基于改进ResNet34网络的变电站设备巡检图像分类识别的方法

针对变电站设备巡检图像识别领域中存在的图像规模有限和识别准确率低等问题,提出了一种基于改进ResNet34网络的图像分类识别方法。采用Seam Carving算法对图像中的低能量区域进行压缩以保留关键特征;同时使用弹性变换、高斯噪声等6种图像增强技术来增强图像的多样性。将基础ResNet34网络与卷积注意力模块结合,增强模型对设备巡检图像关键特征的提取能力。使用在ImageNet数据集上的预训练模型作为迁移学习的特征提取器来解决样本数量不足的问题。在Adam优化器中引入余弦退火策略来动态调整学习率使改进的ResNet34网络更快收敛至最优解。试验结果表明所提方法比基础ResNet34网络的准确率提升了0.0733,损失率降低了0.2019,为变电站设备巡检图像识别领域提供了一种可靠的解决方案。

洁净手术室气流组织效果的影响因素综述

我国医院建设规模庞大、分布广泛,就医人数居世界第一,医疗洁净手术室空气洁净技术发展迅速。手术室的气流组织是其空气洁净技术的重要方面,与手术部位感染的关系一直存在争议。本文对手术室中的气流组织形式进行了综述。研究表明,层流通风和温控气流通风在去除携带细菌的颗粒方面具有优势,且层流通风对飞沫的控制能力更强。本文梳理了手术室内人员数量和位置、手术人员的动作和流动、医用设备的数量和发热量、人员着装和手术台次等因素对气流组织效果的影响。发现手术人员的动作和流动是相关研究的热点,气流组织与手术人员、患者热舒适的关联仍有待深入。未来研究方向包括手术室内局部气流组织与手术微环境空气质量的定量关系、新型气流组织形式和末端、个性化通风与手术人员热舒适等。

基于双通道生成对抗网络的城市用电负荷缺失数据补全方法

用电负荷数据的完整性与有效性在负荷预测等应用中具有重要意义。传统的缺失数据补全方法缺乏对用电负荷和多种外部时空关联信息的挖掘,难以获得高精度的补全结果。文中提出了一种双通道生成对抗网络,对缺失的负荷数据进行补全。首先,根据负荷的周期性变化特征和时空关联性构建三阶负荷张量,并将影响负荷变化的多种外部因素构建为三阶辅助信息张量。然后,为满足两种张量的双输入需求,在生成对抗网络的输入层引入双通道机制,通过卷积与反卷积运算提取张量的特征;为提升网络对张量数据的训练效果和补全精度,将张量分解损失引入原始损失函数,并采用改进的混沌映射粒子群优化算法联合优化超参数和网络。最后,在真实负荷数据集上开展数据补全实验。结果表明,所提方法能够对随机缺失率不超过50%、连续缺失不超过3天的负荷数据进行准确补全。

云边端协作的架空线路鸟巢检测与定位算法研究

针对云端单一集中数据处理时效性低、架空线路上鸟巢检测精度不高、模型对边缘计算设备算力高消耗以及目标定位不准确的问题,提出了一种基于云边端协作的架空线路鸟巢检测与定位算法。该算法通过云、终、边缘3端的协作,解决了云端集中处理效率低的问题,并通过云边数据可视化协作解决由于角度及光线引起的图像不清晰问题。为了提高架空线路鸟巢检测的精度,该算法在YOLOv5x模型基础上进行了优化。首先,通过将主干特征提取网络中的C3模块替换为C2f模块,并在最后一层加入SE(squeeze and excitation)注意力模块,以提升模型对小目标的检测能力。其次,将激活函数替换为Mish函数,解决训练梯度饱和导致神经元停止学习的问题。为了降低模型对边缘计算设备算力的消耗,对改进后的模型进行剪枝微调以降低模型参数规模。基于此优化模型,提出了三维目标定位算法,结合GIS(geographic information system)系统对定位结果进行修正,实现了对检测目标的精准定位。实验数据显示,改进后的模型平均精度均值达到93.25%,比原YOLOv5x模型提升了3.44%,优化后的模型剪枝率达到45%。检测目标经过三维空间建模计算并通过位置修正能够定位到相应的杆塔,有效指导工作人员快速准确排除隐患。

