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基于特征提取与 INGO-SVM 的变压器故障诊断方法

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 24-32页

作者：包金山杨定坤张靖张英杨镓荣胡克林贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002

针对使用支持向量机(support vector machine,SVM)对变压器进行故障诊断时有效特征提取困难、模型参数难以选择的问题,提出一种基于特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断方法。首先,使用核主成分分析(kernel principal component analysi... 详细信息

针对使用支持向量机(support vector machine,SVM)对变压器进行故障诊断时有效特征提取困难、模型参数难以选择的问题,提出一种基于特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断方法。首先,使用核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)方法对构建的21维待选特征进行特征融合和低维敏感特征提取。其次,使用佳点集、随机反向学习和维度交叉学习等策略对北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization,NGO)进行改进。通过2个典型测试对改进北方苍鹰优化算法(improved northern goshawk optimization,INGO)进行性能测试,验证了INGO算法的优越性。然后,基于KPCA提取的低维敏感特征,使用INGO对SVM的参数进行组合寻优,建立基于KPCA特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断模型。最后,对不同变压器故障诊断模型进行实例仿真对比实验。结果表明:所提方法故障诊断精度高、稳定性好,更适用于变压器的故障诊断。

关键词：变压器故障诊断支持向量机核主成分分析北方苍鹰优化算法

鄂尔多斯内部结构的横向不均一性：来自全波形成像的约束

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鄂尔多斯内部结构的横向不均一性：来自全波形成像的约束

基于多波束雷达的室外环境表面粗糙度检测方法研究

2022年中国地球科学联合学术年会

作者：杨镓文侯卫生陈九辉郑文俊李俊毅

鄂尔多斯地块位于华北克拉通西部,西缘与阿拉善地块相邻,南缘有秦岭造山带毗邻华南地块,西南缘与青藏高原东北缘接壤。因其特殊的地理位置,鄂尔多斯块体及其周缘的地下结构研究一直是理解块体之间相互作用和物质运移的关键,对认识其构... 详细信息

鄂尔多斯地块位于华北克拉通西部,西缘与阿拉善地块相邻,南缘有秦岭造山带毗邻华南地块,西南缘与青藏高原东北缘接壤。因其特殊的地理位置,鄂尔多斯块体及其周缘的地下结构研究一直是理解块体之间相互作用和物质运移的关键,对认识其构造演化的动力学机制具有重要意义。

关键词：鄂尔多斯横向不均一性全波形内部结构

来源： cnki会议评论

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基于多波束雷达的室外环境表面粗糙度检测方法研究

作者：陈镓集美大学

学位级别：硕士

调频连续波雷达结构简单,发射功率低,工作带宽大,在高精度距测方面具有显著优势,在市政积水检测、工厂物位测量及无人机精准高度定位等民用领域有着广泛的应用。然而,在使用毫米波雷达测量不同目标距离时,目标表面粗糙度对入射波存在不... 详细信息

调频连续波雷达结构简单,发射功率低,工作带宽大,在高精度距测方面具有显著优势,在市政积水检测、工厂物位测量及无人机精准高度定位等民用领域有着广泛的应用。然而,在使用毫米波雷达测量不同目标距离时,目标表面粗糙度对入射波存在不同程度的漫反射现象,进而对雷达测距结果产生干扰。当前现有研究大多未涉及目标表面对雷达回波信号的影响,并且缺乏在不同表面下对雷达测距结果的修正方案。本文旨在研究调频连续波雷达检测室外环境表面时,对雷达在检测不同粗糙表面下的回波信号进行理论推导,结合电磁波传播方程和雷达散射截面积相关特征,提出了基于中频频谱信号实现对粗糙度估计的解析方法。分析中频频谱特征时,需考虑到不同天线对表面粗糙度估计效果的影响。对于宽波束天线,其测量范围广,采集的表面信息更多。窄波束天线信噪比高,其测距结果更为精准。因此,可基于宽波束天线实现对表面信息的数据采集和回波信号处理。为进一步验证理论分析,本文搭建了系统实验平台,完成了多波束雷达系统的设计与实验调试,基于多波束雷达系统对室外多场景下的表面信息进行数据采集和分析,并构建“粗糙度—幅值比查询表”以实现对粗糙表面的检测和区分。实验结果表明,基于幅值比法可有效区分不同表面,构建的粗糙度查询表可实现对表面的准确判定,并且发现基于表面粗糙度对雷达测距结果进行修正存在可能性。

