考虑数据不足和基于合作博弈模型融合的风电机组轴承故障诊断方法

针对风电机组轴承疲劳实验成本高导致故障数据不足的问题,提出基于粒子群算法(PSO)优化的辅助分类器生成对抗网络(ACGAN),利用PSO对ACGAN的参数进行寻优,进而利用ACGAN生成与原始样本高度相似的新样本;针对单一模型对风电机组轴承故障诊断的准确率较低的缺点,引进合作博弈理论对多个子模型的诊断结果进行融合,将各个子模型的诊断概率矩阵由合作博弈理论进行融合并输出最终的诊断结果。实验证明,优化后的ACGAN模型和基于合作博弈的模型融合能有效提高轴承故障诊断的准确率。

一种基于结构感知的肝血管分割模型

为了在缺乏大量肝血管标注信息的情况下增强肝血管结构分割,提出了局部-长距离-相邻信息融合模块,并将其嵌入U-Net的编码阶段,得到一种基于结构感知的肝血管分割网络。该模块有3个分支:提取特征图局部信息的残差卷积模块,利用自注意力机制提取特征图的全局信息的长距离提取模块,以及利用相邻切片补充上下文信息的相邻信息提取模块。通过将以上3个分支模块的输出特征图进行融合,可以有效提升网络的血管结构感知能力,缓解2D网络无法表征血管立体走向与3D网络训练数据不足的问题。分别在MICCAI十项全能数据集中的肝血管与肿瘤数据集和三甲医院收集标注的自采肝血管数据集上进行了广泛的对比实验。结果表明,与多种主流的分割算法相比,该算法取得了最优的血管分割性能。所提出的方法在MICCAI数据集上Dice值达到64.04%,在自采肝血管数据集上Dice值达到了72.07%。

双馈风机对电网频率扰动的动态响应建模与分析

含高比例新能源和高比例电力电子设备的电力系统频率调节能力下降,频率安全问题突出。新能源发电设备利用电力电子接口并网,一般采用最大功率点跟踪控制,被认为不响应系统频率变化。但是,双馈风机通过定子回路与电网直接耦合,会在机电耦合与转子回路解耦控制的共同作用下对频率扰动产生复杂的响应。已有研究注意到该特性,但目前还缺乏准确描述双馈风机频率响应过程的模型和对特性机理的深入分析。为此,提出一种不依赖并网点电压信息、可直接集成于电力系统频率响应模型的双馈风机降阶频率响应模型。利用该模型揭示了双馈风机的频率响应机制为锁相环和外环的级联耦合效应,并证明其频率响应不属于惯量响应的范畴。最后,分析了双馈风机对电力系统频率动态的影响。

考虑大气稳定度的风电场等效粗糙度模型研究

目前模型未充分考虑大气稳定度的影响,针对该问题,在不同大气稳定度下,通过建立风电场边界层的动量平衡关系和揭示风电场的流动不均匀性,提出一种适用于不同大气稳定度的风电场等效粗糙度模型。采用大涡模拟方法对所提模型进行验证,结果显示该方法能有效评估大气稳定度对风电场流动不均匀性以及等效粗糙度的影响,所得等效粗糙度平均误差约10%。

诺氟沙星对刺参肠道菌群结构与功能特征的影响

近年来,诺氟沙星(norfloxacin,NOR)在水环境中被广泛检出。为探究NOR对棘皮动物的毒性效应,选取刺参(Apostichopus japonicus)为研究对象,将其暴露于0 mg·L^(-1)、1.5×10^(-1) mg·L^(-1)和150 mg·L^(-1)浓度诺氟沙星中56 d,研究NOR暴露对刺参肠道菌群结构及功能的影响。结果显示:刺参肠道核心菌群为变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)。与对照组相比,随着环境中NOR暴露浓度的增加,刺参肠道菌群逐渐被罗尔斯通氏菌(Ralstonia)取代,150 mg·L^(-1) NOR处理组罗尔斯通氏菌相对丰度占比高达79.82%,呈现出肠道菌群单一化的现象。基于京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)代谢通路数据库注释,NOR暴露组肠道菌群mRNA翻译、蛋白质复制合成及修复、多糖合成及代谢通路丰度显著上调(P<0.05),而膜运输、氨基酸代谢通路丰度显著下调(P<0.05)。综上可知,水体中NOR影响了刺参肠道菌群结构与功能。本研究旨为水体抗生素生态风险评估提供一定的理论依据。

