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基于深度学习的输电线识别和绝缘子缺陷检测方法研究

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基于深度学习的输电线识别和绝缘子缺陷检测方法研究

作者：詹叶君中国计量大学

学位级别：硕士

输电线路长期暴露在野外环境下,容易造成输电线被异物贴附、腐蚀、断股,绝缘子破损、闪络等诸多隐患,对电力传输的安全性和稳定性构成极大威胁。因此定期巡检输电线路并及时发现输电线路关键部件的故障对确保电力传输安全具有重要意义... 详细信息

输电线路长期暴露在野外环境下,容易造成输电线被异物贴附、腐蚀、断股,绝缘子破损、闪络等诸多隐患,对电力传输的安全性和稳定性构成极大威胁。因此定期巡检输电线路并及时发现输电线路关键部件的故障对确保电力传输安全具有重要意义。传统的输电线路巡检方式以人工巡检为主,效率低、成本高、误检率大。如何在复杂多样的背景中高效、快速、准确地识别出输电线是实现输电线路部件缺陷检测的前提。本文以实际场景中无人机航拍的输电线图像和收集到的绝缘子缺陷图像作为研究对象,利用深度学习方法实现对输电线的高效识别和绝缘子缺陷的自动化检测,具体的工作内容包括以下四个方面:(1)分析并对比了国内外有关输电线识别和绝缘子缺陷检测方法的优缺点,确定了以基于深度学习的语义分割方法和目标检测方法来识别本文实验中的输电线和绝缘子缺陷数据集。(2)利用无人机航拍收集输电线视频数据,对视频数据分帧保存处理,采用高斯金字塔下采样降低图像分辨率,对输电线图像采用Mosaic数据增强方式扩充图像。收集了三种绝缘子缺陷数据集,对其中的高分辨率图像采用重叠式滑动窗口切分方法裁剪出小目标绝缘子图像,利用图像增强库Augmentor和Mosaic数据增强方式扩充绝缘子图像,通过标注软件对输电线和绝缘子缺陷数据集进行标注,制作成VOC格式。(3)针对输电线识别任务的需求,构建了一种基于MobileNetV3-PSP编解码网络的输电线识别模型。选取轻量级网络MobileNetV3作为编码器主干网络,在编码器浅层引出快捷链路与深层堆叠,增强浅层特征复用能力。解码器中添加PSP模块,聚合全局图像中的输电线语义信息,加强特征提取能力。使用深度可分离卷积代替普通卷积,实现网络轻量化。采用跳跃链接结构级联编码器和解码器,实现多尺度特征融合,利用迁移学习加快网络训练收敛。为更加清楚网络内部学习过程,对网络不同深度特征层进行可视化操作。实验表明本文构建的输电线识别模型能够快速准确的识别出输电线,MAP和MIOU分别达到了94.37%和86.95%,识别速度达到31帧每秒,均优于其他主流的语义分割网络。进一步采用控制变量的思想进行消融实验对比,验证了输电线识别模型的有效性。(4)对YOLOV4网络进行改进以适应绝缘子缺陷检测任务,在YOLOV4主干特征提取网络CSPDarknet53中引入多种注意力机制策略,通过定量分析最终采用CBAM3策略改进主干网络,并利用热力图直观展示了不同策略下网络更加关注的特征区域。利用K-means算法聚类了适合绝缘子特征的锚框尺寸,加快了网络训练收敛速度,在PANet中采用CSPlayer结构代替五次卷积模块,采用深度可分离卷积代替三次卷积模块,网络参数量大幅度降低,实现模型轻量化。添加了SPP模块,融合多重感受野的绝缘子缺陷特征,提升检测精度。在总损失函数中增加类别损失的比重,提高多类别分类精度。采用柔性非极大值抑制Soft-NMS代替普通的NMS,解决了重合程度高的小目标绝缘子缺陷漏检问题。对改进的YOLOV4绝缘子缺陷检测网络进行消融实验对比,验证改进的网络有效性。将其与主流的目标检测网络进行实验对比,结果表明改进的YOLOV4网络检测精度和速度均优于其他网络,mAP和检测耗时分别达到了92.26%和19.82ms,满足绝缘子缺陷检测任务中对精度和实时性的需求。

