融合裂缝形态信息的电阻率测井成像图空白条带填充方法

电阻率测井成像图中存在宽度和位置不定的空白条带,而目前常用的空白条带反距离加权插值填充法仅依靠像素点距离参数计算插值,往往导致填充后区域与实测区域纹理不连贯,纹理易呈现直线状,与实际状况不符。为此,将裂缝区域形态与分布信息作为参量,构建插值计算模型,形成融合裂缝形态分布信息的空白条带填充法。该填充算法能根据插值点与裂缝形态拟合线的相对位置关系,动态调整参考点对插值点插值的权重系数,填充后的裂缝区域纹理连贯平滑,更符合裂缝实际形态和分布的规律。实际测井数据应用表明,相较于传统填充方法,采用该方法填充后的裂缝分布拟合线与霍夫变换后曲线相似度提升25%以上,不连贯填充点数量下降88%以上,性能提升明显。该方法的应用成果可为后续测井图像中各种裂缝的智能识别和精确分割提供更好的数据支撑。

西南石油大学无线校园网扩展升级设计

互联网应用发展和国家教育信息化战略实施,促使高校无线校园网应用需求剧增,通过使用无线网新一代室内解决技术——智分方案设计,既可以保证不改变校园网结构与部署方式,又能在原来的基础上,对学生宿舍和教师公寓进行有效的、高质量的无线扩展覆盖,满足了高校教育信息化发展的需求。

工程认证背景下“机器人传感器与信息融合技术”教学改革与探索

工程教育专业认证是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础,旨在确保工科毕业生达到行业认可的质量标准,提高工科人才培养质量。机器人工程专业是顺应国家建设需求和国际发展形势的新兴专业,为了提高该专业教学质量,培养高精尖工科人才,本文在工程认证背景下,结合工程教育专业认证培养目标,以“机器人传感器与信息融合技术”专业核心课为例,在课程教学目标、内容、方法以及考核形式等方面进行了一系列改革探索,通过改革促使学生的课堂参与度有所提高,学习积极性和主动性加强,作业完成质量更高效,学生将所学知识应用于实际问题中,提高其理论运用及实践能力,满足社会对高素质人才的需求。

考虑信息间隙决策的能源枢纽混合储能容量规划

针对电池储能等常规储能不能快速响应能源枢纽风电出力短期扰动问题,文中将混合储能引入能源枢纽当中,考虑混合储能在枢纽运行中的损耗,提出了能源枢纽日运行成本最优时的储能容量规划模型。然后基于信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory,IGDT)在风险规避策略与机会寻求策略下,建立考虑风电出力不确定性的鲁棒与机会模型,为决策者提供能源枢纽容量规划方案。最后通过算例分析,证明使用混合储能的能源枢纽对风电出力存储转化效率更高,日运行成本更少。同时基于IGDT混合储能容量规划模型,能够为决策者提供在满足预期运行目标时风电出力最大/最小波动范围,分析风电出力不确定性与混合储能容量之间的关系,通过定量分析为不同风险偏好策略提供容量规划依据。

“电气控制与PLC”课程教学方法改革探索

针对工程教育专业认证和石油石化行业对自动化专业人才的需求,分析了“电气控制与PLC”课程的特点和在实际教学中存在的问题。结合专业培养目标和毕业指标点,调整课程教学目标与之对应。引入在线开放课程提升授课灵活性,并丰富了师生互动的渠道。结合新的时代背景,重点进行课程资源建设,通过多种渠道大幅增加教学案例,引入项目式教学法提高学生兴趣,并增加实践教学环节强化学生实际操作能力。通过一系列的教学改革措施,切实提升教学效果,使该课程的教学模式更符合行业对自动化专业人才的培养要求。

电气连接与自动化技术在石油及天然气行业中的实践探析

石油和天然气都是我国较为稀缺的不可再生资源,其用途广泛且被应用于各个领域,为人们的生活提供了重要的保障,随着人们生活水平的提升,石油和天然气的需求逐渐增加,为满足国家和人们的需要,管理人员决定将电气连接与自动化技术应用于石油和天然气行业中。文章基于电气连接与自动化技术的概念,对电气连接与自动化技术在石油和天然气行业中的应用进行探究,以期全面发展和推广电气连接与自动化技术。