对比乙型与丙型肝炎背景下肝细胞癌患者经微波消融治疗后预后

目的对比观察微波消融(MWA)治疗乙型(HB)与丙型肝炎(HC)背景下肝细胞癌(HCC)的预后。方法回顾性分析HCC伴HB(HB-HCC)及HCC伴HC(HC-HCC)各159例患者资料,比较组间肿瘤学结局,分析患者死因,观察HCC患者MWA后总生存期(OS)的危险因素。结果HC-HCC组OS率低于HB-HCC组(P=0.045),组间无病生存率(P=0.095)及癌症特异性生存率(P=0.189)差异均无统计学意义。相比HB-HCC组,HC-HCC组患者死于肝硬化并发症的风险更高(HR=2.339,P=0.043)。Child-Pugh B级(HR=3.082,P<0.001)、肝炎病毒载量>500 IU/ml(HR=1.654,P=0.006)及病灶最大径≥3.0 cm(HR=1.541,P=0.017)均为HCC患者MWA后OS的独立危险因素。结论相比HB-HCC患者,HC-HCC患者MWA后OS较短。

基于CBAM-InceptionV2-双流CNN的风电机组轴承故障诊断

针对风电机组轴承故障诊断中经典一维卷积神经网络和二维卷积神经网络准确率低的问题,将一维原始振动信号和二维时频图相融合,构建基于CBAM-InceptionV2-双流CNN的滚动轴承故障诊断方法。首先,通过快速傅里叶变换和小波变换,将原始振动信号转化为一维数据和二维时频图;其次,构建基于CBAMInceptionV2-双流CNN模型;最后,将提取到的双层特征信息进行融合,并输入到Softmax完成故障分类。实验结果表明,所提模型能够显著地提升轴承故障诊断的准确性。

基于电流信号和深度强化学习的电机轴承故障诊断方法

通过机理分析,确定电机电流中存在轴承的故障特征;利用电流信号的统计学指标完成对轴承故障特征的提取,并采用随机森林判断各统计学指标与轴承故障的关联程度;将筛选后的特征指标作为深度强化学习网络的输入,得到电机轴承的故障诊断模型。实例分析结果表明,所提方法具有较高的准确率和泛化能力。

基于DMD和改进胶囊网络的变工况轴承故障诊断方法

针对轴承单一传感器所测数据存在不全面性和简单利用多传感器数据造成数据过多的问题,引入动态模态分解(DMD)的信号分解方法,将多传感器信号分解为多个模态,并提出利用能量值最大的模态对原始信号进行重构;针对变工况的问题,首先引入含有矢量神经元的胶囊网络(CN),然后提出在胶囊网络中加入转置卷积,构建改进的胶囊网络模型(ICN)充分提取输入数据的空间信息,对故障特征进行智能识别。基于DMD和ICN的轴承故障诊断方法既可以利用多传感器信号,同时也不会造成数据冗余;此外,ICN可以充分提取不同数据的空间信息,并通过动态路由算法计算胶囊层的相关度,实现在变工况下对轴承故障的精确诊断。实验结果表明,基于DMD和ICN模型的轴承智能故障诊断方法,比传统卷积神经网络(CNN)和未改进的胶囊网络具备更强的变工况故障诊断能力。