关键词：输电线识别绝缘子缺陷检测深度学习语义分割目标检测

基于新型编解码网络的复杂背景航拍图像输电线识别

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传感技术学报 2022年第8期35卷 1057-1064页

作者：李运堂詹叶君王鹏峰黄永勇李孝禄陈源中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 中国计量大学现代科技学院浙江杭州310017

针对常规图像处理和现有语义分割方法从航拍图像中识别输电线速度慢、准确率低等问题,构建了新型高效的输电线识别编解码网络。为减少模型参数,提高计算效率,采用轻量级MobileNetV3作为编码器主干特征提取网络,并在浅层引出快捷链路与... 详细信息

针对常规图像处理和现有语义分割方法从航拍图像中识别输电线速度慢、准确率低等问题,构建了新型高效的输电线识别编解码网络。为减少模型参数,提高计算效率,采用轻量级MobileNetV3作为编码器主干特征提取网络,并在浅层引出快捷链路与深层进行堆叠;通过金字塔池化模块(PSP)和深度可分离卷积构建解码器提高输电线多尺度特征复用能力并实现网络轻量化;采用跳跃连接结构级联编码器和解码器从而融合浅层和深层多尺度特征信息;利用迁移学习加快网络训练收敛速度并识别出输电线。实验结果表明,新型编解码网络能准确快速地识别出复杂背景下的输电线,MPA、MIOU和FPS分别达到了94.37%、86.95%和31 frame/s,识别精度和速度均优于UNet网络和PSPNet网络。

关键词：输电线识别深度学习语义分割 MobileNetV3 编解码网络

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基于改进YOLOV4网络的绝缘子缺陷检测

传感技术学报 2023年第8期36卷 1250-1260页

作者：李运堂詹叶君王鹏峰张坤金杰李孝禄陈源冯娟中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 中国计量大学现代科技学院浙江金华321000

针对现有目标检测方法进行绝缘子缺陷检测速度慢、精度低等问题,改进YOLOV4网络提高绝缘子缺陷检测性能。对比主干特征提取网络不同输出层添加卷积注意力模块(CBAM)缺陷检测结果以确定注意力机制引入方法;采用K⁃Means聚类算法确定适合... 详细信息

针对现有目标检测方法进行绝缘子缺陷检测速度慢、精度低等问题,改进YOLOV4网络提高绝缘子缺陷检测性能。对比主干特征提取网络不同输出层添加卷积注意力模块(CBAM)缺陷检测结果以确定注意力机制引入方法;采用K⁃Means聚类算法确定适合绝缘子特征的锚框尺寸;加强特征提取网络采用CSPlayer并利用深度可分离卷积代替普通卷积,减少模型参数,提高检测速度;同时,加强特征提取网络中添加金字塔池化模块(SPP),融合多重感受野缺陷特征,改善检测精度;增大类别损失比重,提高分类精度;采用柔性非极大值抑制代替普通非极大值抑制,避免小目标缺陷重叠引起漏检。实验结果表明,改进YOLOV4网络的平均精度均值mAP和检测时间分别为92.26%和19.82 ms,满足绝缘子缺陷检测精度和速度要求。

关键词：深度学习目标检测 YOLOV4网络绝缘子缺陷

一个时代的情感真相——论东西长篇小说《回响》

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南方文坛 2024年第4期 163-170页

作者：叶君孙琦广西民族大学文学院黑龙江大学文学院

长篇小说《回响》无疑是中国当代文坛近年重要的收获之一，也是作家东西迄今最具文学抱负、成就最高的创作。自2021年问世以来，在读书界反响强烈，改编成网剧之后更是作为话题热议；2023年斩获第十一届茅盾文学奖（以下简称“茅奖”）...