关键词：调频连续波表面粗糙度多波束雷达回波信号能量公式

基于机器学习和流体排队理论的城轨站台滞留人数预测及预警研究

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基于机器学习和流体排队理论的城轨站台滞留人数预测及预警研究

作者：刘镓荣重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来城市轨道交通运营规模不断扩张,线网客流量随之剧烈增长。然而,随着客流量的持续增长,站台拥堵现象频发,给轨道交通的安全运营带来了严峻挑战。本文旨在探讨如何通过机器学习方法和流体排队理论预警站台拥堵状态,实时把握客流运... 详细信息

近年来城市轨道交通运营规模不断扩张,线网客流量随之剧烈增长。然而,随着客流量的持续增长,站台拥堵现象频发,给轨道交通的安全运营带来了严峻挑战。本文旨在探讨如何通过机器学习方法和流体排队理论预警站台拥堵状态,实时把握客流运行状况,从而提前采取客流调控预警措施。本文首先从车站特性和大客流进站两个主要影响因素入手,探讨了站台乘客数量的动态变化。分析了站台乘客走行速度与站台系统状态的相关性和轨道系统中的拥堵传播,在此基础上,构建了城市轨道交通站台滞留人数综合预测模型框架,该框架集成了两个核心部分:（1）基于机器学习的进站人数预测模型;（2）基于流体排队理论的站台滞留人数预测模型。基于机器学习的进站人数预测模型采用CNN+LSTM+Attention串行结构,模型输入层首先接收预处理后的地铁客流数据,通过CNN层卷积操作、LSTM层处理和注意力加权得到加权的时序特征表示,并通过全连接层输出轨道进站客流预测值。在以进站人数作为输入的基础上,基于流体排队理论的站台滞留人数预测模型通过将站台和列车之间的乘客流动过程抽象为一个时间依赖的/（9）)//流体排队网络,对站台和列车两个节点进行/（9）)//流体排队建模,以不同乘客子群之间相互作用模拟乘客在地铁网络中的上下车行为。同时,通过阻塞概率和空闲概率等参数来模拟系统拥堵的影响,通过流体排队理论和递归算法,计算各节点的系统状态,实现对站台滞留人数的预测。为实现对站台拥堵状态的提前预警,通过计算客流空间密度衡量站台的拥挤程度,并结合实际情况确定了站台安全红线、承载力峰值和需要管控的客流空间密度值。针对不同站台状况,制定了三级客流控制措施,设计了基于机器学习和流体排队理论的站台滞留人数预测站台拥堵预警机制。最后,选择早高峰时段重庆轨道三号线四公里站,使用历史轨道AFC数据对CNN-LSTM-Attention模型和站台滞留人数计算模型进行实例验证。实验结果证明了CNN-LSTM-Attention模型在预测性能上的优势。预测了早高峰时期四公里站的站台滞留人数和乘客空间密度,与Any Logic仿真数据对比验证了模型的有效性。最后,根据计算出的乘客空间密度提出了相应级别的客流控制措施,为城市轨道交通拥堵预警和管理提供了支持。

关键词：城市轨道交通站台滞留机器学习排队论

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宽动态范围激光雷达探测系统的研究与设计

宽动态范围激光雷达探测系统的研究与设计

作者：廖一镓广州大学

学位级别：硕士

激光雷达作为前沿的主动感测技术,在自动驾驶和远程感测技术进行了深入研究。与传统视觉感测、毫米波探测器及超声探测器相比,激光雷达展示其在感测距离、定向和防干扰性方面的明显优势。通过释放光线束,激光雷达能够精确探测物体间隔... 详细信息

