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基于图注意力网络的配电网分布式光伏实时消纳能力评估方法

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电力自动化设备 2024年

作者：白泽刘灏毕天姝华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室

大规模分布式光伏接入加剧了配电网运行的复杂度与不确定性，实时准确评估配电网分布式光伏消纳能力成为系统安全运行的迫切需求。针对传统评估方法依赖大量仿真计算难以满足实时性的问题，同时应对传统人工智能方法难以适应配电网拓扑... 详细信息

大规模分布式光伏接入加剧了配电网运行的复杂度与不确定性，实时准确评估配电网分布式光伏消纳能力成为系统安全运行的迫切需求。针对传统评估方法依赖大量仿真计算难以满足实时性的问题，同时应对传统人工智能方法难以适应配电网拓扑频繁变化的情况，基于图注意力网络模型提出一种配电网分布式光伏实时消纳能力评估方法，该方法结合网络拓扑结构，充分挖掘有关光伏消纳的节点特征，提高模型在拓扑结构频繁变化时的适应性。通过节点光伏消纳能力回归模型和节点光伏消纳制约条件分类模型，实时评估配电网各节点光伏消纳能力，并确定各节点光伏消纳的制约条件。仿真算例表明，所提方法在面对已知拓扑时拥有较好准确性与实时性，面对未知拓扑时拥有较好的泛化能力。

关键词：配电网分布式光伏实时消纳能力拓扑泛化能力图注意力网络

复杂环境下基于强化学习的自主移动机器人路径规划算法研究

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复杂环境下基于强化学习的自主移动机器人路径规划算法研究

作者：白泽琨西安理工大学

学位级别：硕士

自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot,AMR)因其体积小、部署灵活以及可独立完成任务等优点,在生物医学、空间探索、工程设备检修等领域获得了广泛的应用前景。路径规划是AMR实现自主运动的核心技术之一,是其完成自主导航与既定任务... 详细信息

自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot,AMR)因其体积小、部署灵活以及可独立完成任务等优点,在生物医学、空间探索、工程设备检修等领域获得了广泛的应用前景。路径规划是AMR实现自主运动的核心技术之一,是其完成自主导航与既定任务的基础。目前大多的传统路径规划算法为AMR进行路径规划导航时,不仅需要大量的环境先验信息还有可能陷入局部最优解,因此难以在环境信息未知、环境中存在干扰以及障碍物动态变化等情况下执行导航任务。基于强化学习的路径规划方法可以不需要任何先验经验,并通过AMR与环境交互进行自主学习与决策,使AMR具有自主学习与适应不同环境的能力,但是也存在收敛速度慢、探索效率低等问题。本文基于强化学习方法,针对不同未知环境下AMR的路径规划问题进行了研究,提出了相应的改进强化学习算法模型。主要工作如下:(1)为了解决AMR在未知环境下的最优路径规划问题,如收敛速度慢、容易与障碍物接触碰撞等,提出了一种基于花粉授粉算法(FPA)的改进Q-Learning算法(Modified Q-Learning with Flower Pollination Algorithm,MQ-FPA)。首先,利用 Q-Learning 算法建立AMR与环境的交互关系,并设计了基于人工势场方法的连续奖励函数,提高算法学习效率。然后,利用FPA算法对Q-Learning算法的Q表进行初始化,使AMR能够不再从零开始探索环境,而是根据FPA获得的先验经验以完成更优的探索,提高Q-Learning算法的收敛速度。最后,仿真结果表明,与传统的Q-Learning算法相比,所提出的MQ-FPA算法具有适应性更强、路径规划速度更快、在不同障碍物环境下的避障性能更好等优点。(2)针对AMR在现实环境下进行路径规划时存在对环境信息依赖性大、计算时间长、抗干扰能力弱等问题,提出了一种基于改进深度强化学习的路径规划算法,指导AMR在未知环境下找出最优路径。首先,将AMR的路径规划描述为马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP)框架,并利用 Double Deep Q Networks(DDQN)获得 AMR路径规划的最优自适应解。其次,设计了一个集成启发式函数的综合奖励函数,以引导AMR安全且快速的接近目标区域。然后,设计了一种自适应ε-greedy动作选择策略,以解决DQN算法探索与开发之间的困境,结合优化的深度神经网络进一步提高AMR路径规划的全局搜索能力和收敛性能。此外,还利用Bezier曲线理论来平滑规划路径。最后,本文进行了比较仿真,以评估我们提出的路径规划算法。结果表明,与DQN、A*、RRT、APF算法相比,我们改进的DDQN算法能生成更安全、更短的全局路径。同时,IDDQN算法对未知环境中的随机扰动具有较强的适应性。(3)为实现AMR在具有静态与动态障碍物的混合未知环境下完成路径规划,提出了一种基于改进Dueling Double DQN(D3QN)算法模型。该算法在提高D3QN算法学习效率的同时确保AMR可输出安全且光滑的最优避碰路径。首先,在D3QN算法模型的基础上构建综合奖励函数,从而引导AMR安全快速地向目标点移动。其次,将优先经验回放技术整合入D3QN算法的框架,以增加重要样本的利用率,加速算法的收敛。随后,引入融合动作掩码操作的自适应贪婪策略,提升AMR的动态避障性能并保证其在后期执行动作的最优性。接着,通过B样条曲线对规划所得路径进行平滑处理,使得最终路径更加符合实际环境中AMR的行动轨迹。最后,在静态和动态环境中对所提出的ID3QN算法性能进行了验证。仿真结果表明在静态环境下ID3QN算法比DDQN算法收敛速度更快、训练结果更稳定,同时ID3QN生成的路径在确保路径长度更短的同时确保路径地光滑性。在未知动态环境中,ID3QN生成的路径可以使AMR成功避开或绕过移动障碍物并完成路径规划任务。