“双碳”目标下火电厂CO_(2)计量技术研究现状与展望

中国电力行业CO_(2)排放量是CO_(2)排放的主要来源,其中火电厂CO_(2)排放量在电力行业中占比最大。在“双碳”目标下,CO_(2)计量技术可以实现对火电厂中CO_(2)排放量的直观判断,为火电厂CO_(2)减排提供重要支撑,促进火电厂参与碳交易,带动区域经济发展。结合国内外政策,讨论了目前通用CO_(2)计量方法的实施进展,总结归纳了以碳核算为主、碳监测为辅的火电厂CO_(2)计量方法存在的问题,并对火电厂CO_(2)计量技术应用的重难点进行了分析。最后,对火电厂CO_(2)计量技术的发展及应用进行了展望。

新基建背景下电机学课程思政建设探索

国家新基建战略背景下,电机学课程思政建设被赋予新的时代要求。立足本校教研,对标金课标准,从适应课程思政改革要求的新教学模式构建、多样化教学资源建设、多元化教学手段融合等方面对西南石油大学电机学课程思政建设进行探索与实践,最终实现对学生“知识传授-能力培养-价值塑造”三重教学目标的综合达成。

基于端口注意力与通道空间注意力的网络异常流量检测

网络异常流量检测是网络安全保护重要组成部分之一。目前,基于深度学习的异常流量检测方法都是将端口号属性与其他流量属性同等对待,忽略了端口号的重要性。为了提高异常流量检测性能,借鉴注意力思想,提出一个卷积神经网络(CNN)结合端口注意力模块(PAM)和通道空间注意力模块(CBAM)的网络异常流量检测模型。首先,将原始网络流量作为PAM的输入,分离得到端口号属性送入全连接层,得到学习后的端口注意力权重值,并与其他流量属性点乘,输出端口注意力后的流量数据;其次,将流量数据转换成灰度图,利用CNN和CBAM更充分地提取特征图在通道和空间上的信息;最后,使用焦点损失函数解决数据不平衡的问题。所提PAM具有参数量少、即插即用和普遍适用的优点。在CICIDS2017数据集上,所提模型的异常流量检测二分类任务准确率为99.18%,多分类任务准确率为99.07%,对只有少数训练样本的类别也有较高的识别率。

基于QCM液体密度响应模型测量油品含水率研究

油田开发中一直存在高含水率和低含水率测量不准确的问题,新型可再生的生物柴油,同样需要控制含水率以保证热值和稳定性。文中提出一种基于石英晶体微天平(QCM)液体密度响应模型的油品含水率测量方法,通过5组标准甘油溶液进行模型验证,结果表明,实验值与理论值的误差小于5%,并且在低含水量和高含水量2种情况下,误差幅度小于1%。重复性实验验证了模型的有效性。现场测量实验结果证实了模型的适用性。

引入轻量级Transformer的无人机视觉跟踪

随着无人机在军事和民用领域的广泛运用,对于高精度、低功耗智能无人机跟踪系统的需求日益增加。针对目标跟踪算法在无人机跟踪场景下很难平衡跟踪精度和跟踪速度的问题,提出一种引入轻量级Transformer的孪生网络无人机目标跟踪算法SiamLT。使用Transformer对AlexNet网络进行改进,在增加最小计算量的情况下捕获全局特征信息。在目标模板与搜索区域匹配方面,联合Transformer和深度互相关运算提出一种二元相关模块,同时捕获目标模板与搜索区域之间的局部相关性和全局依赖关系。在分类回归网络中引入距离交并比,并采用多监督策略训练网络,以获取更准确的目标位置。在UAV123和UAV20L跟踪基准上的实验结果表明,SiamLT算法优于主流的目标跟踪算法,更有效地平衡了跟踪精度和跟踪速度。

基于改进Tracktor的行人多目标跟踪算法

在多目标视频跟踪中,针对受交互遮挡等影响导致检测偏差从而致使目标身份丢失的问题,提出一种基于改进Tracktor的行人多目标跟踪算法DUTracktor。在检测框回归中设计一个动态更新模块,利用孪生网络对建议框进一步检测定位;利用时序信息增强模块更新当前帧更适合的模板,建立全局上下文关系;并通过像素相关进行特征融合,从而增强目标边缘信息和尺度信息;利用相机运动补偿和融合相似矩阵构建二级关联跟踪机制,建立检测框和轨迹更强大的关联性,提高目标跟踪的鲁棒性。在公开的MOT16数据集上进行实验测试,并与当前主流算法相比,该算法跟踪精度表现较优,具有良好的鲁棒性,FPS稳定在24帧。

