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面向数字孪生低压配电网的基于Gabor-YOLO算法的架空线高效识别方法研究

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电测与仪表 2023年第3期60卷 40-46页

作者：陆煜锌赵云肖勇蔡梓文王鹏南方电网科学研究院有限责任公司广州510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广州510640 武汉吉嘉时空信息技术有限公司武汉430000

从各种测量装置中实时获取和更新电力线路运行状态是低压配电网数字孪生的基础,获取电力线路运行状态的首要任务是对电力线进行精准识别。文中针对低压配电架空线路航拍图像背景复杂、遮挡严重、目标特征微弱的问题,提出了基于Gabor-YOL... 详细信息

从各种测量装置中实时获取和更新电力线路运行状态是低压配电网数字孪生的基础,获取电力线路运行状态的首要任务是对电力线进行精准识别。文中针对低压配电架空线路航拍图像背景复杂、遮挡严重、目标特征微弱的问题,提出了基于Gabor-YOLO的算法,用于低压架空电力线的高效提取。利用改进的Gabor算子对预处理后的灰度图像进行特征提取,在图像中分割出前景区域;在改进YOLO网络模块中,对电力线及辅助目标进行定位和识别,最终提取出电力线。实验结果表明,改进的Gabor算子可以快速提取出图像前景区域,改进的YOLO网络可以在前景区域中准确提取出电力线。实验结果证明所提方法相比于YOLOv4等方法具有更高的准确率和提取速度,mAP值可达93.6%,满足实际工作需要。

关键词：数字孪生低压配电网电力线提取 Gabor-YOLO

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电力物联网终端非法无线通信链路检测方法

电工技术学报 2020年第11期35卷 2319-2327页

作者：肖勇钱斌蔡梓文洪亮苏盛南方电网科学研究院广州510663 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

散布于电力系统各处的配用电终端及输电系统在线监测物联网终端多采用2G的通信无线分组业务(GPRS),通过电信服务商的无线虚拟专网通信,存在接入非法无线通信链路的安全风险。尽管3G和4G支持双向身份认证,可避免接入非法无线通信链路,但... 详细信息

散布于电力系统各处的配用电终端及输电系统在线监测物联网终端多采用2G的通信无线分组业务(GPRS),通过电信服务商的无线虚拟专网通信,存在接入非法无线通信链路的安全风险。尽管3G和4G支持双向身份认证,可避免接入非法无线通信链路,但在物联网终端向下兼容特性影响下,相关风险在支持GPRS的通信物联网终端退出运行前将始终存在。针对电力物联网终端可能接入非法无线通信链路的问题,利用电力物联网终端和通信基站均为固定位置部署、物联网终端感知的合法通信基站信号强度具有相同变化趋势的特点,将真、伪通信基站在信号强度变化模式上的差异性特征用作无线通信基站的特征指纹,提出基于基站信号强度历史曲线密度聚类的非法无线通信链路检测方法。数值仿真表明所提方法可在有限计算资源和通信资源的约束下、在设置的时间窗内有效甄别非法无线通信链路,提高电力物联网终端的安全防护水平。

关键词：非法无线通信链路信号强度聚类分析无线虚拟专网

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基于原子模式的新音频事件检测

基于原子模式的新音频事件检测

作者：蔡梓文华南理工大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的快速发展和手持录音设备的普及,人们可获取的音频数据呈爆炸式增长。为了有效管理、利用海量音频数据,对音频事件检测技术的研究成为一大热点。目前的音频检测算法主要针对预先定义的音频类型,而对新音频事件发现的研... 详细信息

