基于点云分割网络的雷达信号分选方法

针对现有基于图像分割的端到端雷达信号分选方法存在的像素点重叠与处理效率不高的问题,该文提出一种基于点云分割网络的端到端分选方法。首先将雷达脉冲流的脉冲描述字(PDW)映射为点云;之后利用点云分割网络(PointNet++)对该点云中各点依据其所属辐射源进行分割;最后将具有相同标签的点聚类形成脉冲集合,分别提取各脉冲集合所包含的辐射源并形成相应的辐射源描述字。仿真结果表明:所提方法能够有效对未知雷达信号进行分选,在脉冲丢失和虚假脉冲干扰的分选环境下也表现出较强的可靠性与稳定性,并且由于采用具有轻量化特点的模型使得该方法的执行效率更高。

基于手机信令数据的城市居民动态OD矩阵提取方法

现有的城市居民出行调查周期较长,交通小区划分粒度粗糙,导致调查不能及时准确地获取居民出行信息。针对该问题,提出了一种基于手机信令数据的城市居民动态OD矩阵提取方法。首先,针对信令数据中的两种复杂噪声:乒乓切换和漂移数据,提出了基于窗口阈值的检测与等效位置替换方法,以及复杂漂移点的检测和标记处理方法;然后,提出一种改进的ST-DBSCAN聚类方法,引入一种等时化方法将时间信息与空间信息相结合,识别出行过程中的驻留点;最后,基于地理信息系统构建含有道路关键节点的路网,将居民出行OD与路网节点相匹配,有效推导出城市居民动态OD矩阵。实验结果表明:与ST-DBSCAN算法相比,所提改进的ST-DBSCAN算法在聚类效果和识别速度上分别提升了6.10%和5.26%;与统计方法和二阶统计量方法相比,基于改进的ST-DBSCAN算法的动态OD矩阵提取方法在均方误差(MSE)上分别降低了16.98%和21.55%。以北京市为例,运用提出的动态OD矩阵提取方法,能够及时有效地分析城市居民日常与高峰时段的出行特征。

基于手机信令数据的贝叶斯优化出行链识别

为了克服手机信令数据定位信息的时空不确定性对出行识别的影响,分析手机信令数据的时空特性,在时空阈值识别停留点方法的基础上,引入兴趣面(AOI)信息和基站位置数据,提出可变参数滑动窗口的出行停留点识别方法.建立出行链模型,采用贝叶斯多目标优化获得模型的最佳参数,实现时空阈值的动态调整,提高识别的准确性.为了验证方法的有效性,组织志愿者采集真实出行GPS数据和出行信息标签作为验证数据,与应用模型于对应手机信令数据后的结果进行对比.研究结果表明,手机信令数据的采样在移动和静止状态下存在特性差异;相较于对比方法,提出的出行链识别方法在泛化性能和最优性能方面都表现出较小的误差和较高的识别率,尤其在识别率指标上,相比其他的最新算法改进了3%~26%.

基于两步单源点筛选的改进退化解混和估计算法

退化解混和估计(Degenerate unmixing estimation technique,DUET)算法是一种典型的欠定盲源分离算法,其采用的二进制时频掩蔽会保留部分干扰信号。提出了基于两步单源点筛选的改进DUET算法,首先使用余弦角算法进行单源点筛选,再采用计算相似度的方法进行第二步单源点筛选。通过两步单源点筛选获得更精确的目标信号和干扰信号后,设计用于抵消干扰信号的滤波器取代DUET中的二进制时频掩蔽,达到抑制干扰信号和提取目标信号的目的。仿真实验结果表明,该方法在正定盲源分离和欠定盲源分离两种情况下都有较优的盲源分离性能。

基于邻域表面特征的隐式神经表示方法

隐式神经表示能够实现任意分辨率下的表面重建。现有方法仅使用了坐标信息,未考虑到其邻域表面上的特征对局部形状的贡献,因此难以精确恢复表面上复杂的纹理和拓扑。为此,提出一种采用编码-解码策略的改进模型,提高表面重建的精度。编码器获取坐标在邻域表面上的特征编码和其在高维空间下的映射编码。在解码器中应用损失自适应加权策略,提高编码信息的利用率。实验结果表明,较现有方法显著提高了重建结果的精度,其重叠度和F-score分别提高了1.458%和1.46%,平均倒角距离降低了0.08。

