Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/80091
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAhmad Yahya Dawod-
dc.contributor.advisorMu Lei-
dc.contributor.advisorNaret Suyaroj-
dc.contributor.authorShu, Hongmeien_US
dc.date.accessioned2024-10-11T11:21:59Z-
dc.date.available2024-10-11T11:21:59Z-
dc.date.issued2024-07-24-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/80091-
dc.description.abstractMicroseismic monitoring system plays an important role in the monitoring, early warning, and prevention of mining-induced ground pressure disasters. These systems integrate functions such as collecting, locating, analyzing, and interpreting seismic activities induced by microcracks within rock masses. However, with the generation of a large amount of monitoring data, the rapid, accurate, and real-time identification of different types of microseismic events has become a fundamental requirement for disaster prevention and control, as well as for the construction of smart mines. This paper proposed different automatic identification and classification models for microseismic events using machine learning technology, based on data mining and analysis. The aim is to improve the efficiency and accuracy of microseismic data analysis, thereby providing a solid foundation for geostress disaster management and the advancement of smart mining systems. Firstly, microseismic data collected by monitoring systems from three different mines in Shaanxi Province, China, were processed into raw waveform images, with each event consisting of six sub-graphs forming a sample graph. Based on expert experience and manual identification, three sample databases including four types of events—mining microseisms, blasting, drilling, and noise—were established, resulting in diverse datasets. Subsequently, this paper employed various advanced algorithms and models to automatically extract features from different waveform images and construct an intelligent identification system for microseismic events. Specifically, methods combining Histogram of Oriented Gradients (HOG) features with Shallow Machine Learning (SML), Convolutional Neural Networks (CNN), and transfer learning-based deep learning models such as ResNet-18, MobileNet-V2, and Inception-V3 were selected. Experiments were conducted using the three sample databases, and the classification performance and recognition accuracy of different models were compared. The results showed that on the test dataset A, the overall accuracy of the HOG-SVM, MS-CNN, ResNet-18, MobileNet-V2, and Inception-V3 models reached 0.971, 0.974, 0.981, 0.982, and 0.987, respectively. Comparative analysis of the models revealed that deep learning models, especially Inception-V3, outperformed others in terms of accuracy, demonstrating the potential of deep learning in classifying microseismic events. The HOG-SVM method demonstrated the fastest processing efficiency. The MS-CNN model achieved an effective balance between recognition efficiency and classification accuracy. This study introduces an innovative, efficient, and precise approach for intelligently identifying microseismic events. It offers a comparative analysis of machine learning methods, aiding users in choosing the right algorithms for their tasks. The research expands beyond microseismic and blasting event identification to include drilling and noise events, enhancing the intuitive and precise recognition of waveforms. The models' adaptability across various mining data showcases their potential to boost mine safety and operational intelligence in real-world scenarios. The application of machine learning methods and computer vision technology helps achieve intelligent recognition and classification of microseismic events in the microseismic monitoring system of mines. This enables the rapid and accurate generation of classification results, effectively reducing the workload and misjudgment rate of manual identification of microseismic events. At the same time, it provides interpretable evidence for the mine disaster warning system and timely alerts for potential seismic activities.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.subjectMicroseismicen_US