激光雷达作为前沿的主动感测技术,在自动驾驶和远程感测技术进行了深入研究。与传统视觉感测、毫米波探测器及超声探测器相比,激光雷达展示其在感测距离、定向和防干扰性方面的明显优势。通过释放光线束,激光雷达能够精确探测物体间隔与方位信息。目前大多数脉冲式激光测距仪采用前沿时刻鉴别法,但由于输入信号的幅值差异,会引起比较器传播时延的变化,导致测距过程中存在较大的行走误差。虽可通过回波信号脉宽进行补偿,但未考虑激光脉冲形状的变化造成的误差。本设计采用高通阻容时刻鉴别法,将跨阻放大器输出的单极性脉冲信号转换为双极性脉冲,并通过检测双极性信号的零交叉点来减小行走误差。通过自动增益控制模块,即使无需额外补偿方法也能实现宽动态范围。本文通过理论分析、电路设计和样机测试,最终构建了一套探测距离超过100m且距离精度约0.02m的激光雷达探测系统。文中的主要研究内容包括:(1)构建了基于飞行时间测距(Time of Flight,To F)的激光雷达系统,考虑了不同的性能标准来满足特定的测距要求。本研究综合评估了激光雷达的各个模块和技术,深入探讨了距离检测原则和大气传输理论。通过对飞行时间测量和时刻鉴别电路的分析,本文阐明了这些要素如何在提升激光雷达系统的精确度和可靠性方面发挥关键作用。(2)本文详细论述了Li DAR系统的电路构造,从理论分析至PCB电路板测试的全过程。在发射端,采用MOSFET实现快速短脉冲和高电流产出,而接收端的雪崩二极管则因其高灵敏度和高增益而显著。系统中引入BOOST电路,以满足高偏置电压需求,同时跨阻放大器和自适应增益调节电路确保了反射信号的有效转换和放大,满足了宽动态范围、增益高和噪音低的技术要求。此外,时间-数字转换器和微处理器单元的设计,优化了测距信息处理和系统管理,进一步提升了Li DAR系统的性能和可靠性。(3)本文深入探究Li DAR系统中光学透镜和控制通信程序的细节,实现了测距信息的有效获得,并在上位机界面中呈现数据。随后,完成了完整系统的搭建,进行了系统的功能检测,重点评估了收发能力和光束聚焦性。此外,通过测试系统的在不同环境下的性能,验证了其宽动态测距的效果,确保系统能在不同条件下准确地进行距离测量。

关键词：激光雷达自动增益控制宽动态范围高通阻容时刻鉴别飞行时间测距

基于三方主体博弈的渠江水利工程建设安全监管策略研究

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基于三方主体博弈的渠江水利工程建设安全监管策略研究

作者：何镓炜哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

近年来,随着国家对水利工程行业的重视度逐步提高,水利工程行业在我国建筑领域内的地位越发提升,国家财政倾斜向水利工程行业的资金也日益剧增。但目前水利工程建设安全形势不容乐观。为保障水利工程项目的安全建设,探明参与水利工程建... 详细信息

近年来,随着国家对水利工程行业的重视度逐步提高,水利工程行业在我国建筑领域内的地位越发提升,国家财政倾斜向水利工程行业的资金也日益剧增。但目前水利工程建设安全形势不容乐观。为保障水利工程项目的安全建设,探明参与水利工程建设安全监管的各主体行为策略有着相当重要的意义。研究发现,政府安全监管部门、建设单位和施工单位的行为及其相互作用会对水利工程项目现场的安全状态产生极大影响。因此,选取政府安全监管部门、建设单位和施工单位作为主体对水利工程建设安全监管策略进行研究,对保障水利工程项目安全生产具有重要作用。本文在过往研究的基础上,以渠江水利工程项目为例,结合多主体理论、成本收益理论、信息不对称理论、演化博弈理论,进一步探讨水利工程建设安全,以期为水利工程建设安全监管策略研究做出贡献。首先,本研究基于相关理论,根据渠江水利工程项目建设安全监管的主体特征,通过对渠江水利工程项目各主体成本收益情况进行分析,归纳出相关参数并以此构建出三方博弈模型。模型的设计上,考虑了渠江水利工程政府安全监管部门在渠江水利工程建设安全监管中的作用,构建以“政府安全监管部门-建设单位-施工单位”为主体的渠江水利工程三方演化博弈模型,能够为研究水利工程建设安全监管领域的博弈问题和多主体交互提供借鉴。其次,根据构建的三方博弈模型,分析出使渠江水利工程三方演化博弈系统达到稳定状态的8种情况,并运用Jacobian矩阵进一步分析其稳定条件,识别出三方主体博弈的稳定策略,能够为得到渠江水利工程安全监管三方演化博弈系统稳定的最优策略提供理论基础。此外,基于工程的实际数据和访谈资料,对渠江水利工程项目建设安全监管进行仿真。一方面,运用仿真方法识别出均衡点形成的机理,解释了符合渠江水利工程建设安全监管现状的最优策略;另一方面,对渠江水利工程项目建设安全监管中重要的参数的进行情景仿真。通过观察参数变化对博弈系统的影响识别出关键因素。在渠江水利工程项目建设安全监管中的主要参数是安全事故发生概率、政府安全监管部门惩罚力度、建设单位对施工单位惩罚力度、安全生产(安全监管)成本、安全生产(安全监管)收益。因此,通过MATLAB软件的仿真,能够为后续提出的渠江水利工程建设安全监管策略提供理论支持。最后根据理论分析结果和模型的仿真,提出基于渠江水利工程政府安全监管部门、建设单位和施工单位三个视角的渠江水利工程项目建设安全监管策略。