随着互联网技术的快速发展和手持录音设备的普及,人们可获取的音频数据呈爆炸式增长。为了有效管理、利用海量音频数据,对音频事件检测技术的研究成为一大热点。目前的音频检测算法主要针对预先定义的音频类型,而对新音频事件发现的研究相对欠缺。本文定义的新音频事件是指在未知的音频流中,人们可能感兴趣的一类音频事件,其数量在某一段时间内大于其他类音频事件。由于新音频事件的类型只有在将其检测出来之后才可得知,故新音频事件发现属于无监督学习的范畴。本文主要对传统的矢量量化方法进行改进,提出了一种基于原子模式的新音频事件发现方法,并通过实验验证其性能:1、在码本训练阶段,用多维正态分布表示码字,结合模糊聚类思想,使一个样本在码本训练划分时,可依概率隶属于多个码字,实现了“软分类”,减少了量化误差;2、在码字搜索阶段,考虑目标音频事件的准平稳特性,提出了一种基于动态规划的编码方法。该方法对每一段音频的编码进行平滑,能减少冲击杂音等背景噪音的影响,提高系统在复杂的音频环境中的稳定性。3、在码字索引阶段,将包含样本数目较多的码字作为“高频码字”,统计每一段音频中隶属于高频码字的帧数的比例,并以此为依据实现对新音频事件的筛选。4、设计并实现了一个新音频事件检测系统。实验表明,当目标音频类型占比达20%以上,或者目标音频时长是次大类音频的3倍以上时,系统普遍可实现新音频发现的目标。对目标音频样本的抽取也取得了良好的效果。综上所述,本文方法在对待处理音频集无先验知识的情况下,提供了一种发现新音频事件的解决方案,弥补了该场景下研究工作的欠缺。

关键词：新音频事件矢量量化模糊聚类音频原子准平稳

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同方学位论文库

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基于设备噪声估计的录音设备源识别

吉林大学学报（工学版） 2017年第1期47卷 274-280页

作者：邹领贺前华邝细超李洪滔蔡梓文华南理工大学电子与信息学院广州510641

针对录音设备源识别问题,首先分析了语音录音的产生过程,在此基础上提出了一种基于设备噪声估计的录音设备指纹,为了获取充分的设备噪声,使用了一个包含两种噪声估计算法的设备噪声估计器。为了验证提出的设备指纹的有效性,同时考虑了5... 详细信息

针对录音设备源识别问题,首先分析了语音录音的产生过程,在此基础上提出了一种基于设备噪声估计的录音设备指纹,为了获取充分的设备噪声,使用了一个包含两种噪声估计算法的设备噪声估计器。为了验证提出的设备指纹的有效性,同时考虑了5种分类方法来进行录音设备源识别,并在两个录音库上进行了实验。其中一个包含22个录音设备,该22个设备分别来自4类常用的录音设备,另一个音库包含21个手机的语音录音。实验结果证明了本文方法的有效性。

关键词：信息处理技术数字音频取证录音设备源识别噪声估计

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电力系统时间同步攻击研究综述

电网技术 2020年第10期44卷 4035-4045页

作者：钱斌蔡梓文肖勇张恒彭曙蓉苏盛曹一家南方电网科学研究院有限公司广东省广州市510080 智能电网运行与控制湖南省重点实验室(长沙理工大学) 湖南省长沙市410014

传统上,电力系统网络安全防护主要依赖基于安全边界的纵深防护体系,对其他形态网络攻击考虑不足。分散分布的电力监控系统高度依赖时间同步系统进行电网的监视与保护控制,卫星时间同步攻击可诱骗时间同步装置输出错误的时钟同步信号,造... 详细信息

传统上,电力系统网络安全防护主要依赖基于安全边界的纵深防护体系,对其他形态网络攻击考虑不足。分散分布的电力监控系统高度依赖时间同步系统进行电网的监视与保护控制,卫星时间同步攻击可诱骗时间同步装置输出错误的时钟同步信号,造成时间紊乱,并通过电力监控系统工作机制造成攻击破坏后果。分析了电力系统时间同步的机制与时间同步欺骗攻击原理,结合典型电力监控系统工作机制,分析了时间同步攻击的危害模式和破坏后果,总结了应用各种检测技术检测和防护时间同步攻击的有效性,最后结合最新时间同步装置技术规范和不同电力监控系统对时间偏差的容许范围,分析了新规范对不同类型电力监控系统时间同步攻击防护的有效性。