Galileo高精度定位服务的空间信号误差及精密单点定位评估

Galileo高精度定位服务(high accuracy service,HAS)利用E6B信号向全球用户播发免费精密卫星轨道、钟差和码偏差改正信息,在卫星高精度实时应用领域有重要意义.评估其空间信号误差及精密单点定位(precise point positioning,PPP)性能是用好HAS的重要前提.基于2023年12月1日至31日的HAS轨道钟差产品进行评估测试,Galileo卫星轨道产品在径向(R)、切向(A)和法向(C)的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为3.24 cm、7.40 cm和6.85 cm,GPS分别为4.52 cm、8.19 cm和6.71 cm;Galileo钟差产品的标准差(standard deviation,STD)为0.16 ns,GPS为0.26 ns.基于欧洲10个测站PPP的实验结果表明:Galileo在E、N、U方向的定位精度分别为6.44 cm、4.65 cm和11.36 cm,GPS分别为7.42 cm、5.78 cm和12.04 cm,联合定位分别为4.11 cm、3.10 cm和7.56 cm,HAS可以满足高精度定位需求.

基于功率谱密度的地下水管道漏水点智能检测

为及时发现管道漏水问题,提高检测准确率,提出一种基于水声信号的地下水管道多漏水点检测方法。在地下水管道安装两个电压式加速度传感器,采集漏水信号,根据冲激响应函数、差分方程分析FIR滤波装置去噪原理,结合等波纹逼近、雷米兹算法设计其内部运算,完成漏水信号的去噪处理;使用功率谱密度描述信号频带分布情况,判断水管道是否漏水,若漏水,根据信号时延差及其在管道中的传播速度,确定漏水点位置。仿真结果表明,所提方法去噪效果好,能有效检测出水管道漏水点位置,且检测精度高,用时短,可广泛使用。

并网逆变器LVRT同步稳定性分析及其优化策略

针对现有低电压穿越(LVRT)研究难以准确全面评估变流器同步运行能力的问题,首先结合LVRT特性和电网侧特性定量研究不同因素对准静态平衡点的影响,揭示系统准静态平衡点的存在条件。其次,分析LVRT特性对并网逆变器暂态稳定性和小信号稳定性的影响,明晰电网故障期间系统不仅存在暂态失步的风险,而且难以在准静态平衡点稳定运行。基于以上理论分析,提出一种提高并网逆变器LVRT同步运行能力的优化策略。该策略在LVRT期间根据电网运行状态自适应调整锁相环参数,不仅可降低系统暂态失步的风险,还可增强其小信号稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和优化策略的有效性。

基于模型迁移的跨被试脑电情感分类算法

脑电情感信号因受试个体的不同存在较大的分布差异,导致分类识别率不高,因此,提出一种基于模型迁移的跨被试脑电情感分类算法。利用选取的源域数据训练得到卷积神经网络的初始模型;通过迭代最近点算法使目标域和源域数据之间的分布相似性最大化;通过微调得到新的卷积神经网络模型对目标域数据进行识别。实验结果表明,该算法实现了不同被试共同使用初始网络模型,极大提高了模型的使用效率;通过基于迭代最近点的域适应算法,使跨被试脑电情感模型迁移的分类精度达到90%以上,为不同被试的脑电情感分类提供了新的思路。

基于TACS地铁信号系统的项目室内点对点测试方案设计

列车自主运行系统(TACS)通过简化系统架构、细化资源管理、优化安全平台,以实现最佳的系统性能;确保降级模式下的稳健性;提供操作的灵活性;减少轨旁设备;降低维护成本。该文基于TACS系统架构,提出一种项目室内点对点测试的方案,详细阐述TACS地铁信号系统的项目点对点测试的对象、环境配置及测试策略等。