关键词：水利工程安全监管三方主体演化博弈

“相对穴”内关与外关透刺、透灸干预下的红外热成像特征研究

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“相对穴”内关与外关透刺、透灸干预下的红外热成像特征研究

作者：马镓钰承德医学院

学位级别：硕士

通过应用红外热成像技术,对“相对穴”内关与外关透刺灸前后温度进行测定,观察“相对穴”内关与外关透刺灸干预前后皮肤温度变化特征,为“相对穴”配穴的科学性,提供客观、可视的理论依据。方法:选取240例健康受试者,随机分为试验组1、2... 详细信息

通过应用红外热成像技术,对“相对穴”内关与外关透刺灸前后温度进行测定,观察“相对穴”内关与外关透刺灸干预前后皮肤温度变化特征,为“相对穴”配穴的科学性,提供客观、可视的理论依据。方法:选取240例健康受试者,随机分为试验组1、2、3、4和对照组1、2、3、4,两组各30例,分别予以内关透刺外关、外关透刺内关、内关透灸外关、外关透灸内关、针刺内关、针刺外关、艾灸内关、艾灸外关,比较干预前后大陵、内关、间使、郄门、阳池、外关、支沟、三阳络共计8穴红外热图变化,并记录不同组别受试者受干预前后皮肤温度情况及受干预时主观感受,最后对试验结果进行统计学分析,以P0.05),手臂内侧穴区皮肤温度高于手臂外侧穴区皮肤温度(P0.05)。3.穴区红外热图情况:艾灸干预组相较于针刺干预组升温效果更加明显,“相对穴”透刺相较于常规针刺及“相对穴”透灸相较于常规艾灸组循经及对表里经升温作用更加明显。结论:“相对穴”透刺灸法及常规刺灸法均可以提高穴位局部温度,并且升温作用可循经或向相表里经脉传导;但与常规针刺或艾灸法相比,“相对穴”透刺或透灸法受干预经脉升温作用更加明显,且向相表里经脉传导作用更强。通过温度变化在一定程度上可推测“相对穴”透刺或透灸法在调节气血方面较常规针刺或艾灸能力更强,为“相对穴”研究作用提供了客观、可视的依据。

关键词：相对穴内关外关红外热成像透刺透灸

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两类Helmholtz问题的差分法

两类Helmholtz问题的差分法

作者：刘镓源山东师范大学

学位级别：硕士

Helmholtz方程在声学、光学和地震学等领域有着广泛的应用,研究其高精度和高效的数值解法具有重要的意义.本文主要研究两类Helmholtz方程的有限差分法,为带间断系数的Helmholtz方程建立了差分格式,并采用有限差分法求解无界域上的声波... 详细信息

Helmholtz方程在声学、光学和地震学等领域有着广泛的应用,研究其高精度和高效的数值解法具有重要的意义.本文主要研究两类Helmholtz方程的有限差分法,为带间断系数的Helmholtz方程建立了差分格式,并采用有限差分法求解无界域上的声波正散射问题.全文共分为四章.第一章是绪论.首先,对Helmholtz方程的物理背景进行概述,并阐述吸收边界条件的发展状况,回顾一些数值求解Helmholtz方程的经典方法.然后,回顾了求解带间断系数的Helmholtz问题的数值方法.此外,介绍了声波散射问题的研究意义,简要介绍求解声波散射问题的数值方法.最后,对本文的主要工作进行总结.第二章研究二维带间断系数的Helmholtz方程的修正九点差分法.首先,回顾优化九点差分格式,并给出其收敛性分析.其次,对间断界面附近的两类过渡节点,利用浸入界面法分别建立对应的差分格式.最后,通过数值算例说明修正九点差分法能够有效求解带间断系数的Helmholtz方程,且收敛阶能够达到二阶.第三章研究二维带间断系数的Helmholtz方程的修正二十五点差分法.首先,回顾优化二十五点差分格式.其次,对间断界面附近的四类过渡节点,利用浸入界面法分别建立对应的差分格式.最后,通过数值算例说明修正二十五点差分法能够有效求解带间断系数的Helmholtz方程,且收敛阶能够达到四阶.第四章采用有限差分法求解无界域上的声波正散射问题.首先,采用完美匹配层(PML)技术将无界域截断为有界域.然后,利用加权平均的思想,建立极坐标下带PML的声波正散射问题的四阶差分格式.最后,数值算例表明该格式可以快速高效的得到近场散射波域,其收敛阶能够达到四阶,且PML对波的吸收是良好的.第五章为本文的总结,以及今后工作的研究展望.

