The trend of tree line on the northern slope of Changbai Mountain

In order to decipher phenomenon of tree line changing with climate variety, the trend of tree line on the northern slope of Changbai Mountain was studied. Based on the meteorological data of Changbai Mountain, the January temperature (the limiting effect for tree line) and annual mean temperature were mainly investigated. In the ecotone between Betula ermanii and alpine tundra, the number and diameter at ground level of Betula ermanii in the plots were measured. According to the correlation between diameter at ground level (DGL) and age, the diameter at ground level can represent age directly. The results showed that the distribution age of Betula ermanii was in the trend of decreasing with elevation rising. In resent years, the annual mean temperature near Changbai Mountain is rising, which has led to the tree line ascending.

Relationships of climate change and tree ring of Betula ermanii tree line forest in Changbai Mountain

Based on the tree-ring growth characteristics of Erman＇s birch （Betula ermanii charm.） and the relationships between it and climatic ）＇actors at elevation of 1950m, the sensitivity of tree lines in Changbai Mountain to climatic factors was assessed. The results indicated tree line forest in Changbai Mountain had an obvious sensitivity to climate factors. However, difference from other study sits is that the main climatic control factor on tree-ring growth was not current growth season temperatures, as might be expected, but previous winter and current March temperature. Although the precipitation in the region was quite abundant, the tree-ring growth was still significantly correlated with the precipitation during previous winter and current spring. Additionally, climatic factors which influenced the Erman＇s birch growth were not the yearly variables, but seasonal and monthly variables. Therefore, the reported increase in yearly mean temperature and total yearly precipitation since 1980s was not responded by sustained increase in ring widths in recent decades.

Reduction of electric field strength by two species of trees under power transmission lines

Electrical pollution is a worldwide concern,because it is potentially harmful to human health.Trees not only play a significant role in moderating the climate,but also can be used as shields against electrical pollution.Shielding effects on the electric field strength under transmission lines by two tree species,Populus alba and Larix gmelinii,were examined in this study.The electrical resistivity at different heights of trees was measured using a PiCUS sonic tomograph,which can image the electrical impedance for trees.The electric field strength around the trees was measured with an elf field strength measurement system,HI-3604,and combined with tree resistivity to develop a model for calculating the electric field intensity around trees using the finite element method.In addition,the feasibility of the finite element method was confirmed by comparing the calculated results and experimental data.The results showed that the trees did reduce the electric field strength.The electric field intensity was reduced by 95.6%,and P.alba was better than L.gmelinii at shielding.

Study on Influence of Trees around 10 kV Distribution Line

Considering the complexity of the geographical surroundings and the height of 10 kV distribution line, the impact of trees on the lightning performance can not be ignored. A model of lightning position judgment and overvoltage calculation based on the concept of striking distance is built. With the theory of orthogonal test, the main factors of trees' influence on lightning performance are figured out. The results indicate that the location of trees is the main factor. In practical engineering, suitable management of vegetation can improve the lightning performance and reduce the lightning failure of 10 kV distribution line.

基于改进Grabcut分割与多特征决策融合的电力线放电痕迹识别

电力线触树故障中,导线表面的遗留痕迹是事故防治和责任认定的重要依据,但目前中外针对触树后电力线放电痕迹特征规律和辨识方法的研究极其匮乏。为此,搭建10 kV中压线路触树放电实验平台,采集放电后的导线表面痕迹图像,并对导线表面痕迹特征进行系统分析,为人工巡检和智能化痕迹识别提供基础依据。然后,提出改进型Grabcut前景提取方法,综合利用U^(2)Net的自动分割特点和Grabcut的高精度优势,解决Grabcut算法中初始框无法自动确定的问题,实现复杂背景下导线痕迹区域自动精准分割。最后,提出基于低层纹理、颜色特征和高层深度特征的导线表面痕迹全面表征,并采用多数投票规则实现低层和高层特征识别结果决策融合,获得导线痕迹辨识结果,测试实验中平均识别准确率达到91.68%,证明了方法的有效性。

