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基于改进YOLOv7的输电线路机械外破隐患目标检测方法

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电测与仪表 2024年

作者：王彦海郭宸昕吴德强湖北省输电线路工程技术研究中心三峡大学电气与新能源学院

针对背景复杂、尺度变化较大、被遮挡情况下机械外破隐患目标检测精度不高，容易出现错检、漏检的问题，文中提出了一种改进YOLOv7的机械外破隐患目标检测算法。首先在检测头网络中添加Swin Transformer注意力机制提高对多尺度特征的提... 详细信息

针对背景复杂、尺度变化较大、被遮挡情况下机械外破隐患目标检测精度不高，容易出现错检、漏检的问题，文中提出了一种改进YOLOv7的机械外破隐患目标检测算法。首先在检测头网络中添加Swin Transformer注意力机制提高对多尺度特征的提取能力，然后在主干网络中将部分卷积模块替换为深度可分离卷积，降低模型运算成本，接着采用Focal-EIOU损失函数优化预测框，最后引入Mish激活函数增强网络的泛化能力，提高模型在复杂背景、目标部分被遮挡情况下的检测性能。实验结果表明，改进后的算法较原YOLOv7在准确率、召回率和平均精度均值上分别提高了5.2%、10.6%和5.2%，较其他主流算法在检测精度和模型体积上有着明显的优势，验证了改进方法的有效性，为复杂场景下机械外破隐患目标的边缘识别提供算法支持。

关键词： YOLOv7 输电线路机械外破 Swin Transformer注意力机制 Mish激活函数 Focal-EIOU损失函数

GFRP布无损加固输电铁塔角钢受力性能研究

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广西大学学报（自然科学版） 2024年第1期49卷 24-36页

作者：王彦海李书炀邓德慧尹恒伟吴德强三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000 湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443000 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000

针对现役输电铁塔在覆冰、风荷载、边坡变形等作用下可能存在承载力不足的问题,研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)布无损加固铁塔角钢的受力性能。首先,利用文献中的物理试验对加固钢材数值试验方法进行验证;其次,以铁塔角钢为研究对象,... 详细信息

针对现役输电铁塔在覆冰、风荷载、边坡变形等作用下可能存在承载力不足的问题,研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)布无损加固铁塔角钢的受力性能。首先,利用文献中的物理试验对加固钢材数值试验方法进行验证;其次,以铁塔角钢为研究对象,基于验证的数值试验方法建立72组有限元分析模型,探讨长细比、GFRP布粘贴层数、粘贴长度等因素对角钢极限承载力的影响;最后,推导并改进GFRP布角钢复合构件理论承载力计算方法。结果表明:不同长细比对构件极限承载力影响较大,当角钢长细比大于70时,加固后的承载力提升不明显;增加GFRP布粘贴层数,角钢承载力大幅提升,粘贴8层GFRP布的承载力提升率最高达41.03%;柱中GFRP布粘贴长度为75%与粘贴长度为100%的角钢极限承载力相比提升不大,仅为0.27%~2.10%;对推导的GFRP布角钢复合构件理论承载力计算方法引入修正系数后,数值试验与理论计算值相对误差缩小至-2.70%~1.77%,有效提升理论解计算精度。在对现役铁塔加固时,只需对角钢全长的75%粘贴6~8层GFRP布进行加固,且对于长细比λ≤70的角钢加固效果更好。

关键词：输电铁塔复合材料钢结构无损加固极限承载力修正系数

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混凝土紧固件螺母缺失电磁无损检测

磁性材料及器件 2024年

作者：吴德强马琪刘阳张璐王彦海三峡大学电气与新能源学院国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司

混凝土紧固件螺母缺失缺陷直接影响其承载能力，为了保障工程结构安全，提出了利用检测面磁场强度分布特征辨别螺杆螺母缺失缺陷。首先，利用有限元软件计算三组定位检测点的磁场强度，准确定位螺杆轴线；其次，在完成螺杆定位的基础上... 详细信息