长篇小说《回响》无疑是中国当代文坛近年重要的收获之一，也是作家东西迄今最具文学抱负、成就最高的创作。自2021年问世以来，在读书界反响强烈，改编成网剧之后更是作为话题热议；2023年斩获第十一届茅盾文学奖（以下简称“茅奖”），则是其经典化的重要一环。就我个人的阅读感受而言，《回响》须反复品读方得个中三昧。无论影视传播引发大众热议，还是由文学大奖激起专业人士好评如潮，当喧嚣落定，再次进入东西所营构的文学世界，更可分明感受到他那蕴含于文字间细微的用心、新鲜的智慧、鲜活的人情物理，还有寄寓于小说叙事背后宏大而深沉的旨意。

关键词：

成分、工具与技术:20世纪50年代浙江海洋渔业合作化研究

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中国经济史研究 2024年第2期 178-192页

作者：叶君剑浙江大学历史学院杭州310058

合作化是新中国海洋渔业发展史上的重大事件,集体经济形态是新中国初期海洋渔业经济的基本特点。在浙江海洋渔业合作化过程中,“入社”是一个十分重要的问题,具体包括渔民入社与生产工具入社两个方面。在渔民入社资格的处理上,基层实践... 详细信息

合作化是新中国海洋渔业发展史上的重大事件,集体经济形态是新中国初期海洋渔业经济的基本特点。在浙江海洋渔业合作化过程中,“入社”是一个十分重要的问题,具体包括渔民入社与生产工具入社两个方面。在渔民入社资格的处理上,基层实践与政策规定相比一度出现了偏差。对于生产工具,渔业合作社主要采取折价入社、固定付息的方法,并最终完成了所有权的变更。此外,合作化的发展打破了原来渔业技术的封闭状况,促进了技术交流与技术改革。入社政策与技术革新涉及到渔业合作社建立发展过程中的经济成本问题,海洋渔业合作化也体现了集体经济发展与个人经济利益之间的协调。

关键词：合作化渔民所有权技术

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基于慢波基片集成波导的小型化移相功分器

电子学报 2024年第5期52卷 1562-1569页

作者：黄文詹中杰陈肖重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

针对移相器和功分器的功能融合设计,提出了一种基于慢波基片集成波导(Slow-Wave Substrate Integrated Waveguide,SW-SIW)的小型化移相功分器,两个输出分支等长带宽,可实现30°相移量.其中一个输出分支通过基片集成波导(Substrate Integ... 详细信息

针对移相器和功分器的功能融合设计,提出了一种基于慢波基片集成波导(Slow-Wave Substrate Integrated Waveguide,SW-SIW)的小型化移相功分器,两个输出分支等长带宽,可实现30°相移量.其中一个输出分支通过基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)实现,而另一个输出分支将互补开口谐振环(Complementary SplitRing Resonator,CSRR)加载在上层金属表面,代替传统SIW连续的金属表面,该CSRR由经典CSRR结构演变而来,同时为了降低由CSRR加载所造成的相位上的不稳定,在CSRR内部添加金属化通孔,实现SW-SIW,使得截止频率和相速度降低.测试结果表明,移相功分器在9.0~11.8 GHz频带范围内反射系数|S11|小于-10 d B,相对工作带宽为26.9%,插入损耗小于1.3 d B.两个输出端口的相位差稳定在30°±3°,幅度差小于1.4 d B,实现了等功率分配.所设计的移相功分器具有较小的尺寸和低制造成本,适合应用在相控阵天线中.

关键词：移相功分器基片集成波导慢波基片集成波导小型化互补开口谐振环

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健康中国视角下的植物性营养与肥料

植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 824-834页

作者：詹行天中国人民大学公共管理学院北京100872

本文从健康中国视角下探索了植物性营养对人类健康产生的影响,以及肥料在提高植物营养功能中的作用。植物具有食用性、药用性、饲料化和生态效能多种属性,植物通过提供食物、中草药、维护自然环境等多渠道助力人类健康,施肥是保证植物... 详细信息