关键词：自主移动机器人路径规划强化学习深度强化学习 Q-Learning算法 DDQN算法 D3QN算法

融合注意力机制的深度学习运动想象特征分类研究

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融合注意力机制的深度学习运动想象特征分类研究

作者：白泽鹏西安理工大学

学位级别：硕士

运动想象(Motor Imagery Electroencephalogram,MI-EEG)作为脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)技术的重要分支之一,已成为学术界用来洞察身体运动意念与大脑活动复杂联系的独特窗口,在交通、医疗、军事和娱乐等领域展现出广泛的... 详细信息

运动想象(Motor Imagery Electroencephalogram,MI-EEG)作为脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)技术的重要分支之一,已成为学术界用来洞察身体运动意念与大脑活动复杂联系的独特窗口,在交通、医疗、军事和娱乐等领域展现出广泛的前景。针对运动想象特征分类精度有待提高,复杂神经网络算力要求过高等问题,本文完成主要工作如下:(1)提出一种针对运动想象特征提取的双流神经网络(Two-current time-frequency neural network,TTNN),使用两种轻量化网络EEGNet和改进型TCN-block,组成串联结构降低模型复杂度减少资源消耗。为了提高运动想象分类精度,从脑电信号多维特征提取角度出发,采用双流的设计思想,构建“时空流”和“频空流”并行结构。在“时空流”中使用EEGNet和TCN-block分别作为第一、二层网络来提取MI-EEG空域和时域特征,在“频空流”中使用小波变换进行频域特征预处理后重复“时空流”步骤实现时频空多维特征提取网络架构,完成对运动想象分类精度的提高。(2)设计了融合注意力机制的三维神经网络(Three dimensional neural networks of attention,TDNN)。为了进一步提升频域和空域特征提取效果,舍弃了 TTNN在原先频、空域上使用的时域特征处理结构,根据频域和空域特性引入注意力机制进行权重计算,提高特征提取精度。针对时域特征处理,在保留TTNN网络“时空流”结构的基础上使用全连接神经网络进行时域特征优化,后续完成对时频空三维特征融合和特征分类结构的设计。为了验证本文提出的2种网络的分类精度及其泛化性,本文使用BCI-IV2a和BCI-IV2b数据集分别对2种网络进行测试。实验结果表明,在2a数据集中TTNN通过对比23年提出的3DCSPNet和MBANet网络,拥有0.4%和0.6%的分类精度提升。TDNN对比TTNN具有3%的分类精度和Kappa值提升。2种网络在2b数据集上同样具有较好的二分类效果,证明了本文设计两种网络拥有较好的泛化性。