混凝土紧固件螺母缺失缺陷直接影响其承载能力，为了保障工程结构安全，提出了利用检测面磁场强度分布特征辨别螺杆螺母缺失缺陷。首先，利用有限元软件计算三组定位检测点的磁场强度，准确定位螺杆轴线；其次，在完成螺杆定位的基础上，仿真计算螺杆轴线上磁场强度的变化规律和特征，用以判断螺杆上是否存在螺母缺失缺陷；最后，搭建稳恒磁场发射与高斯计检测试验平台，测量有无螺母时磁场强度随检测点位置变化的波形，验证了检测方法和仿真计算结果的合理性。研究结果表明，对比无螺母存在的紧固件，M30型螺杆存在螺母时，螺母处磁场强度会发生最大0.23 mT的突变，突变量可以分辨螺杆上有无螺母以及螺母所处相对位置，具有较高的灵敏度和可靠性，对无损检测混凝土结构紧固件中有无螺母缺失缺陷提供了方法支持。

关键词：混凝土紧固件螺母缺失缺陷磁场无损检测

组合荷载下输电线路榫卯—法兰混凝土装配式基础承载性能研究

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电工材料 2024年第3期 76-83页

作者：王彦海邹梦健任文强三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000

榫卯-法兰装配式基础作为新型板式混凝土装配式基础具有适用性较强的优点,但目前缺乏对其承载性能的研究。为探究该类型基础在组合荷载(上拔-水平荷载)下区别传统现浇基础的受力特点和承载性能,通过有限元软件建立基于实际地质环境的榫... 详细信息

榫卯-法兰装配式基础作为新型板式混凝土装配式基础具有适用性较强的优点,但目前缺乏对其承载性能的研究。为探究该类型基础在组合荷载(上拔-水平荷载)下区别传统现浇基础的受力特点和承载性能,通过有限元软件建立基于实际地质环境的榫卯-法兰装配式基础抗拔承载模型和同规格现浇基础抗拔模型,仿真计算基础的应力分布、竖向和水平位移、上拔和水平承载力。结果表明:榫卯-法兰装配式基础的底座变形远低于主柱变形,基础底座的承载能力并未得到充分发挥;其上拔工作性状与现浇基础不存在实质性差异,荷载-位移关系曲线表现为典型的上拔形态,可大致分为直线缓慢上升、塑性加速上升和直线破坏三个阶段;基础的上拔累计位移13 mm左右、水平累计位移10 mm左右时,基础进入极限状态,且极限承载力优于同规格现浇基础,而达到极限状态时的位移与现浇基础相差不大;基础抗拔过程中呈现出“分段传递”的受力特点,在混凝土上柱屈服后,榫卯-法兰连接节点将接收上柱传递的荷载,并在节点位移达到极限后才会继续向基础下柱传递荷载。

关键词：输电线路榫卯-法兰装配式基础组合荷载极限承载力

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防止纹理扭曲的倾斜摄影模型轻量化算法

国外电子测量技术 2024年第3期43卷 67-75页

作者：王彦海张宇昊李成陈树平李恩阳三峡大学电气与新能源学院宜昌443000 中国南方电网超高压输电公司梧州局梧州543002

针对倾斜摄影模型网格简化后出现纹理扭曲的问题,基于二次误差度量算法(quadric error metrics,QEM),提出一种防止纹理扭曲的倾斜摄影模型轻量化算法。该算法依据模型中各顶点的拓扑连接关系对顶点进行分类,对不同类型的顶点制定相应的... 详细信息

针对倾斜摄影模型网格简化后出现纹理扭曲的问题,基于二次误差度量算法(quadric error metrics,QEM),提出一种防止纹理扭曲的倾斜摄影模型轻量化算法。该算法依据模型中各顶点的拓扑连接关系对顶点进行分类,对不同类型的顶点制定相应的折叠策略,并引入顶点起伏度因子、纹理形变因子和顶点一环领域内三角形平均面积对QEM算法中的边折叠代价进行改进。实验结果表明,改进算法可以在高简化率下避免出现纹理扭曲现象,有效保持了模型的几何特征和纹理特征,并且相较于传统QEM算法,改进算法处理的模型最大误差、平均误差和均方差均分别至少降低了43.55%、52.50%和21.61%;在90%简化率的情况下,相较于带纹理模型的简化算法,改进算法处理的模型最大误差、平均误差和均方差分别降低了34.90%、10.61%和12.31%。