关键词：电力系统时间同步攻击网络攻击攻击检测

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一种无线传感器网络密钥预分配的簇重组方案

网络安全技术与应用 2023年第2期 66-68页

作者：王浩林崔超蔡梓文伍少成李思鉴南方电网科学研究院广东510000 深圳供电局有限公司广东581000

传感器节点的能量限制带来了问题,使得实施复杂的安全措施变得不可能。为了在无线传感器网络中提供安全性,先前相关研究人员提出了多种密钥预分配方案。尽管这些密钥分配方案存在各种改进,但没有提供单独的机制来过滤恶意节点。本文提... 详细信息

传感器节点的能量限制带来了问题,使得实施复杂的安全措施变得不可能。为了在无线传感器网络中提供安全性,先前相关研究人员提出了多种密钥预分配方案。尽管这些密钥分配方案存在各种改进,但没有提供单独的机制来过滤恶意节点。本文提出了一种新的簇群重组技术方案,用来改进密钥预分配,同时检测和删除恶意节点。该方案包括对密钥空间中的信息操作的过程和节点的重组,通过簇群重组能够减少为入侵者提供有用信息的节点数量,使得网络受到破坏的可能性降低。最后方案性能评价与分析结果表明,当受到损害的节点数量接近阈值时,簇群得到了有效的重组,即超过该阈值时,整个通信有可能受到损害。

关键词：密钥预分配方案无线传感器网络密钥操作簇群

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基于孤立森林算法的配电网线损异常判定

电力系统保护与控制 2021年第16期49卷 12-18页

作者：徐迪陆煜锌肖勇赵云蔡梓文丁李南方电网科学研究院有限责任公司广东广州510663 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

线损异常分析在低压配电网的发展规划中具有重要意义。现阶段线损的异常判定多采用阈值分析法,在时效性和准确性上存在很大的局限性。随着智能电网的推广,提出了一种基于孤立森林离群点检测算法的线损异常判定方案。首先采用k-means算... 详细信息

线损异常分析在低压配电网的发展规划中具有重要意义。现阶段线损的异常判定多采用阈值分析法,在时效性和准确性上存在很大的局限性。随着智能电网的推广,提出了一种基于孤立森林离群点检测算法的线损异常判定方案。首先采用k-means算法将低压台区按照不同的负载工况进行聚类,而后采用孤立森林算法计算台区数据的异常分数,最后对获取的异常分数进行阈值分析,得到最终的线损异常数据。在IEEE标准配电网络上进行仿真分析,并用电网实际台区的运行数据进行验证。结果表明,所提异常判定算法具有较高的准确性。这种基于数据挖掘技术的异常分析方法在线损精细化管理中将发挥越来越大的作用。

关键词：低压配电网线损异常离群点检测孤立森林算法

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计量自动化系统卫星时间同步攻击危害与防护

南方电网技术 2020年第1期14卷 3-9,17页

作者：刘亮苏盛钱斌蔡梓文肖勇智能电网运行与控制湖南省重点实验室(长沙理工大学) 长沙410114 南方电网科学研究院广州510663

针对卫星导航系统的网络攻击可造成时间和空间位置基本信息错乱,已发展成为网络空间的现实威胁。计量自动化系统以卫星时钟源为主用,通过分层级对时机制使得分散分布的计量终端工作在统一时间基准上。卫星时间同步攻击可转发或发送伪造... 详细信息

针对卫星导航系统的网络攻击可造成时间和空间位置基本信息错乱,已发展成为网络空间的现实威胁。计量自动化系统以卫星时钟源为主用,通过分层级对时机制使得分散分布的计量终端工作在统一时间基准上。卫星时间同步攻击可转发或发送伪造的卫星导航电文,诱使电力时间同步装置输出错误时间,进而借助电力监控系统工作机制展开攻击破坏。在分析电力时间同步装置工作机制与计量系统时间同步与业务功能实现机制的基础上,总结了卫星时间同步攻击的攻击破坏模式及危害。基于卫星时钟信号与晶振频率误差特点,构建基于补偿恒温晶振频漂后的时间参考体系,检测卫星时钟源在短时间尺度和长时间尺度下是否异常,确保计量主站侧卫星时钟源的可靠性。基于FPGA的实验结果表明,该方法可有效检测和规避虚构卫星时钟的时间同步攻击影响。

关键词：计量自动化系统卫星时钟源时间同步攻击攻击防护

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论农村中学道德与法治课运用分层教学的策略