综合能源系统源-荷能量的多时间尺度预测

为应对可再生能源利用和用户负荷的不确定性,提出一种多时间尺度预测方法。预测过程分日前、日内滚动和实时3个阶段进行,时间尺度分别为1 h、15 min和5 min。首先,采用基于差值统计的预测方法完成气象参数的3个阶段预测;其次,在负荷预测的日前和日内阶段,建立了信号分解与机器学习相结合的回归预测模型,实时阶段建立了机器学习时间序列预测模型;接着,以测试集的预测精度指标为依据确定了日前和日内滚动阶段对典型日负荷的最佳预测方法;最后,将预测方法应用于典型日的能量预测,验证了方法的可行性。研究结果显示:3个阶段典型日气象参数预测结果的决定系数R~2都在0.8以上;在日前和日内滚动阶段,多元负荷的预测任务应采用不同的信号分解方法,实时阶段负荷预测结果的R~2值均超过0.9,平均绝对误差百分比(mean absolute percentage error, MAPE)接近0。

考虑电力-交通耦合网动态协调的EV集群灵活性挖掘与优化调度

电动汽车(EV)作为兼具交通与能量双重属性的跨域主体,发挥其时空灵活性将助力电力-交通耦合网的协调运行。为此,文中考虑电力-交通耦合网综合效益,提出了EV集群调控策略。首先,基于弧阻抗函数构建了动态交通网络加载模型。其次,考虑EV用户的各特征参数存在的差异性与耦合性,构建了单体EV灵活运行域模型,并采用基于zonotope线性近似的闵可夫斯基和算法对其聚合,得到EV集群的时变灵活运行域。在此基础上,提出了动态交通流最优分配下EV集群灵活性调控的双层模型,迭代求解得到上下两层耦合变量构成的瞬时单位流量出行成本,从而引导EV的出行与充放电行为。最后,通过与最短路径引导策略进行比较,验证了所提EV集群调控策略的有效性。

含高比例新能源的异步互联送端系统直流FLC的阶跃死区控制策略及优化

针对含高比例新能源的异步送端系统直流频率限制控制器(FLC)死区控制及参数优化问题,提出了一种直流FLC阶跃死区控制策略。基于考虑含高比例新能源的多机系统频率响应模型,分析了直流FLC死区参数以及高比例新能源装机容量对送端系统频率响应的影响。加入阶跃决策系统,构建改进型直流FLC阶跃死区控制策略。搭建兼顾直流FLC动作特性以及对送端系统频率偏差抑制效果的改进型直流FLC阶跃死区控制策略参数优化模型。使用群智能算法求解出改进型直流FLC阶跃死区控制器最优参数。仿真结果表明优化后的直流FLC死区控制方法可以显著改善送端系统的频率稳定支撑能力。

基于STFT图像和迁移学习的次同步振荡源定位方法

直驱风机与电网交互引发次同步振荡,严重威胁电网的安全稳定运行。为快速定位诱发机组,提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)图像和迁移学习的次同步振荡源定位方法。首先,采用压缩感知技术将出口数据转化为观测信号,再对观测信号进行STFT得到具备振荡特征的映射图,构建映射图与振荡源机组之间的联系;然后,采用对抗式迁移学习架构,结合电力系统,实现对目标域无标签振荡数据的快速泛化;最后,与传统迁移学习方法进行比较,结果表明所提方法在定位准确率和效率方面表现更优,且具备较强的抗噪能力。

基于WRLS-ARMAX系统辨识的新能源电力系统惯量评估

随着高比例新能源机组并入电网,电力系统低惯量特性愈加显著,严重影响了系统运行稳定性。为了准确估计新能源电网实际运行状态下的惯量大小,提出了一种基于加权递推最小二乘(WRLS)-受控自回归滑动平均(ARMAX)系统辨识的新能源电力系统等效惯量评估方法。首先,以发电机为对象,建立不同扰动情况下发电机功频响应特性的通用惯量解析模型;其次,以发电机并网母线有功功率和频率扰动作为输入和输出,建立ARMAX模型,考虑到实际电网运行过程中受大、小扰动共同影响,实际测量数据具有异方差性,采用WRLS求解模型中的待辨识参数;然后,提取辨识模型中包含惯量响应的传递函数模型,利用阶跃响应计算惯量源的惯性时间常数,进而计算得到系统等效惯量大小;最后,通过Matlab/Simulink仿真算例验证了所提方法的准确性和实用性。