基于毫米波雷达三维点云的室内跌倒检测

全球老龄化时代的到来引发的老年人健康监护问题不可忽视,而室内跌倒对独居的老年人有非常大的安全隐患。因此,为准确检测到跌倒动作,使用毫米波雷达三维点云信息进行室内跌倒检测,并提出一种基于外部注意力机制的PointLSTM网络实现三维点云在时序的分类。通过MIMO体制的毫米波雷达芯片采集人体动作的回波信号,利用集成雷达基带处理器的微控制器实现信号处理的部分,可将原始数据实时转换成三维点云,并提高点云处理中的计算速度及雷达硬件的整体性能。基于外部注意力机制的PointLSTM网络可实现点云在时空中的提取特征和分类识别,网络改进了PointLSTM帧间点信息的流失问题,并在信息提取中对所有数据实现特征联系,外部注意力机制通过独立的可学习参数优化了网络复杂度和识别精确率。实验结果表明,所提出的方法在室内环境下检测准确率可以达到98.3%,可以有效区分动作的类别,并验证了使用毫米波雷达三维点云检测人体跌倒的可行性。

信号突变点的检测识别研究及应用

通过研究MATLAB软件对信号的预处理方式,并分析多种小波变换的特点及提取能力,探究对人体血压信号突变点的优化提取及识别方法。主要步骤为:利用移动平均滤波器对血压信号进行平滑去噪处理,采用Mexh小波变换实现信号特征提取,应用findpeaks函数进行识别,完成对人体血压信号的分析和处理。实验验证测量误差为0.5 mmHg,处于可允许误差范围之内。

监控画面信号自动巡视技术在电化学储能EMS中的应用

电化学储能电站普遍采用组态型EMS,通过查看监控画面实现对储能电站电池、BMS、PCS、消防等设备运行状态的监视。提出一种在锂离子电化学储能电站EMS系统中自动巡视监控画面数据的方法,通过周期性自动扫描监控画面上的设备运行数据,识别信号点的数据品质类型,将设备的实时状态数据与健康特征值做对比,主动发现画面上遥测越限、数据不刷新、封锁、遥测遥信不匹配等异常数据,识别异常设备,生成异常数据报告。通过采用这种画面自动巡视技术,可以减轻储能电站监控员的画面监盘工作压力,提高储能电站的运行效率和安全性。

连拱隧道中导洞不同起爆位置振动效应研究

为研究隧道掘进爆破炮孔不同起爆位置振动效应,在连拱隧道中导洞开挖过程中开展相关试验研究,并基于CEEMDAN-小波包对监测到的爆破振动信号进行降噪处理。研究表明:1)采用CEEMDAN-小波包法对爆破振动信号进行去噪,重构,能有效保留爆破振动信号真实信息;2)炮孔不同起爆位置质点峰值振速,反向起爆>中间起爆>正向起爆;振动频率大小范围,正向起爆>反向起爆>中间起爆,其中正向起爆的频率分布更广,且具有多个峰值,有利于能量朝高频转移;3)对重构后的爆破振动信号进行Hilbert变换,发现隧道掏槽段爆破瞬时能量关系为:反向起爆>中间起爆>正向起爆;随着雷管段别的增加,反向起爆和正向起爆波形较宽、质点峰值振速较大,中间起爆振动波形较窄、质点峰值振速较小;4)对比分析炮孔不同起爆位置破岩块度,反向起爆更为均匀,效果最佳。