10kV配电线路单相树线故障选相研究

针对配电网三相电压不平衡发生树-线故障难以准确判别故障相而引发山火的问题,提出了一种基于电压信号突变值和变化趋势相结合的选相方法。在传统三相电压平衡配电网单相接地故障选相理论基础上,搭建了10 kV单相树-线故障试验平台。首先,在中性点不接地、消弧线圈接地欠补偿和过补偿3种情况下进行了多种树木、不同残余电流单相树-线故障试验研究。然后,根据树-线故障时零序电压和各相电压幅值变化特征,定义了故障时刻及故障相识别码,建立了某一相电压有效值的幅值增加最大则其滞后相为故障相的判据。通过故障时刻前后0.1 s内的各相电压平均有效值改变大小对比及相应判据,将生成对应的识别码进行匹配,实现精确快速判别故障相。最后,通过试验验证该方法能够有效解决单相树-线故障相识别问题且不受电压不平衡影响,具有较好的工程应用价值。

天山雪岭云杉径向生长响应气候变化的海拔分异

【目的】探究天山中部地区不同海拔雪岭云杉径向生长变化趋势、对气候因子的响应以及应对干旱胁迫的生态弹性,为预测气候变化下天山雪岭云杉林沿海拔梯度的群落发展趋势提供理论参考。【方法】在天山北坡中段雪岭云杉森林的下林线、林带中部、上林线处采集雪岭云杉树芯样品,建立3个树轮标准年表,计算胸高断面积增量,分析雪岭云杉径向生长与气候因子的关系,采用抵抗力、恢复力和恢复弹力分析雪岭云杉对干旱胁迫的响应。【结果】在过去61年,研究区各海拔雪岭云杉径向生长均受到明显抑制,受抑制程度表现为下林线处最重,林带中部次之,上林线处较轻;不同海拔影响雪岭云杉径向生长的主控气候因子存在差异,下林线主要与当年4—7月气温显著负相关(P<0.05),与上一年6月和当年4、6月降水量及上一年8月至当年9月自校准帕默尔干旱指数(scPDSI)显著正相关(P<0.05);林带中部主要与上一年6—8月和当年3—4、6—7月气温显著负相关(P<0.05);上林线主要与当年2和6—7月气温显著正相关(P<0.05),与上一年8月和当年4月降水及上一年6月至当年5月scPDSI显著正相关(P<0.05);雪岭云杉径向生长对气候因子的响应在海拔梯度和时间梯度上均有差异,由下林线至上林线,与气温的负相关性及与降水和scPDSI的正相关性均依次减弱。在时间梯度上,与气温的相关性逐渐减弱,与降水和scPDSI的正相关性逐渐加强。不同海拔雪岭云杉应对干旱胁迫的生态弹性具有差异,抵抗力和恢复弹力表现为上林线>林带中部>下林线,恢复力表现为下林线>林带中部>上林线;下林线雪岭云杉对干旱较敏感,遭受干旱胁迫时生长下降明显;在抵抗力与恢复力反向平衡关系未打破时,下林线雪岭云杉不受干旱遗留效应影响。【结论】因研究区升温迅速而降水增加缓慢,各海拔雪岭云杉遭受干旱胁迫越来越严重,其中下林线雪岭云杉径向生长降幅最大,抵抗力最小,生长衰退风险最高。

基于决策树的电网重要用户供电路径决策方法

广州等超大城市电网中110kV网架接线主要为3T接线,其运行方式多变,对电网的规划和运行有很大影响。超大城市电网中存在着大量的重要用户,其供电可靠性是安排电网运行方式的一个重要考虑因素。若安排的运行方式使得某些重要用户的供电路径汇集在同一元件,就会大大降低重要用户的供电可靠性。基于此,建立超大城市电网重要用户供电路径优化决策模型,以最小化电网中220kV线路的平均负载率为目标,要求系统的每个重要用户都要满足多个供电路径来自最少2个不同的220kV变电站。为了快速求解此混合整数非线性规划模型,引入多变量决策树将模型转化成一个整数非线性规划问题,再通过变量代换将其转化为一个整数线性规划问题,实现快速准确求解。最后,以广州电网实际数据为例,验证所提优化决策模型和求解方法的可行性与有效性。