水电高占比下风电接入对系统稳定性影响

随着绿色清洁高效能源基地的构建,以水电为主体的水风互补成为我国西南能源开发的重要特征。为研究在典型水电系统中接入风电对系统稳定性带来的影响,首先,针对水风互补系统以转矩分析法分析了风电接入对系统频率和功角稳定性的影响,并通过算例和Prony分析验证了风速与风电渗透率对系统稳定性的影响。结果表明,风电的接入在一定程度上可以削弱传统水电系统的超低频振荡,而风电接入互联送端系统会导致区域等值惯量的下降,进而使系统区域间低频振荡风险加剧。其次,考虑风电的接入会诱发区域间低频振荡,在风电系统中引入风电的附加综合虚拟惯性与阻尼控制。算例与Prony分析验证了该控制策略能有效提高系统稳定性。最后,在区域间大规模风电接入场景下,利用改进的鲸鱼算法对风电的附加控制器参数进行了优化;结果表明,参数的整定有效提高了系统的频率以及功角稳定性。

基于附加阻尼的水轮机调速系统优化控制研究

针对水轮机调速系统引发电力系统发生超低频振荡的问题,提出一种调速侧附加阻尼控制策略。首先,基于阻尼转矩法,分析得出水轮机调速系统产生的负阻尼是造成电力系统发生超低频振荡的主要原因;其次,推导调速系统的阻尼转矩系数表达式,证明该系数与水锤效应时间常数及调速器PID参数密切相关;然后,依托附加阻尼控制策略,在系统调速侧引入正阻尼补偿,并采用灰狼优化算法整定调速器PID参数,以进一步改善系统阻尼特性;最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建单机、四机两区域系统进行仿真验证,结果表明所提控制策略能够明显改善调速系统的阻尼特性,有效抑制超低频振荡。

宁夏卫宁平原土壤锌地球化学特征与富锌小麦种植区预测

研究目的大部分粮食作物锌含量较低,人体难以从正常的膳食结构中获取足够的锌元素。通过开展土地质量地球化学调查,探寻种植富锌作物的适宜区域,是基于自然途径使作物达到富锌标准的最优方案。研究方法本研究以宁夏卫宁平原农业用地为研究区,基于土地质量地球化学调查所获取的农用地表层土壤、小麦籽实及其根系土中元素地球化学数据,研究了表层土壤、小麦籽实Zn地球化学特征,探究了小麦籽实富集Zn的影响因素;以中国健康膳食营养结构与居民膳食营养素参考摄入量为基准,推算出富锌小麦锌含量区间值。研究结果研究区表层土壤Zn含量范围25.1~102.0 mg/kg,背景值61.4 mg/kg;研究区小麦籽实Zn含量范围13.34~37.78 mg/kg,平均值24.72 mg/kg,生物富集系数(BCF)平均值0.41;富锌小麦Zn含量取值范围为26.5~50.0 mg/kg,研究区小麦籽实的富锌比例为36.7%;基于神经网络模型预测出卫宁平原适宜种植富锌小麦的农用地面积为242.86 km^(2)。结论研究区表层土壤Zn空间分布较为均匀且主要受到成土母质控制;小麦籽实富集Zn的能力为中等,土壤Zn、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)与小麦籽实Zn具有显著相关关系;神经网络模型能构建出可靠的预测模型,可以作为基于地球化学调查数据探寻有益微量元素富集作物种植适宜区的方法。

盾构隧道超近间距下穿运营盾构隧道管片环变形规律研究

为研究盾构下穿既有盾构隧道施工过程中既有隧道管片环分块变形规律,依托北京地铁19号线盾构近距离下穿7号线既有盾构隧道的工程实例,采用FLAC3D软件建立考虑管片分块拼装的三维计算模型,并结合实时监测技术对盾构穿越过程中既有隧道管片环分块变形进行监测。研究结果表明:在盾构近距离下穿既有线施工过程中,既有线管片沉降呈现“双峰式”,且新建隧道先行盾构上方既有隧道管片沉降更大;既有线管片整体向新建隧道掘进方向偏移,管片环分块水平位移程度在不同点位表现出差异化,其中各环两侧管片的水平位移最为明显且互相对称,拱顶和拱底仅发生整体偏移;既有隧道受后行盾构掘进影响时间较先行盾构更长,引起既有线管片向开挖方向偏移量更大,引发的管片水平位移也更加显著。既有线在发生整体偏移的同时,管片向两侧发生水平位移,最终管片水平位移表现取决于管片整体朝下穿隧道掘进方向的偏移量与管片环自身形变的叠加作用。