关键词：倾斜摄影模型二次误差度量算法网格简化纹理扭曲模型轻量化

基于IPOA-BP的输电塔复合基础极限抗拔承载力预测模型

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国外电子测量技术 2024年第4期43卷 105-116页

作者：杨世强李小来王彦海曹铖马立尹恒伟国网湖北省电力有限公司超高压公司武汉430051 三峡大学电气与新能源学院宜昌443002

为了实现输电塔复合基础极限抗拔承载力的准确预测,克服传统理论、经验公式误差大,计算慢的问题,提出一种改进鹈鹕智能算法(IPOA)来优化BP神经网络的承载力预测模型。首先,利用SPM混沌映射、Levy飞行以及融合非线性惯性权重因子ω的正... 详细信息

为了实现输电塔复合基础极限抗拔承载力的准确预测,克服传统理论、经验公式误差大,计算慢的问题,提出一种改进鹈鹕智能算法(IPOA)来优化BP神经网络的承载力预测模型。首先,利用SPM混沌映射、Levy飞行以及融合非线性惯性权重因子ω的正余弦优化策略,对鹈鹕优化算法(POA)改进;然后,利用IPOA对BP神经网络的权值和阈值参数寻优,得到IPOA-BP预测模型;最后,基于验证后的数值试验构建数据集,对IPOA-BP预测模型进行训练和测试。结果表明,IPOA-BP与POA-BP预测模型相比,方根误差下降65.75%,绝对平均误差下降65.79%,平均相对误差下降65.60%,可见IPOA-BP神经网络能够实现复合基础抗拔承载力较准确的预测,为该类型基础的承载力预测提供了新方法。

关键词：改进鹈鹕优化算法复合基础 BP神经网络 SPM混沌映射正余弦优化策略

银川市2016-2022年手足口病柯萨奇病毒A6型分离株VP1基因特征分析

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宁夏医学杂志 2024年第1期46卷 19-23页

作者：秦红张伟宏马杰纳玮马晓瑞王彦海王光俊樊瑞军银川市疾病预防控制中心宁夏银川750002 宁夏回族自治区人民医院临床医学检验诊断中心宁夏银川750011

目的分析银川市2016-2022年引起手足口病的柯萨奇病毒A6型(CV-A6)VP1的基因特征,为手足口病的防治工作提供有效的参考依据。方法收集2016-2022年银川市手足口病所有CV-A6核酸呈阳性的标本进行病毒分离培养,应用一步法聚合酶链式反应(R... 详细信息

目的分析银川市2016-2022年引起手足口病的柯萨奇病毒A6型(CV-A6)VP1的基因特征,为手足口病的防治工作提供有效的参考依据。方法收集2016-2022年银川市手足口病所有CV-A6核酸呈阳性的标本进行病毒分离培养,应用一步法聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增其VP1区完整基因核酸片段进行核苷酸序列测定,利用测序结果进行系统发育树构建、同源性分析及氨基酸突变位点分析。结果 2016-2022年银川市共分离到手足口病CV-A6型毒株90株,测序后成功获得CV-A6 VP1区全长序列的毒株83株。完整VP1区基因均由915个核苷酸组成,编码305个氨基酸。系统发育分析显示,2016-2022年银川市83株CV-A6分离株均属于D3基因亚型的D3a分支;同源性分析表明,银川市83株CV-A6分离株与原型株Gdula株(AY421764-USA-1949)之间核苷酸相似性为82.1%~84.1%,氨基酸相似性为76.2%~80.5%,遗传距离较远;银川市83株CV-A6分离株与原型株Gdula株的VP1区氨基酸序列比较发现32个氨基酸位点出现变异。结论 2016-2022年银川市手足口病83株CV-A6分离株均属于D3基因亚型的D3a分支。加强对CV-A6的持续监测及基因特征分析,对科学防控CV-A6引起的手足口病及其疫苗研发具有重要意义。