基于时频掩蔽和振动特征的齿轮箱振源分离方法

针对齿轮箱振动信号中存在多源混合问题,提出基于时频掩蔽和振动特征的齿轮箱振源分离算法。算法的主要步骤为:首先通过短时傅里叶变换将时域信号转换为时频谱进行分析,通过最佳比率掩蔽获取齿轮啮合频率特征,其次采用寻峰算法获取混合信号中所有频率成分,结合故障频域特征进一步分离故障成分,通过理想比率掩蔽获取齿轮的调制特征,最后运用短时傅里叶逆变换恢复源信号。通过风电传动试验台信号和实际风电现场振动信号对算法进行验证,结果表明,在已知齿轮转速情况下,所提出的算法可以有效分离源信号并提取故障成分。

腕关节镜下治疗桡骨远端关节内骨折的教学研究进展

桡骨远端骨折的诊断与治疗比较复杂,不同治疗方法各有其优缺点,但部分方法容易造成关节软骨损伤、腕关节疼痛和腕关节功能障碍。腕关节镜下治疗桡骨远端关节内骨折相比于其他治疗方法,可以更加精准地判断桡骨远端关节内骨折的情况、维持关节面平整度,对桡骨远端关节内骨折治疗效果好,可以改善腕关节活动度,减轻患者疼痛,减少术后并发症发生率,因此更加安全可靠。文章对桡骨远端关节内骨折、对腕关节镜下治疗桡骨远端关节内骨折的具体方法及其优势进行了简要介绍,重点介绍了关于腕关节镜下桡骨远端关节内骨折的不同教学法的研究进展。

风电机组变桨减载一次调频模型及聚合方法

风电参与频率调节已经成为明确的趋势,因此在电力系统频率动态仿真中需要加入风电场的一次调频模型。风电机组通过变桨减载预留备用参与调频是风电调频的一种典型方式,针对该方式建立了风电机组的一次调频模型并提出了风电场调频模型的聚合建模方法。首先建立单风机变桨减载一次调频模型,保留风能捕获、转子动态、有功控制和桨距角控制等关键环节,忽略快速的变流器控制过程。然后提出了采用同型号风机的风电场调频模型聚合方法,考虑到风机运行工况和调频能力的差异,以保证聚合前后功率动态过程一致为目标,推导了调频模型参数的聚合等值方法,将多台风机聚合为一台等值机,使得等值机在调频过程中的输出功率尽可能等于各单机输出功率之和。仿真结果验证了所提方法的有效性。

北方吊笼养殖刺参肠道及其养殖环境菌群结构特征及其相关性分析

为探究北方吊笼养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道及其养殖环境菌群结构的关系,本研究基于高通量测序技术全面解析刺参肠道和养殖环境菌群结构和功能特征,并初步探讨刺参肠道及其养殖环境菌群相关性。结果显示,刺参肠道菌群丰度和多样性均显著高于养殖水体(P<0.05)。刺参肠道及养殖水体主要优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),二者存在13个相对丰度大于0.1%的共有核心菌属。此外,肠道菌群具有一定的独立性,其特异性菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi),以芽孢杆菌属(Bacillus)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、海泥海球菌属(Halioglobus)、Lutimonas和Woeseia为代表。基于KEGG代谢通路数据库,共注释到300条三级代谢通路,其中146条存在极显著差异(P<0.001)。刺参肠道菌群差异代谢通路主要表现在代谢方面,具体表现为碳水化合物消化吸收、蛋白质消化吸收和鞘脂类代谢。研究表明,刺参肠道菌群种类与其养殖水体呈高度相似性,但相对丰度存在显著性差异。本研究结果可为北方刺参吊笼健康养殖提供一定的理论依据。