暗挖扩大端内弃壳解体接收盾构关键技术研究

使用盾构法在城市中心修建地铁时,常面临地面空间不足,无法提供充足的工程场地进行常规盾构接收的问题,因此在预接收地点修建暗挖横通道+暗挖扩大端的辅助结构,进行盾构解体接收成为主流方案,但暗挖扩大端的修建尺寸并无清晰参考。以北京地铁19号线为例,分析了暗挖扩大端宽度和高度的设计问题,并针对弃壳接收和部分弃壳两种方案,对暗挖扩大端的最小设计尺寸做了规定,即高度应包含开挖垫层、盾构直径和吊装空间三部分,其中吊装空间至少应为1.5~2m;当采用弃壳接收时,暗挖扩大端宽度与刀盘直径和刀盘分块暂存方式有关。提出了一种新的适用于暗挖扩大端内狭小场地的刀盘拆解方案,能够显著减小占地面积,同时设计了一种适用于洞内拆解主驱动的专用滑移辅助工装,提高了拆解过程的安全性。

考虑气象参数预测误差条件分布的架空输电线路载流量概率预测方法

准确考虑气象参数预测误差是实现架空输电线路动态载流量精准预测的基本前提。通过统计与计算分析,首次发现在不同气象参数预测值与气象环境下,气象参数预测误差具有不同分布特征。然而,现有架空输电线路载流量概率预测方法并未考虑以上2种因素的影响,难以实现线路载流量的准确预测。为此,首先将气象参数预测误差分析问题构建为气象参数预测值与气象环境2种影响因素下的气象参数预测误差条件分布求解问题;其次引入Sklar定理及其Copula函数和非参数核密度估计法,构建了一种气象参数预测误差条件分布的求解方法;然后结合蒙特卡洛采样法,提出了一种考虑气象参数预测误差条件分布的架空输电线路载流量概率预测新方法。最后通过计算分析发现:相比于2种传统方法,所提方法在考虑气象参数预测值与气象环境2种因素对气象参数预测误差概率分布的影响后,预测区间覆盖率分别提高了5.51、1.99个百分点,预测区间标准化平均宽度分别降低了7.86、3.62个百分点,验证了该方法的准确性与实用性。

利用接收机载噪比测量值的GNSS干扰源定位技术

由于GNSS信号在抵达地面时信号强度较低,极易遭受无意或蓄意的人为干扰,严重时甚至会导致导航和定位服务不可用,因此,定位和消除干扰源显得尤为重要.面向常见的压制式干扰,针对目前的定位方法主要是对原始采样信号进行处理,实现起来往往具有设备复杂、计算量大、成本高的问题.本文提出了一种利用普通商用接收机的载噪比(carrier-to-noise ratio,C/N0)测量值进行GNSS干扰源定位的方法,通过C/N0测量值估计干扰信号强度差,进而解算出干扰源位置.实测结果表明:视距条件下,在约11400 m2的监测区域中,该方法能够达到13.17 m的平均绝对定位误差,且耗时较少,可实现干扰源的有效定位.所提方法无需对接收机进行软硬件的改动,实现简单,成本低,利于工程应用.