关键词：手足口病柯萨奇病毒A6型基因特征分析

基于机器学习的多目标输电线路智能化监测方法设计研究

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电力科学与技术学报 2023年

作者：周冬阳王彦海刘晓亮国网兰州供电公司三峡大学电气与新能源学院三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心

输电线路在电网日常运行和输电工作中的作用至关重要。随着国家大力发展数字化和信息化电网运维策略，通过智能化的监测技术对输电线路的问题进行及时地发现和维护可降低由于输电线路故障造成的经济损失。本文首先以PIC16F876A单片机为... 详细信息

输电线路在电网日常运行和输电工作中的作用至关重要。随着国家大力发展数字化和信息化电网运维策略，通过智能化的监测技术对输电线路的问题进行及时地发现和维护可降低由于输电线路故障造成的经济损失。本文首先以PIC16F876A单片机为主控制器的电路系统，选择DS18B20数字式温度传感器、拉力传感器、BCT-2型传感器、ADXL325型加速度传感器进行输电线路覆冰预警监测、温度监测、输电线路微风振动监测数据的采集，通过CC2430芯片构建ZigBee传感器网络，实现监测数据的协调和转发。最后通过SCCM模块应用LTE网络向软件系统推送线路监测结果。在多目标智能化监测方法方面，本文构建径向基函数（RBF）神经网络模型，使用经过预处理的由在线监控而来的实时数据或者历史数据集进行模型的训练，生成适用于输电线路传感器及设备监控的RBF神经网络模型，使用测试数据对最终生成的模型进行测试和验证，确认模型能够起到输电线路传感器及设备状态监控的作用。同时，本文基于输电线路传感器及设备的故障类型和异常问题，对基于AdaBoost算法的输电线路传感器及设备故障诊断模型进行设计，实现故障的自动定位和分类。整体而言，应用了RBF神经网络技术和AdaBoost算法的输电线路在线巡检系统比传统的人工巡检、故障维修的控制方式更能符合工程实际的需求。

关键词：输电线路多目标智能化监测 RBF神经网络

坡脚岩体劣化条件下库区软硬互层反倾岩质边坡的破坏机制和稳定性

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土木工程学报 2023年第S1期56卷 181-193页

作者：江巍齐志宇邓华锋徐建城王彦海三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室湖北宜昌443002

大型水电工程库区内的软硬互层反倾岩质边坡,坡脚岩体位于消落带范围内时其物理力学性质在周期性水-岩作用下可能劣化,威胁边坡的整体稳定性。基于三峡库区典型岩石和结构面在干湿循环作用下的物理力学性质劣化研究成果,选取砂岩和砂质... 详细信息

大型水电工程库区内的软硬互层反倾岩质边坡,坡脚岩体位于消落带范围内时其物理力学性质在周期性水-岩作用下可能劣化,威胁边坡的整体稳定性。基于三峡库区典型岩石和结构面在干湿循环作用下的物理力学性质劣化研究成果,选取砂岩和砂质泥岩为硬岩和软岩原型,建立软硬岩层等厚的互层反倾边坡数值模型,使用GDEM软件模拟坡脚岩体劣化条件下的边坡变形破坏过程,揭示其破坏机制并明确稳定性演化规律。研究表明:坡脚岩体劣化条件下软硬互层反倾岩质边坡的破坏存在诱发型和触发型两种机制。诱发型机制下坡脚岩体劣化后的变形导致边坡破裂面出现,随着劣化程度增加破裂面不断向上延伸,最终边坡失稳或形成倾倒趋势。触发型机制下坡脚岩体劣化打破了边坡沿已存在的非贯通破裂面的力学平衡,导致边坡失稳破坏。诱发型机制下,边坡破裂面多为上陡下缓的折线,转折点位于劣化区与非劣化区的区域分界,岩层倾角α和坡角β是决定该折线形态的主要因素。坡脚岩体劣化条件下边坡安全系数初期下降幅度较大,后期下降幅度趋缓,安全系数的下降幅度与岩层倾角α之间存在明显的正相关关系。

关键词：软硬互层反倾岩质边坡坡脚劣化破坏机制稳定性