基于分段图像识别的风电场异常运行数据清洗方法

风电场异常运行数据清洗对风电场功率预测、理论功率计算以及发电性能评估至关重要。针对现有数据清洗方法中基于统计特征的清洗算法无法有效清洗风功率曲线中部的堆积型异常数据,基于图像识别的直接清洗算法会忽略不同风速区间的像素点密度分布差异等问题,文章提出了基于分段图像识别的风电场异常运行数据清洗方法。首先,以切入风速和额定风速为数据集分段点,生成分段二值图像集,构建基于Canny边缘检测的分散型像素点辨识模型;然后,基于边缘内图像集,构建基于数学形态学的堆积型异常像素点辨识模型;最后,以中国西北地区某两个风电场的实际运行数据为算例,与四分位法、基于密度的空间聚类(DBSCAN)法、基于图像的直接清洗算法进行对比分析,验证了所提算法的有效性和适用性。所提方法采用数学形态学分割图像的主要部分和突起部分,从而有效辨识风功率曲线中部的堆积型异常数据;通过设置不同分段图像的清洗参数以改进图像直接清洗算法对局部细节的识别性能,清洗后的正常数据散点分布更为平滑。

基于改进ByteTrack算法的红外地面多目标跟踪方法

红外目标智能检测跟踪技术研究一直是同领域中的热点问题,尤其是在精确制导、海面监视和天空预警等方面。针对红外地面多目标跟踪场景中,由地面杂波干扰、多目标遮挡干扰、平台晃动等复杂场景造成的跟踪精度降低等问题,提出了一种基于改进ByteTrack算法的红外地面多目标跟踪方法。首先引用一种自适应调制噪声尺度的卡尔曼滤波器,缓解低质量检测对vanilla卡尔曼滤波器的影响;其次引入增强相关系数最大化算法对帧间图像进行配准,来补偿平台晃动产生的影响;然后增加了基于长短期记忆网络的运动模型,减小了卡尔曼滤波在非线性运动状态中产生的预测误差;最后引入连接模型和高斯平滑算法这两种轻量级离线算法来完善跟踪结果。在红外地面多目标数据集上进行了实验,结果表明,与Sort和Deepsort算法相比,改进算法的MOTA值分别提升了8.3%和10.2%,IDF1值分别提升了6.5%和5.6%。与同类算法相比,改进算法表现出了更好的有效性,在红外目标智能检测跟踪场景中会有较大应用。

基于主从博弈的共享储能定价策略及园区用户日前优化决策

针对目前用户自主投建储能成本过高和资源利用率不足的问题,可在园区引入共享储能,助力降低园区用户用电成本,并促进分布式可再生能源消纳。为实现共享储能服务商和园区用户的双赢,建立了共享储能服务商主导、园区用户跟随的主从博弈模型。共享储能服务商制定容量价格和功率价格,并利用条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)评估光伏出力不确定性带来的收益风险;园区用户根据共享储能的价格及自身负荷和光伏出力预测,决策购买的储能容量和充放电功率策略。然后通过KKT最优性条件和线性规划对偶定理,可转化为混合整数线性规划问题求解。最后,基于多用户多场景的算例,分析储能价格对博弈结果的影响,并对比购买共享储能与配置固定储能、不配置储能的经济性,论证了所提共享储能机制和优化决策模型的有效性。

冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征及其影响因素

本研究以我国北方典型岸基半开放刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘为对象,利用高通量测序技术构建冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析封冰期、融冰期和化冰期刺参养殖池塘沉积物菌群结构特征,并查明影响菌群结构的主导环境因子。结果显示,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群丰度和多样性表现为整体下调趋势,在融冰初期呈现显著性波动(P<0.05)。冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构呈现显著性差异,封冰期、融冰期和化冰期差异菌群分别隶属于厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和软壁菌门(Tenericutes)。尽管不同阶段微生物相对丰度比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria),相对丰度高于49.04%;次优势菌门则呈现出显著性变化,其中,封冰期为拟杆菌门(Bacteroidetes),融冰期为绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria),化冰期为浮霉菌门(Planctomycetes)。环境因子与菌群相关性分析表明,冻融期刺参养殖池塘沉积物菌群结构与环境因子具有显著相关性(P<0.05),温度、盐度、总氮和总有机碳是沉积物菌群的主导环境因子。本研究将为刺参养殖池塘精细化管理提供理论依据。