关键词： Helmholtz方程有限差分法 PML 间断系数声波正散射问题

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分离式宽幅混合梁斜拉桥温度效应研究

分离式宽幅混合梁斜拉桥温度效应研究

作者：杨铧文重庆交通大学

学位级别：硕士

桥梁结构始终暴露在大气环境中,受到太阳辐射、大气温度变化及风力等外部环境因素的影响,在这些因素作用下,桥梁结构表面将产生温度差,导致内部形成不均匀的温度场。对混合梁斜拉桥而言,由于主梁不同梁段在材料和结构形式上的差异,梁段... 详细信息

桥梁结构始终暴露在大气环境中,受到太阳辐射、大气温度变化及风力等外部环境因素的影响,在这些因素作用下,桥梁结构表面将产生温度差,导致内部形成不均匀的温度场。对混合梁斜拉桥而言,由于主梁不同梁段在材料和结构形式上的差异,梁段内会产生更为复杂的温度场,桥梁结构会因此产生温度变形,引起显著的温度应力,从而造成一定的安全隐患。因此,深入探究混合梁斜拉桥不同梁段的温度场对其性能的影响显得尤为重要。本文以湖南省在建的某斜拉桥为工程背景,针对具有分离式宽幅特点的混合梁斜拉桥温度场展开研究,开展了参数模型的建立与验证、日照作用下混合主梁不同梁段温度场分析、成桥前后状态整体变温及结构温差作用下温度效应研究等工作,主要研究成果如下:(1)依据传热学理论及桥址信息,计算得到了斜拉桥混合主梁的辐射换热系数、对流换热系数及综合大气温度,并以此建立了求解温度场所需的数值分析模型。(2)运用ABAQUS有限元软件建立混合主梁的不同梁段的节段模型,并分析其温度场的分布特点。结果表明:混合梁斜拉桥在日照作用下不同梁段温度场均为非线性分布,其顶板均存在横向温度梯度,总体呈现出中间高两侧低的规律;纵向基本没有温度变化,不存在温度梯度;竖向温度梯度都呈现出明显的非线性特征,腹板靠近顶板位置的温度较高且变化较大,靠近底板位置的温度与底板温度接近。通过将模型计算值与现场实测值进行对比分析,验证了利用有限元模型分析混合主梁温度场的合理性。对影响温度场的参数进行敏感性分析,结果表明辐射吸收率相较风速和辐射发射率对温度场影响较大。(3)使用直接热力耦合的方式,对混合主梁不同梁段进行温度效应分析,结果表明在最不利竖向和横向温度梯度模式加载下,混凝土梁段和钢箱梁段在其顶板中部及腹板与顶板连接处均存在应力集中现象,混凝土梁段中的最大拉应力值超过了其抗拉设计强度,应在设计施工过程中,针对其拉应力方向采取布置定向预应力筋或防裂钢筋等措施以防止开裂。钢箱梁段顶板中部的变形较大,可能会影响钢箱梁的拼接精度,应选择横向及竖向温度梯度较小的时段进行拼装施工。(4)运用MIDAS CIVIL有限元软件构建了分离式宽幅混合梁斜拉桥的全桥模型,探究其在成桥前后状态下不同温度条件影响下的力学行为。结果显示,在整体变温及结构温差作用下,具有非对称特点的混合梁斜拉桥在结构位移、应力和索力变化量整体上也呈现出非对称的特点;主跨区域,在升温条件下的结构位移、应力和索力的变化与降温条件下的变化呈现出等大反向的反对称规律。研究结果为预测和掌握同类型桥梁在施工和运营阶段的温度效应提供了参考。

关键词：混合梁桥斜拉桥有限元模拟温度场温度效应