基于深度学习模型的油气管道焊缝缺陷智能识别

焊接技术在油气管道连接时广泛应用,确保焊缝区域可靠是保障油气管道安全运行的关键。受工艺和技术制约,油气管道焊接过程中可能出现不同类型的焊缝缺陷。针对油气管道焊缝部分缺陷尺寸小、缺陷与背景差异性较小导致焊缝缺陷识别效果不理想、人工识别工作量大等问题,提出了基于SCT-ResNet50模型的管道焊缝缺陷智能识别新方法。首先将焊缝区域图像输入特征提取网络;然后在特征提取的浅层使用SCC(Spatial Channel Context)进行局部空间和通道信息融合,在特征提取较深的层次使用ECA-MHSA(Efficient Channel Attention-Multi-Head Self-Attention)来捕捉长程依赖和上下文信息;最后通过全连接层和Softmax得到最终的缺陷识别结果。研究结果表明:(1)该新方法在油气管道X射线图像焊缝缺陷数据集上缺陷识别准确率达到98.28%;(2)相较于ResNet50、VGG16、DenseNet121、MobileNetv3和EfficientNetv2分类方法,其准确率分别提高了3.05%、46.05%、28.99%、15.95%和18.84%;(3)在缺陷尺寸小、缺陷和背景差异较小的场景下,该新方法在油气管道焊缝缺陷识别中具有更高的准确率。结论认为,该新方法的优势在于结合SCC模块与ECA-MHSA模块学习图像的局部信息和全局信息,能较好解决油气管道焊缝缺陷分类效果不理想的问题,为保障油气管道安全运输提供了技术支撑。

新工科背景下信号与控制课程群思政建设与实践

为落实立德树人根本任务,以新工科建设内涵为指引,结合学校及专业定位,以自动化类专业核心课程体系为例,探索课程思政的建设与实践。根据课程先修后续,构建了信号与控制课程群思政教学体系,形成了各门课程的思政改革具体方案,四门课程同向同行,在专业教育的同时提升学生的爱国情怀、工匠精神、科学思维、沟通合作、实践创新、文化传承等核心素养。课程群思政示范团队的建设与培养有助于提升专业整体的课程思政建设,为“三全育人”示范专业建设和国家级一流专业建设提供了有力支撑。

不确定需求下无人机任务分配的两阶段鲁棒优化方法

灾害场景下依托无人机配送资源应用前景广阔,但应急场景环境复杂多变,各类突发事件在时空上的不确定性会导致目标点对资源需求评估的不准确,进而影响到资源配送中无人机任务分配方案.针对此问题,在无人机任务分配模型中引入两阶段鲁棒优化方法.模型通过将无人机分配和任务分配相结合,充分利用无人机集群资源,实现需求变化最大化时的任务分配成本最低.本文对受伤人数等级与资源需求变化关系建模,将资源需求划分为3个等级,实现了任务分配总成本变化的精确化表达,并采用列和约束生成(Column-and-Constraint Generation,C&CG)算法实现了资源需求不确定条件下的无人机任务分配.最后设计了3种类型的实验,仿真结果验证了算法的有效性和优越性,相比确定性模型,该算法在应对需求变化时展现出更好的鲁棒性.

独立性视角下的相频融合领域泛化方法

针对现有的领域泛化(DG)方法对领域特征处理粗糙和泛化能力弱的问题,提出一种基于频域特征独立性这一独特视角解决领域泛化问题的方法。首先,设计频域分解算法,将图像的深度特征快速傅里叶变换(FFT)后,再从相位信息中获得领域无关特征,以提高模型对领域无关特征的识别能力;其次,基于独立性视角,通过对样本的特征赋权,进一步消除频域特征中各属性的相关性,提取最有效领域无关特征,解决样本特征之间相关性带来的泛化能力差的问题;最后,提出幅度融合策略,拉近源域和目标域的距离,进一步提升模型对未知领域的泛化能力。在流行的图像领域泛化的数据集PACS和VLCS上的实验结果表明,所提方法的准确率均值比StableNet分别高0.44、0.59个百分点,且在各个数据集上均取得了优秀的性能。