DIP改革对骨质疏松症患者住院费用影响研究

目的通过对按病种分值付费(Diagnosis-Intervention Packet,DIP)改革前后骨质疏松患者住院费用的构成及费用变动情况进行分析,为有效管控医疗费用、完善医保支付方式改革提供对策和建议。方法选取2018—2021年成都市某三级甲等医院骨质疏松症患者住院费用信息,运用新灰色关联和结构变动分析法对患者费用结构变化情况及关联度进行定量分析。结果2018—2021年,诊断费是次均住院费用中构成比和关联度最大的影响因素,关联度均为1.0000。其次是药品费;结构变动贡献率前3位的费用是综合医疗服务费、诊断费、治疗费,3项费用的累计贡献率为89.95%;诊断费和治疗费呈现负向贡献变动,综合医疗服务费和耗材费呈正向贡献变动。结论DIP改革对骨质疏松患者费用结构优化具有导向作用,但仍有优化空间。住院费用中诊断费、药品费占比较大,医院补偿机制仍需进一步调整,医务人员技术劳务价值仍有待提高。DIP改革下一步需重点关注病种成本核算,从而更好地实现精准付费。

患“红斑综合征”的海胆体腔液中菌群结构特征

为探究患“红斑综合征”海胆的细菌群落结构、功能,以及该病在海胆种间的传播性,采用16S rDNA高通量测序技术人工回归感染,从患病马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)体腔内分离、鉴定出一株灿烂弧菌(Vibrio splendidus),之后配置其菌悬液注射到光棘球海胆(Strongylocentrotus nudus)、中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)和海刺猬(Glyptocidaris crenularis)体腔内,构建海胆感染“红斑综合征”后体腔液菌群16S rRNA基因测序文库,分析不同种类海胆感染“红斑综合征”后体腔内菌群结构。结果显示:光棘球海胆、中间球海胆、海刺猬均可被灿烂弧菌感染,出现“红斑”病征,在10 d内均死亡,其中中间球海胆表现出围口膜周围变黑,体壁出现红色斑块;光棘球海胆体腔液变为紫黑色等。3种海胆注射感染后体腔液内优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria),所占比例分别为99.94%、60.18%和92.38%;弧菌属(Vibrio)为优势菌属,所占比例分别上升到99.90%、48.96%和97.47%。COG及KEGG数据库分析表明,体腔内菌群共注释到24组COG功能分类,主要集中在氨基酸转运与代谢、转录、信号转导机制;41条KEGG信号通路,集中分布在膜运输(Membrane Transport)、氨基酸的运输和代谢(Amino acid transport and metabolism)、转录(Transcription)、信号传导机制(Signal transduction mechanisms)。本研究结果可为海胆“红斑综合征”的预防治疗提供理论基础。

茶炭疽菌中CRISPR/Cas 9敲除系统构建

【目的】以调控茶树炭疽病菌(Colletotrichum camelliae)中的植物真菌毒素(Solanapyrones)合成的CcSOL4为例,构建CRISPR-Cas9的基因敲除载体系统,为CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术在茶炭疽菌中的应用奠定基础。【方法】通过对转录因子CcSOL4的基因序列分析,选择5个靶点以PCBC载体为模板扩增目的片段,再与表达载体PKSE401发生重组构建基因标记载体。以携带Cas9编码基因的PKSE401双元双靶点载体系统为骨架,以PCBC载体为模板扩增相应的sgRNA,运用Overlapping PCR以及Golden Gate Cloning技术构建针对炭疽病的双靶点和三靶点CRISPR/Cas9编辑载体。【结果】双靶点载体片段及三靶点载体片段扩增后大小为650~750 bp,将上述PCR片段连入载体PKSE401,双靶点载体1Sol4和2Sol4经阳性鉴定得到650 bp片段,三靶点载体3Sol4经阳性鉴定后得到1200 bp的片段。【结论】重组载体构建成功,并建立了茶炭疽菌C.camelliae的CRISPR/Cas9敲除体系。