隙, 为边缘计算节点 在时隙 的负载队列长度。
7.根据权利要求1所述的微动探测横波速度结构即时成像方法,其特征在于,所述数据采集节点和边缘计算节点根据预构建的计算资源数量搜索算法输出的数据采集节点的负载状态预测结果进行计算资源分配调度包括:初始时刻,所述数据采集节点和边缘计算节点运行至自功率谱运算阶段,所述数据采集节点将其负载状态发送至所述边缘计算节点;
在每个时隙内,所述边缘计算节点根据上一次接收到的数据采集节点的负载状态执行预构建的计算资源数量搜索算法,获取数据采集节点的负载状态预测结果;
在每个时隙内,所述边缘计算节点根据所述数据采集节点的负载状态预测结果进行计算资源分配调度。
8.一种微动探测横波速度结构即时成像系统,其特征在于,包括处理器及存储介质;
所述存储介质用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1 7任一项所述方法的步~骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1 7任一项所述方法的步骤。
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