融合NSGA-II和CSA的多目标车间调度

针对在灵活车间系统中调度作业和自动引导车(automated guide vehicle,AGV)的同时调度问题,考虑在有限多个AGV和加工机台的情况下,以最小化最大完工时间、单个AGV搬运消耗时间及所有AGV搬运总消耗时间为目标函数,设计融合NSGA-II(non-dominated sorting genetic algorithms)和克隆选择(clonal selection algorithm,CSA)的改进算法INGCSA来解决此类问题。采用工件、加工机台和AGV三部分编码;引入非支配排序和目标函数值大小排序后总得分进行种群分层,从而有效地保留优秀个体;针对克隆后的种群,对不同等级的种群采取不同的变异概率,并对染色体进行内部交换与均匀交叉混合交换的基因重组,有效地提高了种群的多样性与防止陷入局部最优。通过三组对比实验,验证了该算法在探索最优解时,具有运行时间短、稳定性高和收敛性好等优点。

磁性材料的磁滞建模研究综述

磁性材料作为电机设备能量转换的核心部件,对提升设备效率、稳定运行具有重要意义。新型高功率密度电机的设计对所用磁性材料的磁滞特性模拟预测精度提出了更高的要求,磁滞模型为电机损耗计算、充/去磁曲线分析、磁化饱和分析及在线调磁提供理论支撑。目前从物理建模和唯象建模两种角度出发,提出了多种描述磁滞特性的模型,典型的模型有Preisach、Jiles-Atherton(J-A)、Stoner-Wohlfarth等。分别介绍现有各类磁滞模型的基本原理及研究现状,分析各种磁滞模型的局限性和适用范围,同时阐述磁滞建模在电机设计中的意义,最后分析磁滞特性模拟面临的问题和未来的发展趋势。通过不断改进磁滞建模方法,精确地模拟磁性材料的磁滞特性,以便在新型电力设备、高效能新型电机设计中实现产业化应用。

表面基团对Ti_(3)C_(2)T_(x)吸附NO性能影响的第一性原理研究

本工作基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建了Ti_(3)C_(2)O_(2)、Ti_(3)C_(2)O1.5(OH)0.5、Ti_(3)C_(2)O(OH)、Ti_(3)C_(2)O1.5F0.5和Ti_(3)C_(2)OF五种模型,从几何结构、电荷转移以及电子性质等方面研究了基团种类和比例对Ti_(3)C_(2)T_(x)吸附NO的影响。结果表明:相较于Ti_(3)C_(2)O_(2),含低比例-OH和-F基团的Ti_(3)C_(2)T_(x)对NO的吸附能更大,电荷转移更弱,不利于其探测NO,与实验结果一致;但随着-OH和-F比例的提高,吸附能分别减小和增大,电荷转移分别增强和减弱,表明高比例的-OH有利于Ti_(3)C_(2)T_(x)探测NO,而高比例的-F是不利的;同时,在吸附NO后,Ti_(3)C_(2)O_(2)在费米能级附近的能带极值曲率变小,电子有效质量增大,表明-O基团有利于Ti_(3)C_(2)T_(x)探测NO。在几何弛豫过程中NO分子总是以N原子靠近衬底,吸附距离均较小,而且最近邻原子的电子轨道出现杂化,电子的聚集和消散位于两端,表明最近邻原子间成键较弱且偏离子性。此计算结果可以为Ti_(3)C_(2)T_(x)探测和屏蔽NO提供理论指导,同时为Ti_(3)C_(2)T_(x)的表面改性提供思路。

新时代理工科专业课程思政教育体系初探

为落实习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话精神,全面构建理工科专业的“三全育人”体系,切实提升理工科专业的思想政治教育质量,须在理工科专业构建全方位专业课程的课程思政教育体系。针对理工科专业的特点,以自动化专业为例,分析了理工类课程的课程思政的重要意义和优势,从专业培养方案、思政课程体系、教学实践改革和思政评价机制等方面构建了课程思政体系,推进理工科专业课程思政改革工作的持续创新。