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基于字典学习的电机轴承故障诊断研究

基于字典学习的电机轴承故障诊断研究

作者：周清雅武汉大学

学位级别：硕士

电机轴承故障诊断对保障工业安全至关重要。本文采用字典学习算法对电机轴承进行故障诊断,旨在突破传统基于振动信号分析方法的局限性,并克服故障特征难以提取及故障的有效检测问题。首先从字典学习基本原理出发,详细研究了稀疏表示和... 详细信息

电机轴承故障诊断对保障工业安全至关重要。本文采用字典学习算法对电机轴承进行故障诊断,旨在突破传统基于振动信号分析方法的局限性,并克服故障特征难以提取及故障的有效检测问题。首先从字典学习基本原理出发,详细研究了稀疏表示和字典更新两阶段的算法流程,并提出基于主成分分析的字典学习优化算法。该算法以PCA/KPCA优化处理后的低冗余度样本作为初始字典来建立模型,确保了初始字典选取的确定性,并可以提升字典的特征表示性能并改善故障诊断效果。本文将字典学习故障诊断方法分为离线字典学习和在线故障诊断两个阶段,并构建重建误差限为故障判断指标。重点研究了对故障数据、故障类型判断以及定位故障源的分析方法。本文首先以田纳西-伊斯曼化工过程仿真模型为对象验证了字典学习故障诊断及其优化方法的有效性。试验结果表明:字典模型具备同时保留数据运行模态和故障类型特征的双重性能,表现出优良的模态专属性、区分性以及故障检测适应性,能够正确检测不同类型的故障数据且未出现模态混叠现象;同时,基于主成分分析的字典学习算法实现了两种算法的优化结合,不仅保证了字典模型性能指标的确定性和优良性,避免了因随机选取初始字典导致的故障检测性能波动,还进一步改善了对随机变量这类特征不明确故障的检测效果;核成分的引入更增强了字典模型对故障的区分性能。最后,以变压器油泵为对象分别完成了油泵空载和负载运行下的故障诊断试验。油泵空载运行试验结果表明,字典学习算法采用重建误差此单一指标就足以准确区分正常和故障数据,故障检测过程简便;重构样本数据更完整地包含了径向和轴向两种故障位移成分特征,获得了准确的故障定位结果。采用经过PCA/KPCA优化的初始字典建立字典模型,有效改善了故障检测和类型判别效果,特别是降低了具有相似特征的两种轴承径向位移故障的误判率,减少了故障混淆误判。相较而言,核初始字典更适应油泵的非线性特征,数据重建误差波动幅度相对更小,不同类型故障重构结果之间分布差异性更清晰。油泵负载运行试验结果表明,字典学习算法能够实现跨工况检测,工况判别指标能准确表示出单一工况特征,工况字典模型之间呈现出了较强的区分性,且经过优化的字典学习算法能有效提高工况检测率。在变工况故障诊断过程中,采用小样本容量的变工况字典模型获得了满意的故障检测和定位结果,且优化字典学习算法能将误检率减小至零并能对全部样本实现正确的故障源定位。此外,从观测指标的分布形式可以发现电压是油泵电机轴承工作过程中对工况变化影响较大的因素,因此故障诊断算法对电压改变也更为敏感,说明字典学习故障诊断算法对油泵实际变工况运行过程监测和故障诊断都具有较高的应用和借鉴价值。

关键词：电机轴承故障诊断字典学习主成分分析初始字典变压器油泵

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考虑空间相关性的行人宏观安全研究

中国公路学报 2018年第5期31卷 136-142页

作者：王雪松杨俊广杨筱菡周清雅同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学数学科学学院上海201804

为了探究行人事故的发生机理,分析影响行人交通安全的显著因素,收集上海市中心城区263个交通分析小区(TAZ)的行人事故、道路、人口及土地利用数据,并开展行人宏观安全研究。考虑到TAZ之间存在的空间相关性,建立考虑空间相关性的贝叶斯... 详细信息

为了探究行人事故的发生机理,分析影响行人交通安全的显著因素,收集上海市中心城区263个交通分析小区(TAZ)的行人事故、道路、人口及土地利用数据,并开展行人宏观安全研究。考虑到TAZ之间存在的空间相关性,建立考虑空间相关性的贝叶斯负二项条件自回归模型,在条件自回归模型中对比分析了5种不同的空间权重矩阵,包括0~1邻接矩阵、边界长度矩阵、分析单元中心距离倒数矩阵、事故空间中心距离倒数矩阵这4种既有矩阵,以及首次引入的宏观安全建模中的分析单元中心距离多阶矩阵。结果表明:分析单元中心距离多阶矩阵的模型拟合效果和事故预测准确度均显著优于既有的4种空间权重矩阵,证明了在宏观安全建模过程中考虑研究对象交通特征(居民步行平均出行距离等)的必要性;人口数量、主干道长度、次干道长度、路网密度等因素均与行人事故呈现显著正相关,平均交叉口间距、三路交叉口比例等因素与行人事故呈显著负相关;相较于高等、低等土地利用强度,中等土地利用强度对行人事故的影响最大。