基于轻量化混合门结构神经网络的变压器电磁场仿真方法

针对传统电力变压器电磁场仿真模型需要占用大量磁盘空间,运行功耗大,运算极为消耗计算资源等问题,提出一种基于轻量化混合门结构网络(lightweight hybrid gate recurrent unit network,LH-GRUNet)的变压器电磁场仿真方法。首先针对单相E芯变压器设计了一种混合门结构网络模型,实现了变压器铁芯和绕组的电磁场仿真;进一步,提出一种神经网络轻量化方法,通过删除模型全连接层中的冗余参数以压缩模型所需的存储空间与计算资源,最终实现变压器电磁场的低功耗、快速仿真。此外,基于LH-GRUNet的变压器电磁场仿真模型能够有效降低其运行所需的存储空间与计算资源,使其能够在几乎不损失模型精度的前提下应用于体积小、功耗低的边缘计算平台。

基于SWCSS-CARS算法的综纤维素近红外分析模型传递

纸浆材综纤维素的近红外快速无损检测是提高造纸工业智能制造水平的重要手段之一。然而,在实际应用中已有的近红外模型往往无法预测不同仪器测得的木材样品光谱,从而大大限制了该技术的广泛应用。为了降低重新建模和维护的成本,需要运用模型转移技术。笔者以实现纸浆材综纤维素含量近红外分析模型在3台棱光光谱仪器上的共享为目标,以在3台同型号的近红外光谱仪采集的纸浆材样本为研究对象,采用竞争性自适应重加权采样(CARS)波长优化算法,减少筛选稳定一致性波长(SWCSS)方法中无效波长的不利影响,以提高模型对2台从机测量样品的分析能力。建立基于SWCSS-CARS算法的偏最小二乘回归(PLSR)模型,并将其对从机样品的分析能力与单独的SWCSS和CARS的分析能力进行对比分析。结果表明,以综纤维素为基础的SWCSS-CARS方法选出的30个波长建立的主机模型对2台从机样品分析的RPD均大于4.6,Akaike信息准则(A IC)的值为67.68,远远小于模型传递前的3209.83和SWCSS算法的942.82,降低了光谱矩阵的维数,显著提高了模型传递效率。表明SWCSS-CARS算法能够有效去除SWCSS方法中的无效波长,实现了纸浆材综纤维素含量模型在3台同型号近红外光谱仪间的共享。

成都市某区2018—2022年水痘疫情及疫苗接种情况分析

目的对成都市某区2018—2022年水痘疫情流行规律及疫苗接种情况进行分析,以期为今后水痘疫情防控工作提供科学依据。方法从中国疾病预防控制信息系统、四川省免疫规划信息管理系统导出2018—2022年现住址为成都市某区的水痘病例信息和疫苗接种数据,使用SPSS 25.0软件对水痘疫情、病例人群分布、疫苗接种等情况进行流行病学分析。结果2018—2022年成都市某区共报告水痘病例2157例,发病率呈下降趋势(χ^(2)趋势=126.182,P<0.001);每年报告病例数呈双峰分布,第一高峰在4~6月,共报告630例(29.21%),第二高峰在10~12月,共报告798例(37.00%);5年来共处置聚集性疫情24起,无暴发疫情,其中小学15起(62.50%)、中学9起(37.50%)。水痘病例中男性1144例,女性1013例,男性发病率(39.99/10万)高于女性(36.57/10万)(χ^(2)=4.009,P=0.045)。水痘病例发病年龄为1月龄至68岁,发病率以<1岁组最高(229.26/10万)、7~14岁组次之(194.44/10万),表现出发病年龄后移现象,各年龄组发病率均呈下降趋势。病例主要为学生,共1095例,占报告病例总数的50.76%;其次为其他职业人员,共687例,占报告病例总数的31.85%,不同年份成都市某区水痘报告病例的职业分布差异有统计学意义(χ^(2)=17.698,P=0.024)。成都市某区2018—2022年1岁龄儿童水痘疫苗平均接种率为80.48%,水痘疫苗接种率与水痘发病率间无相关性(r=-0.500,P=0.391)。结论2018—2022年成都市某区水痘疫情防控成效显著,学校为水痘聚集性疫情的高发地点,提示该区应继续加强水痘健康教育、预防接种、疫情监测及规范处置等防控措施。

双口门布置的岛式防波堤建设

针对峡湾湾口防波堤建设面临的水上作业空间狭窄和通航保障难度大的问题,以某防波堤工程为例,通过分析双口门平面布置方案及结构特点,采用水下平升法分层向上、水上端进法全面推进的水陆结合抛填成堤施工工艺,以及合理的通航管控措施。经工程实践,解决了施工难题,确保项目的顺利实施。研究结果表明:与突堤式设计相比,双口门布置的岛式防波堤在提升通航效率和保持湾内水体自净方面更具优势,可为类似工程提供参考。