电针预处理对大鼠脑缺血再灌注后小胶质细胞极化的影响

目的探讨电针预处理对大鼠脑缺血再灌注(IR)后小胶质细胞极化的影响以及与酪氨酸激酶2(JAK2)/信号传导及转录活化因子3(STAT3)通路的关系。方法选择健康清洁级雄性SD大鼠45只,随机分为假手术组、IR组和电针组,每组15只。IR组采用线栓法建立大鼠IR损伤模型,电针组造模前连续5 d行电针刺激百会穴,假手术组仅暴露颈部血管。再灌注后24 h,采用改良神经功能缺损评分(mNSS)观察各组大鼠神经功能损伤程度,氯化三苯四氮唑染色观察脑梗死体积,Western blot检测经典激活型(M1)标志物诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和替代激活型(M2)标志物精氨酸酶1(Arg-1)、磷酸化JAK2、JAK2、磷酸化STAT3及STAT3蛋白表达,定量聚合酶链反应检测M1标志物iNOS mRNA和M2标志物Arg-1 mRNA表达,检测肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素10(IL-10)表达。结果与假手术组比较,IR组和电针组mNSS、脑梗死体积、磷酸化JAK2/JAK2、磷酸化STAT3/STAT3、iNOS蛋白、iNOS mRNA、Arg-1蛋白、Arg-1 mRNA、TNF-α和IL-10表达明显升高,差异有统计学意义(P<0.01)。与IR组比较,电针组mNSS、脑梗死体积、磷酸化JAK2/JAK2、磷酸化STAT3/STAT3、iNOS蛋白、iNOS mRNA、TNF-α表达明显降低(P<0.01),Arg-1蛋白、Arg-1 mRNA、IL-10表达明显升高[2.0±0.2 vs 1.5±0.1,4.2±0.8 vs 3.1±0.3,(49.1±7.1)pg/mg vs(27.9±5.9)pg/mg,P<0.01]。结论电针预处理可促进脑IR后小胶质细胞向M2极化,抑制向M1极化,其机制可能与抑制JAK2/STAT3通路有关。

探究电针廉泉穴对脑卒中后吞咽困难大鼠神经功能缺损的影响

目的探讨电针廉泉穴对脑卒中后吞咽困难(PSD)大鼠神经功能缺损的影响及潜在对瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)信号通路的调节机制作用。方法选用SPF级SD雄性大鼠60只,随机分为正常组12只(仅浅插栓线,未导致脑内动脉闭塞),余48只制作PSD模型,将造模成功的36只大鼠随机分为模型组、治疗组和治疗+咖啡酸组,每组12只。记录大鼠吞咽潜伏期和吞咽次数,生物信号采集器检测舌下神经放电、舌肌阈强度和收缩幅度,酶联免疫吸附测定血清P物质含量,甲苯胺蓝染色检测舌下神经核尼氏体数目,免疫组织化学检测舌下神经核TRPV1、五羟色胺(5-HT)、磷酸化p38、神经元型一氧化氮合酶(nNOS)蛋白表达水平。结果与正常组比较,模型组大鼠吞咽潜伏期、吞咽次数、舌下神经放电积分面积、舌肌收缩幅度、血清P物质含量、舌下神经核尼氏体数目、TRPV1及5-HT蛋白表达水平下降,舌肌阈强度和舌下神经核磷酸化p38、nNOS蛋白表达水平增加(P<0.05);与模型组比较,治疗组大鼠舌肌单收缩幅度、舌肌强直收缩幅度、血清P物质含量、舌下神经核尼氏体数目、TRPV1及5-HT蛋白表达水平增加[2.36±0.26 vs 1.77±0.22、3.46±0.36 vs 2.15±0.18、(3.92±0.38)ng/ml vs(1.69±0.17)ng/ml、(33.60±3.65)个vs(24.60±2.34)个、(19.85±2.11)%vs(9.79±1.07)%、(22.43±2.34)%vs(10.85±1.13)%,P<0.05]。结论电针廉泉穴可能通过激活TRPV1信号通路改善PSD大鼠神经功能缺损。

基于恒比定时甄别的引信测试系统定时点优化方法

考虑到引信点火脉冲输出的电信号波形具有极短的上升时间和较长的衰落时间特征,对其进行采样时,定时精度往往会存在较大误差。该文提出基于恒比定时甄别的定时点优化策略,其将原始信号通过FIR低通滤波处理,并对采样点进行波形重构,之后进行寻峰并在线消除基线漂移,最后根据重构后波形,进行衰减、延迟与叠加,最终获得恒比定时点。测试结果表明,所提方法将定时点的测试精度提高40%,具有较好的性能。