关键词：脑电信号运动想象双流神经网络注意力机制三维神经网络

基于测井解释模型与平均影响值法联合优化的煤层气含量预测方法

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地球物理学进展 2024年第05期 1863-1873页

作者：白泽谭茂金白洋吴海波安徽理工大学矿山地质灾害防治安徽省高校重点实验室中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院

为了进一步提高地球物理测井技术对煤层气含量的预测效果，本研究提出将煤储层含气性测井解释模型(LIM, Log Interpretation Model)参数引入到煤层气含量预测模型的构建过程中，并基于平均影响值法(MIV, Mean Impact Value)优选了支持... 详细信息

为了进一步提高地球物理测井技术对煤层气含量的预测效果，本研究提出将煤储层含气性测井解释模型(LIM, Log Interpretation Model)参数引入到煤层气含量预测模型的构建过程中，并基于平均影响值法(MIV, Mean Impact Value)优选了支持向量机(SVM)建模输入参数.最后通过网格搜索法构建了一种用于预测煤层气含量的LIM-MIV-SVM模型，并以淮南煤田实际测井资料为例，对比分析了构建的LIM-MIV-SVM模型与测井曲线多元回归模型、常规测井SVM模型和LIM-SVM模型的煤层气含量预测效果.结果表明：LIM-MIV-SVM模型对煤层气含量的预测精度最高，其次是LIM-SVM模型和常规测井SVM模型，测井曲线多元回归模型的预测精度最低，说明机器学习方法相比于传统的测井解释方法存在优势，合理地引入煤储层测井解释参数对于提高煤层气含量的预测精度是可行的.构建的LIM-MIV-SVM模型是多源测井数据融合和输入数据集筛选共同优化的结果，能够为煤层气资源勘探及其储层评价提供技术支撑，且本研究的建模策略及思想也可广泛应用于其他机器学习建模研究领域.

关键词：测井解释模型平均影响值法支持向量机煤层气含量预测

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纳米保鲜型食品新鲜度指示材料的制备及其应用

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中国食品学报 2024年第6期24卷 223-236页

作者：于东雯刘展旭白洪宾刘秀奇吉林农业大学食品科学与工程学院长春130118

随着食品包装在食品品质安全中扮演越来越重要的角色,新鲜度指示材料已成为当下的研究热点。一方面可以阻隔微生物的进入,有效抑制微生物的滋生和繁殖,确保食品包装内部环境的稳定性,进而改变食品品质;另一方面,它可以监测并指示包装内... 详细信息

随着食品包装在食品品质安全中扮演越来越重要的角色,新鲜度指示材料已成为当下的研究热点。一方面可以阻隔微生物的进入,有效抑制微生物的滋生和繁殖,确保食品包装内部环境的稳定性,进而改变食品品质;另一方面,它可以监测并指示包装内部的环境变化反馈食品品质信息。本文以食品级高分子材料高直链玉米淀粉(HAMS)、聚乙烯醇(PVA)为主要原料,负载复合型pH指示剂MR-BB(甲基红与溴百里酚蓝混合物),利用超声分散法将高抑菌性的纳米二氧化钛(nano-TiO_(2))分散于其中,同时利用交联剂甘油、疏水剂尿素,构建高分子三维立体网状结构,优化其物化性质。用溶液聚合和流延成膜的方法制备具有p H响应性的纳米保鲜-食品新鲜度指示材料(AFIF)。综合各项基础性能可知,高直链玉米淀粉和PVA添加量的体积比为7∶3,甘油添加量为2%,尿素添加量为2%。构筑牛奶新鲜度下降的环境模型(二氧化碳气氛),通过数据对比和优化AFIF膜的p H响应性的灵敏度及其准确性,可知MR-BB最佳体积比为1∶2,最佳添加量为6%。对AFIF膜的抑菌性能以及对市售牛奶的保鲜性能进行分析,当nano-TiO_(2)的添加量为0.15 g时(每100 mL膜液),抑菌率可高达80%左右。实际应用结果表明,常温贮藏时,非抗菌型AFIF膜组在36 h后液态奶失去可食用价值,而AFIF膜包装的牛奶仍保持较好的品质,直到72 h,该组液态奶失去食用价值,此时AFIF膜对变质牛奶的检出时间为3 min 35 s,膜颜色由蓝绿色(初始)转变为深黄色,初始变色面积为10%(膜面积为9 cm^(2)),变色完成时间为33 min 31 s,色差值可达5.91。AFIF膜对市售液态牛乳具有明确的保鲜和新鲜度指示功能。