dc.titleIntelligent recognition and classification of microseismic events based on machine learning techniquesen_US
dc.title.alternativeการรับรู้และการจำแนกเหตุการณ์แผ่นดินไหวระดับไมโครอย่างชาญฉลาดโดยอาศัยเทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องen_US
dc.typeThesis-
thailis.controlvocab.lcshEarthquakes-
thailis.controlvocab.lcshSeismometry-
thailis.controlvocab.lcshSeismic prospecting-
thailis.controlvocab.lcshSeismic waves-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractการประยุกต์ใช้วิธีการเรียนรู้ของเครื่องและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์วิทัศน์ช่วยให้เกิดการจดจําและจําแนกเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กในระบบตรวจสอบการสั่นสะเทือนแบบไมโครของเหมืองอย่างชาญฉลาด สิ่งนี้ช่วยให้สามารถสร้างผลการจําแนกประเภทได้อย่างรวดเร็วและแม่นยําลดภาระงานและอัตราการตัดสินที่ผิดพลาดในการระบุเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กด้วยตนเอง ในขณะเดียวกันสามารถใช้เป็นหลักฐานในการตีความสําหรับระบบเตือนภัยพิบัติของทุ่นระเบิดและการแจ้งเตือนอย่างทันท่วงทีสําหรับกิจกรรมแผ่นดินไหวที่อาจเกิดขึ้น ระบบตรวจวัดแผ่นดินไหวขนาดเล็กมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบ การเตือนภัยล่วงหน้า และการป้องกันภัยพิบัติจากการระเบิดของหินในเหมือง อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการสร้างข้อมูลการตรวจสอบจำนวนมาก การระบุประเภทของเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กที่แตกต่างกันอย่างรวดเร็วและแม่นยำแบบเรียลไทม์ได้กลายเป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการป้องกันภัยพิบัติและการทำเหมืองอัจฉริยะ บทความนี้นำเสนอวิธีการที่ใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อจำแนกและระบุเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กโดยอัตโนมัติโดยใช้เทคโนโลยีทางด้านข้อมูลมหัต ขั้นแรก ข้อมูลแผ่นดินไหวขนาดเล็กที่รวบรวมโดยระบบตรวจสอบจะถูกแปลงเป็นกราฟรูปคลื่นดิบ โดยแต่ละเหตุการณ์จะแสดงด้วยชุดของกราฟย่อย 6 กราฟเป็นภาพตัวอย่าง ชุดข้อมูลตัวอย่างของเหตุการณ์สี่ประเภท ได้แก่ เหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กที่เกิดจากเหมือง การระเบิด การเจาะหิน และเสียงรบกวน จะถูกสร้างขึ้นผ่านการระบุด้วยตนเอง จากนั้น Histogram of Oriented Gradients (HOG) พร้อมด้วยอัลกอริทึมการเรียนรู้แบบตื้น (เช่น ตัวจำแนกเชิงเส้น การแยกแยะของฟิชเชอร์) โมเดลเครือข่ายประสาทเทียมแบบคอนโวลูชัน (CNN) และโมเดลการเรียนรู้เชิงลึกที่อิงตามการเรียนรู้การถ่ายโอน (เช่น MobileNet-V2, Inception-V3) จะถูกเลือก โมเดลเหล่านี้จะสกัดคุณลักษณะจากภาพรูปคลื่นที่แตกต่างกันโดยอัตโนมัติและสร้างโมเดลการจำแนกประเภทภาพสำหรับการจดจำเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กอย่างชาญฉลาด การทดลองดำเนินการบนชุดข้อมูลเดียวกันเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการจำแนกประเภทและความแม่นยำในการจดจำของโมเดลทั้งสี่ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความแม่นยำโดยรวมของ HOG-SVM, MS-CNN, ResNet-18, MobileNet-V2 และ Inception-V3 บนชุดทดสอบอยู่ที่ 0.971, 0.974, 0.981, 0.982 และ 0.987 ตามลำดับ เมื่อเทียบกับวิธีการวิจัยที่มีอยู่ บทความนี้ไม่เพียงแต่รวมถึงการจดจำเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กและการระเบิดเท่านั้น แต่ยังระบุเหตุการณ์การเจาะหินและเสียงรบกวนอื่น ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งให้การระบุรูปคลื่นแผ่นดินไหวขนาดเล็กที่ชัดเจนและแม่นยำยิ่งขึ้น การประยุกต์ใช้วิธีการเรียนรู้ของเครื่องและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์วิทัศน์ช่วยให้บรรลุการจดจำและการจำแนกประเภทเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กอย่างชาญฉลาดในระบบตรวจวัดแผ่นดินไหวขนาดเล็กของเหมือง ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างผลลัพธ์การจำแนกประเภทได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ลดภาระงานและอัตราการตัดสินใจผิดพลาดของการระบุเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กด้วยตนเองได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน ยังให้หลักฐานที่สามารถตีความได้สำหรับระบบเตือนภัยพิบัติในเหมืองและการแจ้งเตือนอย่างทันท่วงทีสำหรับกิจกรรมแผ่นดินไหวที่อาจเกิดขึ้นen_US
thesis.concealPublish (Not conceal)en_US
Appears in Collections:ICDI: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
632455815_Hongmei Shu_watermark.pdf5.29 MBAdobe PDFView/Open


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.