基于前景提取与多特征决策融合的电力线触树放电痕迹识别

针对电力线路智能化巡检中难以准确辨识电力线触碰树木遗留痕迹,无法为事故防治和责任划分提供可靠依据的难题,提出一种基于前景区域提取与多特征决策融合的电力线放电痕迹识别方法。首先,搭建中压线路触树放电实验平台,采集导线表面放电遗留痕迹,构建图像集。然后,提出融合纹理稀疏性与对数变换的去阴影算法,消除阴影区干扰;进一步提出融合全局阈值和自适应阈值分割的目标初始框选取策略,解决了GrabCut算法中初始框无法自动确定的问题,实现复杂背景下导线痕迹的自动精准分割。最后,提取导线的纹理和颜色特征,通过多SVM决策融合实现导线痕迹识别。实验结果表明,所提方法平均识别准确率达到88.39%,证明了所提识别方法的有效性。

基于集成树和MoE的馈线统计线损率双层估计模型

统计线损率是衡量电力系统经济运行的重要指标。然而,用户用电数据采集异常、数据传输中断等因素会导致统计线损率异常或缺失,这严重阻碍了智能配电网的线损精益化管理与经济高效运行。针对馈线统计线损率合理值的估计问题,该文提出了一种基于集成树和混合专家系统(MoE)的馈线统计线损率双层估计模型。首先,使用最大信息系数以更有效地分析统计线损率与其相关特征间的非线性关系,并采用鲁棒性强的K-Medoids聚类算法对馈线进行精细划分;然后,使用Stacking集成学习框架,基于基估计和元估计双层模型对馈线统计线损率进行两阶段估计,选用决策树和各类集成树模型作为基估计模型对统计线损率进行初步估计,将各基估计模型输出结果输入元估计模型MoE中进行最终估计,使用方均根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)来衡量模型所估计统计线损率的合理性;最后,通过算例分析表明,与其他模型相比,该文所提馈线统计线损率双层估计模型具有更低的RMSE和MAE,对馈线统计线损率的估计效果更好。

POKD-tree:一种有效的SIFT图像特征点匹配方法

为解决SIFT算法计算复杂,且算法效率不高的问题,提出了POKD-tree算法(分区优化kd树搜索算法)。首先,利用SIFT算法提取图像的特征点,以图像特征点集在X和Y方向中跨度最大的方向为分区直线的方向,计算图像特征点集的质心,用通过质心的分区直线来进行图像分区;采用欧式距离对图像进行特征点匹配,首先进行对应搜索匹配,同时为了解决分区误差,在进行对应搜索之后再进行交叉搜索。通过实验证明,POKD-tree算法在匹配的效率上要优于BBF算法和RKD-tree算法。

Approximation Algorithms for Solving the 1-Line Minimum Steiner Tree of Line Segments Problem

We address the 1-line minimum Steiner tree of line segments(1L-MStT-LS)problem.Specifically,given a set S of n disjoint line segments in R^(2),we are asked to find the location of a line l and a set E_(l) of necessary line segments(i.e.,edges)such that a graph consisting of all line segments in S ∪ E_(l) plus this line l,denoted by T_(l)=(S,l,E_(l)),becomes a Steiner tree,the objective is to minimize total length of edges in E_(l) among all such Steiner trees.Similarly,we are asked to find a set E_(0) of necessary edges such that a graph consisting of all line segments in S ∪ E_(0),denoted by T_(S)=(S,E_(0)),becomes a Steiner tree,the objective is to minimize total length of edges in E_(0) among all such Steiner trees,we refer to this new problem as the minimum Steiner tree of line segments(MStT-LS)problem.In addition,when two endpoints of each edge in Eo need to be located on two different line segments in S,respectively,we refer to that problem as the minimum spanning tree of line segments(MST-LS)problem.We obtain three main results:(1)Using technique of Voronoi diagram of line segments,we design an exact algorithm in time O(n log n)to solve the MST-LS problem;(2)we show that the algorithm designed in(1)is a 1.214-approximation algorithm to solve the MStT-LS problem;(3)using the combination of the algorithm designed in(1)as a subroutine for many times,a technique of finding linear facility location and a key lemma proved by techniques of computational geometry,we present a 1.214-approximation algorithm in time O(n^(3) log n)to solve the 1L-MStT-LS problem.