关键词：保鲜新鲜度膜纳米二氧化钛市售液态奶

酶解玉米蛋白粉替代鱼粉和豆粕对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响

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畜牧兽医学报 2024年

作者：白国松滕春然王俊洪钟儒清马腾中国农业科学院北京畜牧兽医研究所畜禽营养与饲养全国重点实验室

旨在探究不同水平酶解玉米蛋白粉（enzymatic corn gluten meal， MCGM）对断奶仔猪生长性能、肠道屏障、消化酶活性和肠道微生物组成的影响。试验选取240头体重为5.71±0.79 kg的健康断奶仔猪（21日龄，杜×长×大），基于体重接近原... 详细信息

旨在探究不同水平酶解玉米蛋白粉（enzymatic corn gluten meal， MCGM）对断奶仔猪生长性能、肠道屏障、消化酶活性和肠道微生物组成的影响。试验选取240头体重为5.71±0.79 kg的健康断奶仔猪（21日龄，杜×长×大），基于体重接近原则，随机分配至5个试验组：5%普通玉米蛋白粉（corn gluten meal， CGM）组，5%鱼粉（fish meal， FM）组以及5%、10%和15%酶解玉米蛋白粉组（MCGM1、MCGM2和MCGM3），进行为期14 d的饲养试验。结果显示：1）MCGM1和FM组断奶仔猪的料重比F/G显著小于CGM、MCGM2和MCGM3组（P白酶和糜蛋白酶的活性显著提高（P<0.05）。3）MCGM1和MCGM3组的十二指肠绒隐比极显著高于CGM组和FM组（P<0.05）。同时，与MCGM2和MCGM3组相比，MCGM1组的肠道屏障基因（Occludin和ZO-1）表达水平显著升高（P<0.05）。4）MCGM1组仔猪回肠特征菌为f＿＿Peptostreptococcaceae、o＿＿Peptostreptococcales-Tissierellales和g＿＿Terrisporobacter，盲肠中为o＿＿Veillonellales-Selenomonadales；FM组仔猪回肠特征菌为g＿＿Lactobacillus和g＿＿Prevotella。综上所述，添加5%的MCGM可以显著提高断奶仔猪十二指肠和空肠的消化酶活性，并能增强肠道屏障功能，进而改善生长性能。

关键词：酶解玉米蛋白粉断奶仔猪生长性能肠道健康

HPLC法同时测定复方双花片中10个成分的含量

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药物分析杂志 2024年第2期44卷 242-248页

作者：尚朝利白泽方樊轻亚信阳职业技术学院信阳464000

目的:采用高效液相色谱(HPLC)技术,建立同时测定复方双花片中新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、连翘酯苷A、3,4-二-O-咖啡酰奎宁酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、4,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、连翘苷、穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯10个成分含量的方法... 详细信息