无人机机载测控天线自动选择算法

中大型无人机通常配备多幅天线来降低机体遮挡和空域覆盖不够的影响,传统地面测控站手动选择天线的方式存在准确性不高、时效性差、占用操控员精力等缺点。分析了先进无人机测控链路架构,提出基于无源天线方向图的自动天线选择算法,通过实测或仿真天线增益数据形成拟合曲线,根据地面站投影在飞机坐标系下的方位俯仰实现自适应天线选择。针对有源相控阵或定向天线,提出机体坐标系到相控阵天线坐标系的转换矩阵和波束指向算法。给出测控直扩波形信噪比计算方法,将信号质量算法作为卫星导航失效情况下自动天线选择的备份手段。所提算法在准确性、时效性和自动化水平上相对传统手动方式有较大提升,飞行试验数据表明本文算法有效支撑无人机与测控站的稳定可靠通信。

基于内电势幅值/频率和网络有功/无功电流工作点的变换器并网交流系统小扰动线性化方法

当今电力系统不明机理的振荡问题频发,亟需回归振荡的能量交换本质以认识和分析系统动态过程。系统受扰后设备将根据输入和输出有功/无功功率或电流不平衡调节内电势频率和幅值,进而调节网络中各设备端口有功/无功电流及设备输出功率。在此闭环动态过程中内电势幅值/频率对应的设备储能与有功/无功电流对应的网络储能将在一定水平上彼此交换。因此,系统动态分析的工作点和相应的小扰动数学关系应当基于表征系统储能水平的内电势幅值/频率和有功/无功电流来进行确定和构建。然而,现有研究仍然缺乏对交流系统动态过程能量内涵的认识,目前尚未从能量角度开展认识和分析交流系统动态过程的相关工作。鉴于此,该文旨在提出基于内电势幅值/频率和有功/无功电流工作点的交流电力系统小扰动线性化方法。首先以变换器并网交流系统为例,从系统基本结构及其传输有功/无功的闭环运行原理出发,通过阐述在系统受扰后内电势幅值/频率和有功/无功电流不断迭代更新的闭环动态过程中变换器和网络在一定储能水平上相互交换有功/无功的机制,明确内电势幅值/频率和有功/无功电流的稳态直流量是交流系统的工作点,并澄清其所蕴含的有功/无功存储水平物理内涵。基于内电势幅值/频率和有功/无功电流工作点,该文提出描述变换器/网络的内电势幅值/频率和有功/无功电流间的激励-响应小扰动非线性关系及其线性化的物理认识和相应的线性化方法,然后结合仿真说明系统小扰动线性化关系的适用性,最终阐释小扰动初期交、直流电气量的动态演化行为。

BDS-3不同频点双频组合伪距单点定位性能分析

北斗卫星导航系统(BDS)在进行双频单点定位时通常固定使用B1I和B3I频点组合。为充分探究BDS-3系统的定位潜力,针对BDS-3不同频点双频伪距单点定位(SPP)性能展开研究。推导了卫星差分码偏差(DCB)改正公式,并建立了BDS-3任意双频组合SPP数学模型。利用全球35个多模GNSS实验(MGEX)跟踪站121 d的实测数据,采用改进的RTKLIB软件进行了全球范围内BDS-3双频无电离层组合SPP解算实验。首先,对BDS-3的6种频点信号质量进行了全面评估,包括信噪比、多路径效应和数据可用率等指标。其次,对基于DCB改正的14种BDS-3双频伪距组合进行了性能对比。研究发现,在多路径误差、信噪比及数据完整率等多项指标上,B2ab信号质量最高,B2b与B2a其次,B3I与B1C次之,B1I表现较差。在BDS-3的14种不同双频组合SPP性能比较中,基于DCB改正的定位精度明显优于未加DCB改正的情况。DCB改正相对未改正可以将三维精度由14.9~31.2 m显著减小到1.7~15.5 m。受无电离层双频组合模型噪声放大系数的影响,最优组合为B1C&B2a,最差组合为B2a&B2ab,两者数值分别为1.7 m与15.5 m。以上结论可以为BDS-3伪距定位在车载导航等方面的应用提供参考。