本文从健康中国视角下探索了植物性营养对人类健康产生的影响,以及肥料在提高植物营养功能中的作用。植物具有食用性、药用性、饲料化和生态效能多种属性,植物通过提供食物、中草药、维护自然环境等多渠道助力人类健康,施肥是保证植物健康生长、满足供给至关重要的人为措施。我国人民有悠久的植物性饮食习惯,植物性食品不仅作为营养来源,也用于预防和治疗疾病。近年来,随着工农业生产能力的增加,植物性食物的摄入量趋于减少,膳食不平衡造成营养结构不良,微量元素缺失,慢性病高发频发等问题,重新认识植物性饮食的意义,对全面提升我国人民的健康意义重大。本文进一步讨论了施用肥料提高植物包括中草药等的培育品质和营养价值,通过食物链充分满足动物和人类的营养需求,安全高效地定向补充人体所必需的一些微量元素,创造优良的自然生态环境,全方位提升人类健康水平。最后,为更好地利用植物性营养并通过科学合理施肥促进国民健康提出了一些未来的发展方向。

关键词：健康中国饮食结构植物性营养肥料施用

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基于ARIMA-TCN混合模型的高速铁路时间同步方法

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铁道学报 2024年第6期46卷 90-100页

作者：陈永詹芝贤张薇兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州730070

列控系统作为高速铁路的核心系统,保持其系统的时间同步对于行车安全至关重要。针对现有时间同步方法易受时变上下行传输时延、随机时钟跳变等影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于差分自回归移动平均-时域卷积神经网络(... 详细信息

列控系统作为高速铁路的核心系统,保持其系统的时间同步对于行车安全至关重要。针对现有时间同步方法易受时变上下行传输时延、随机时钟跳变等影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于差分自回归移动平均-时域卷积神经网络(ARIMA-TCN)混合模型的高速铁路时间同步方法。首先,根据上下行链路传输速率的不对称比,建立高速铁路时钟的数学理论和实际观测模型。然后,使用拉依达准则识别处理跳变异常值,完成实际时间序列的预处理。再次,使用ARIMA模型平滑时间序列中不确定时延带来的噪声抖动,获得平稳的时间序列。最后,通过提出的注意力增强TCN模型进行预测补偿,完成时钟偏移的补偿校正。通过实验仿真,得到基站区间内位置、基站间距以及车速对高速铁路时间同步的影响性分析。实验结果表明:与对比方法相比,所提方法补偿后的均方根误差较最小二乘法减少了75%、较最大似然估计方法误差减少了44.4%,较BP神经网络方法误差减少了16.7%,验证所提方法具有更低的同步误差和更高的同步精度。

关键词：时间同步精确时钟协议差分自回归移动平均模型注意力增强时域卷积网络时间补偿

一个时代的“怕”与“逃”——《马伯乐》的成书过程及形象接受史

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海南师范大学学报（社会科学版） 2024年第1期37卷 36-44页

作者：叶君广西民族大学文学院广西南宁530006

在20世纪40年代抗战语境之下,《马伯乐》的卓异之处在于,彰显了萧红在文学创作上的自我突破以及对于所处时代的独特认知,在面临民族危亡、最需要担当和付出的时代,她却刻画了一个融“怕”与“逃”于一身的时代男性形象。《马伯乐》的接... 详细信息

在20世纪40年代抗战语境之下,《马伯乐》的卓异之处在于,彰显了萧红在文学创作上的自我突破以及对于所处时代的独特认知,在面临民族危亡、最需要担当和付出的时代,她却刻画了一个融“怕”与“逃”于一身的时代男性形象。《马伯乐》的接受史迥异于《生死场》和《呼兰河传》,总体来看,始终徘徊于贬抑与有保留的认可之间。很长时间以来,人们对《马伯乐》的认知变化,主要体现在对马伯乐这一人物形象的价值和小说艺术成就评判的变迁上,对前者多有肯定,对后者多有保留。文本的未完成性确实影响到了人们对它的整体性认知以及关注热情。关于马伯乐这一人物形象,人们从“浮尸”到“阿Q”再到“渣男”“巨婴”的认知演变,分明透露出批判力度在减弱,更多地表现出一定程度的理解与宽容。马伯乐不是一个具体的个案形象,而是中国男性身上超越时代或多或少存在的质素的形象化。这是一个女性作家对一个时代男性的凝视,并捕捉到的一个时代的面相。马伯乐的“怕”与“逃”,也是一个时代的“怕”与“逃”。正因如此,越来越多的论者看到了《马伯乐》的非同凡响之处而力图重估其文学史价值。

关键词：萧红《马伯乐》接受史国民性