关键词：交通工程宏观安全分析条件自回归模型行人事故贝叶斯估计空间权重矩阵

基于PCA/KPCA初始字典优化的故障诊断算法研究

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传感技术学报 2020年第11期33卷 1599-1607页

作者：周清雅张世荣黎贤钛汪佳宝武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 浙江尔格科技股份有限公司浙江台州317113

字典学习是一种有效的统计机器学习方法,也被应用于工业过程的故障诊断。初始字典直接影响对数据特征的表达,从而影响故障诊断效果。本文采用PCA/KPCA来对初始字典进行优化,以获得原子间冗余度小、特征表达准确的初始字典。提出了用PCA/... 详细信息

字典学习是一种有效的统计机器学习方法,也被应用于工业过程的故障诊断。初始字典直接影响对数据特征的表达,从而影响故障诊断效果。本文采用PCA/KPCA来对初始字典进行优化,以获得原子间冗余度小、特征表达准确的初始字典。提出了用PCA/KPCA优化初始字典的故障诊断算法框架,讨论了离线学习和在线诊断的核心问题。以机车变压器冷却油泵为对象进行了试验,取6对差动感测线圈输出为样本,对比了5种算法的故障诊断、故障定位及故障类型判别性能。结果表明:基于字典学习的故障诊断优于传统PCA、KPCA算法;用PCA/KPCA优化初始字典的确能提升故障诊断性能;在初始字典优化试验对比中KPCA优于PCA,表明KPCA更加适合油泵的非线性特征。

关键词：故障诊断字典学习特征表达初始字典主成分分析变压器油泵

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我国一线城市保障性租赁住房政策比较分析

中国房地产 2022年第21期 14-19页

作者：周清雅上海市房地产科学研究院

保障性租赁住房是缓解新市民、青年人住房困难问题的重要举措。北京、上海、广州、深圳四个一线城市已出台一系列保障性租赁住房相关政策,初步形成了各具特色的保障性租赁住房政策体系。在梳理一线城市保障性租赁住房政策现状的基础上,... 详细信息

保障性租赁住房是缓解新市民、青年人住房困难问题的重要举措。北京、上海、广州、深圳四个一线城市已出台一系列保障性租赁住房相关政策,初步形成了各具特色的保障性租赁住房政策体系。在梳理一线城市保障性租赁住房政策现状的基础上,从准入条件、筹集方式、建设管理、租金管理、支持政策等方面进行了深入对比分析,并提出了相关对策建议,以期为促进一线城市保障性租赁住房发展提供参考。

关键词：保障性租赁住房政策比较一线城市住房政策

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信控交叉口进口道服务水平与安全的关系研究

交通信息与安全 2020年第6期38卷 95-101,112页

作者：李佳王雪松周清雅北京工业大学北京市交通工程重点实验室北京100124 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 广州市城市规划勘测设计研究院广州510060

信控交叉口的服务水平和安全相关,然而服务水平与不同事故碰撞类型的关系需要深入研究。采集了美国中佛罗里达164个4肢交叉口3年的事故,并重点分析追尾与左转事故。由于信控交叉口服务水平与事故在早高峰、平峰、晚高峰差异较大,且服务... 详细信息

信控交叉口的服务水平和安全相关,然而服务水平与不同事故碰撞类型的关系需要深入研究。采集了美国中佛罗里达164个4肢交叉口3年的事故,并重点分析追尾与左转事故。由于信控交叉口服务水平与事故在早高峰、平峰、晚高峰差异较大,且服务水平与事故碰撞类型在同一交叉口不同进口道的分布差异较大,因而在交叉口进口道层面建立随机参数负二项模型研究不同时段服务水平与追尾、左转事故的关系。结果表明,信控交叉口的服务水平与追尾事故显著相关,服务水平由D提高到A,追尾事故减少,并根据追尾事故与服务水平的关系,将服务水平划分为3个等级,A-B最安全,C较安全,D-F最不安全;不同时间段同一服务水平对追尾事故的影响规律不同;服务水平与左转事故不相关。

关键词：交通安全事故类型服务水平时间段交叉口进口道随机参数

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广州市黄埔区公共服务设施评估

美与时代（城市） 2020年第8期 103-105页

作者：周清雅广州市城市规划勘测设计研究院

公共服务设施高效精准配置是提高居民生活品质的重要途径之一。文章基于广州市黄埔区公共服务设施、道路网、人口、土地利用等多源数据,从社区生活圈理念出发,对黄埔区公共服务设施服务范围进行评估。在500m、1000m、 1500m步行服务半... 详细信息