杉阔混交林自疏边界线研究

[目的]正确揭示混交林自然稀疏机制,是实现森林可持续经营目标的基础。[方法]本研究利用1991~2016年福建、江西和安徽省森林资源连续清查数据,采用线性回归分析、随机边界分析和分位数回归分析,研究树种混交、纬度变化和立地条件对杉阔混交林密度和生长之间自疏轨迹的影响规律。[结果]相较于杉木纯林,杉阔混交林自疏线呈上移且趋于平缓的状态。不管采用何种拟合方式,杉阔混交林自疏线与纯林自疏线变化规律基本一致,未偏离-1.605。混交比例对杉阔混交林自疏斜率具有正向影响,纬度和立地条件具有负向影响。线性回归模型拟合得到的是混交林的林分平均密度,分位数回归拟合得到的最大林分密度线受分位数值的影响,随机边界分析可以避免主观选择自疏拟合数据的缺陷,是混交林最大密度线的最佳拟合方法。[结论]杉阔混交林自疏轨迹与杉木纯林相一致,主要受混交比例、纬度和立地条件的影响,采用随机边界分析方法可以得到混交林最大林分密度,本研究可为杉阔混交林密度确定和调控提供实践指导。

树鼩角膜基质永生化细胞系的构建及其在病毒感染性方面的研究

目的建立树鼩永生化角膜基质细胞(corneal stromal cells,CSCs)系,并探讨其在病毒感染中的应用。方法利用组织块贴壁培养法分离培养树鼩原代CSCs,将携带SV40T基因的慢病毒转染细胞后,再挑取单克隆进行传代培养,传至50代以上进行形态学观察并与40代细胞形态进行比较,波形蛋白(vimentin)和SV40T基因免疫荧光鉴定、核型鉴定、细胞增殖曲线测定。用单纯疱疹病毒1型(herpes simplex virus-1,HSV-1)(McKrae株)、寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)(GZ01株)、登革病毒Ⅱ型以及甲型流感病毒H1N1(PR8株)在该细胞上进行病毒感染实验。结果传至50代以上的树鼩永生化CSCs呈梭形,细胞形态结构与40代相比仍较好。vimentin和SV40T基因免疫荧光表达阳性。增殖曲线结果显示:细胞生长旺盛,第4~5天时处于对数生长期。原代细胞核型的染色体数稳定为62条,而永生化细胞第21、56代突变为64条且保持稳定。病毒感染实验显示:树鼩永生化CSCs对HSV-1(McKrae株)、ZIKV(GZ01株)、登革病毒Ⅱ型以及H1N1(PR8株)病毒敏感,产生较高感染滴度,分别为1.32×105、5.62×106、2.69×107、7.76×104CCID50/mL。结论成功建立了树鼩永生化CSCs细胞系,提示该细胞系可用于单纯疱疹病毒、寨卡病毒、登革病毒和甲型流感病毒感染眼角膜疾病的作用机制及抗病毒药物的研究。

10 kV线路下方森林火灾成因分析及试验研究

近年来,国内外因树线故障导致森林火灾的事故频发,因外在社会因素引发森林火灾,从而导致输配电线路跳闸的事故也层出不穷。本文针对10 kV配电线路下方森林火灾事故,从社会因素引发森林火灾和树线故障引发森林火灾两个角度出发,考虑了纯火焰、树线放电及放电后引发火灾等多种极端环境对导线表面痕迹的影响,通过配电网故障模拟真型试验平台,对极端环境下导线表面形貌变化进行试验研究,得到了火烧痕迹、树线放电一次痕迹以及二次痕迹。基于宏观法、显微法和图像特征提取法分析了各类痕迹的特征,并找到了鉴别树线放电一次痕迹的方法。研究结果表明:放电痕迹一方面是树线电弧直接侵蚀导线,另一方面是电弧间接转移炭渣至导线表面形成炭黑痕迹;树线故障初期未引发森林火灾时,导线表面仅有一次放电痕迹,相同条件下,松树放电使导线质量变化最明显,可增重0.59 g;树线故障末期引发森林火灾后,火烧痕迹会覆盖放电痕迹形成二次痕迹,擦拭表面痕迹后发现,一、二次痕迹灰度曲面相似且分形维数之差小于0.03。