目的:采用高效液相色谱(HPLC)技术,建立同时测定复方双花片中新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、连翘酯苷A、3,4-二-O-咖啡酰奎宁酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、4,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、连翘苷、穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯10个成分含量的方法。方法:复方双花片样品用50%甲醇水超声提取,采用Agilent Zorbax SB-C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱分析,流动相为乙腈-0.15%磷酸水溶液,梯度洗脱,流速1.0 mL·min^(-1),柱温30℃,进样量10μL,检测波长327 nm(检测新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、连翘酯苷A、3,4-二-O-咖啡酰奎宁酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、4,5-二-O-咖啡酰奎宁酸)和226 nm(检测连翘苷、穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯)。结果:新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、连翘酯苷A、3,4-二-O-咖啡酰奎宁酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、4,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、连翘苷、穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯质量浓度分别在4.071~40.71μg·mL^(-1)(r=0.9999)、20.16~201.6μg·mL^(-1)(r=0.9999)、4.730~47.30μg·mL^(-1)(r=0.9999)、4.536~45.36μg·mL^(-1)(r=0.9998)、1.817~18.17μg·mL^(-1)(r=0.9999)、2.266~22.66μg·mL^(-1)(r=0.9997)、3.321~33.21μg·mL^(-1)(r=0.9999)、3.462~34.62μg·mL^(-1)(r=0.9996)、2.111~21.11μg·mL^(-1)(r=0.9999)和2.290~22.90μg·mL^(-1)(r=0.9997)与峰面积呈良好的线性关系;平均回收率(RSD)(n=6)分别为101.3%(2.1%)、103.0%(1.5%)、100.9%(2.0%)、101.1%(2.0%)、98.4%(1.6%)、102.2%(2.4%)、98.2%(1.3%)、97.8%(2.0%)、99.0%(2.0%)和96.4%(1.1%);4批样品中上述10个成分的含量分别为1.685~2.649 mg·g^(-1)、12.202~13.780 mg·g^(-1)、2.415~2.594 mg·g^(-1)、1.340~1.919 mg·g^(-1)、0.501~0.791 mg·g^(-1)、0.891~1.342 mg·g^(-1)、1.299~2.105 mg·g^(-1)、1.147~1.504 mg·g^(-1)、0.654~0.694 mg·g^(-1)、0.846~1.151 mg·g^(-1)。结论:所建立的方法简单准确,可用于复方双花片的质量控制与评价。

关键词：复方双花片高效液相色谱化学成分含量测定质量控制

制造名城,幸福株洲:株洲市国土空间总体规划探析

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规划师 2024年第8期40卷 137-144页

作者：夏慧君白洪昌玉智华株洲市规划测绘设计院规划研究分院

针对高质量发展阶段制造工业城市转型升级面临的新趋势,提出绿色低碳转型、完善支撑体系、优化产业空间、多领域联动发展、产业智能制造升级的制造工业城市国土空间规划策略。同时,以株洲市国土空间总体规划为例,在确定株洲市国土空间... 详细信息

针对高质量发展阶段制造工业城市转型升级面临的新趋势,提出绿色低碳转型、完善支撑体系、优化产业空间、多领域联动发展、产业智能制造升级的制造工业城市国土空间规划策略。同时,以株洲市国土空间总体规划为例,在确定株洲市国土空间总体规划的任务目标和7大发展战略的基础上,解析株洲市国土空间总体规划的核心内容,以期为其他相似地区的规划提供参考。

关键词：制造工业城市转型升级新趋势株洲市

基于多角度双层偏差度量的封闭空间SAR多径抑制方法

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雷达学报（中英文） 2024年第4期13卷 761-776页

作者：林赟赵甲萌王彦平李洋申文杰白泽朝蒋雯北方工业大学信息学院雷达监测技术实验室北京100144

合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候非接触式监测的优势,是封闭空间安全监测的重要工具。然而,SAR应用于复杂封闭空间时,易受多径效应影响,导致图像存在大量虚像,严重影响判读。现有方法需要场景先验进行多径推算或通过子孔径加权融合... 详细信息

合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候非接触式监测的优势,是封闭空间安全监测的重要工具。然而,SAR应用于复杂封闭空间时,易受多径效应影响,导致图像存在大量虚像,严重影响判读。现有方法需要场景先验进行多径推算或通过子孔径加权融合抑制多径,但都难以准确区分多径虚像与目标图像。该文提出了一种新的多角度双层偏差度量方法,可有效获取多径虚像与目标间的特征差异。该方法首先采用大视角差对观测场景进行多角度观测,可充分利用多径虚像位置随观测角度变化,而实际目标位置保持不变的特性。然后使用双层偏差度量算法,该算法根据多径在多角度序列中的稀疏性,两次计算序列幅度值与序列均值的偏差,精准检测出稀疏、不稳定的多径成分并去除,对剩余稳定成分取均值。这样,在保留目标信息的同时有效抑制多径。最后,仿真和毫米波雷达实际数据处理验证了该文方法的有效性。

关键词：毫米波雷达多径抑制多角度观测双层偏差度量封闭空间