公共服务设施高效精准配置是提高居民生活品质的重要途径之一。文章基于广州市黄埔区公共服务设施、道路网、人口、土地利用等多源数据,从社区生活圈理念出发,对黄埔区公共服务设施服务范围进行评估。在500m、1000m、 1500m步行服务半径层面,分别对教育、医疗、文化、体育、养老设施服务范围覆盖的人口和居住用地情况进行分析,然后系统考虑五类设施的服务覆盖率,以镇、街道为研究单元,对黄埔区公共服务设施覆盖情况开展综合评价,并分类识别公共服务资源待优化的区域,为相关规划提供有益借鉴。

关键词：公共服务设施生活圈覆盖率

受益人视角的保障房社会效益评价——以上海市为例

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中国房地产 2018年第24期 51-61页

作者：钱瑛瑛周清雅同济大学经济与管理学院

对不同类型的保障房项目进行评价,对于完善保障房制度和改善中低收入群体居住条件都有重要意义。以上海市19个保障房小区为例,通过实地调研和网上查询获取相关数据,运用CRS模型和VRS模型计算各保障房项目的技术效率、纯技术效率和规模效... 详细信息

对不同类型的保障房项目进行评价,对于完善保障房制度和改善中低收入群体居住条件都有重要意义。以上海市19个保障房小区为例,通过实地调研和网上查询获取相关数据,运用CRS模型和VRS模型计算各保障房项目的技术效率、纯技术效率和规模效率,从保障房受益人的视角对各类保障房的社会效益进行评价。研究发现,各类保障房技术效率和纯技术效率都较高,资源浪费率较低,项目管理水平较高;从规模报酬角度看,廉租房和共有产权房处于规模报酬递增状态,公租房处于规模报酬不变状态。

关键词：保障房绩效评价社会效益 DEA模型满意度

长三角一体化战略与图书馆区域协同发展策略研究

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内蒙古科技与经济 2022年第24期 144-147页

作者：周清雅南京大学信息管理学院江苏南京210008

图书馆事业发展已进入了全方位、跨区域、跨行业的共融互通发展阶段,区域间的整体协同发展是未来图书馆建设的发展趋势。长三角一体化的国家战略向图书馆协同发展指明方向、提出要求。目前部分地区图书馆已搭建多层级总分馆分布式集群,... 详细信息

图书馆事业发展已进入了全方位、跨区域、跨行业的共融互通发展阶段,区域间的整体协同发展是未来图书馆建设的发展趋势。长三角一体化的国家战略向图书馆协同发展指明方向、提出要求。目前部分地区图书馆已搭建多层级总分馆分布式集群,并积极探索多领域交叉主体间的合作,但仍需要持续完善图书馆协同发展工作机制,在推进基础设施互联互通、全面提升公共服务供给能力和质量方面进一步努力。文章从协同理论和长三角一体化战略中图书馆的发展原则出发,探讨了长三角地区公共图书馆的发展概况和图书馆协同发展的现有模式,提出完善区域协同的工作机制、创新图书馆服务平台、构建开放有序的图书馆生态环境、优化图书馆管理和服务方式的协同发展策略。

关键词：长三角一体化战略区域图书馆公共文化服务协同理论

关于优化上海商品住房用地中小套型供应比例的研究

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上海房地 2023年第12期 18-21页

作者：周清雅吴佳上海市房地产科学研究院

上海市商品住房用地中小套型供应比例要求在2016年进行调整,现已过去七年时间。在此期间,居民住房需求已发生明显变化。本文通过梳理中小套型供应比例的相关政策脉络,在分析当前上海市住房供给和需求情况的基础上,总结当前住房面积供需... 详细信息

上海市商品住房用地中小套型供应比例要求在2016年进行调整,现已过去七年时间。在此期间,居民住房需求已发生明显变化。本文通过梳理中小套型供应比例的相关政策脉络,在分析当前上海市住房供给和需求情况的基础上,总结当前住房面积供需错配问题,并提出相关对策建议,以期优化住房结构,更好地满足居民住房需求。研究发现:在供给方面,上海市新房和二手住房供应均以中小套型为主;而在需求方面,居民住房空间需求提升明显,三房及以上、90平方米以上新房和二手住房成交占比明显增加。因此,上海市住房在面积方面存在一定程度的供需错配。对此,建议调整中小套型面积口径,适当放宽郊区中小套型供应比例要求,探索建立中心城区中小套型比例平衡机制。

关键词：商品住房供需结构中小套型 90/70政策