多维数据仓库系统中高性能DCA-Tree Cube的研究

提出了利用R*-tree改进的DCA-tree(data cube aggregate-tree)来创建高性能的DCA-tree cube聚集cube,阐述了创建DCA-tree cube、DCA-tree cube增量更新和MOLAP快速查询等关键技术.算法分析表明,所提出的DCA-tree cube在查询和更新效率方面要比以往DDC等方法创建的cube要高,解决了在插入新维数据时cube增量的更新维护.

基于绝缘套管的10 kV架空裸线接地故障监测与防治技术研究

树障问题是造成10 kV配电线路接地故障的主要原因,严重制约着末端配电线路的供电效率。针对10 kV架空线路穿越林木区频繁面临的接地现象,提出采取敷设带电流监测绝缘套管的方案对树障区裸线进行保护,以防止接地故障发生,降低配网线损,提升供电效率。首先分析了树障接地问题产生的机理;然后详细阐述了基于绝缘套管的接地故障监测与防治方法;第三,研制了带电流监测功能的简易型绝缘套管;最后,该成果在国网浙江省电力公司某配电线路试用,对该研究成果的实效进行了检验,获得了用户的好评。

恒星光谱数据弱特征识别方法

恒星光谱弱特征识别是LAMOST光谱数据分析的重要研究内容,能够为恒星光谱分类提供重要科学依据。目前,针对恒星光谱数据进行特征识别的方法较多,但是缺乏对某种特定特征谱线进行精确提取的算法。针对LAMOST低分辨光谱数据中Hα弱发射线轮廓形态多样问题,提出了一种基于置信度的Hα弱发射线识别方法。首先,基于Hα弱发射线轮廓形态特征给出Hα弱发射线的置信度的度量方法。利用Hα发射线波长区间内峰值与发射线的偏移量建立距离置信度模型,根据高斯轮廓所含像素点个数建立高斯轮廓副信息模型,通过计算峰值左右波形的差异建立对称性评估模型,结合三个模型给出最终的Hα弱发射线的置信度,并基于此置信度进行第一轮筛选。为了提高精度,提出了借助其它发射线的特征给出了基于二分类的Hα发射线筛选策略。通过考察Hβ、NII、OIII以及SII发射线的特征,基于辅助信息的决策树进行第二轮筛选,进一步提高筛选的精度。实验结果表明:提出的Hα弱发射线的特征度量方法的准确度高达90%,并且速度较快,平均每1 k数据耗时仅三十多秒。

StreamQCTree:一种流数据方压缩结构

数据流管理系统计算聚集查询结果保存在内存中形成流数据方(StreamCube),提供快速、精确的在线OLAP查询。有限的内存空间需要一种有效的存储方法来存储更大时间窗口的流数据方。提出一种基于QC-Tree结构的流数据方StreamQCTree生成、裁剪及查询方法。将QC-Tree结构中上界集划分为基本上界类和附加上界类;并分析附加上界类的成本计算模型;根据该模型在固定存储空间下,采用动态选择物化结点的方案选择物化部分附加上界类,使对StreamQCTree的平均查询响应时间最小。实验表明,StreamQCTree能够有效地访问数据方且获得较好的压缩效果。

基于点云凸包算法的电网输电线路通道树障检测

针对树障与导线触碰发生短路,将会导致线路闪络、跳闸停电,甚至引发火灾事故的问题,提出一种基于点云凸包算法的电网输电线路通道树障检测方法。利用机载激光雷达采集激光点云数据,通过包围盒方法实施抽稀,滤除冗余点云数据。利用SVM分类算法确定树障点云数据,利用点云凸包算法构建树障点云凸包,根据三角函数公式计算树顶点与输电线路之间的距离,以此为基础,按照标准划分树障风险程度。结果表明,所研究检测方法应用下,树障顶点的平均检测误差为1.1 mm,每个研究区的树障顶点的平均检测误差达到相对最小值,由此证明了该方法具有较高的电网输电线路通道树障检测精度。