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Study on Image Recognition Algorithm for Residual Snow and Ice on Photovoltaic Modules

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Energy Engineering 2024年第4期121卷 895-911页

作者： Yongcan Zhu JiawenWang Ye Zhang Long Zhao botao Jiang Xinbo huang College of Electronics and Information Xi’an Polytechnic UniversityXi’an710048China Xi’an Key Laboratory of Interconnected Sensing and Intelligent Diagnosis for Electrical Equipment Xi’an710048China

The accumulation of snow and ice on PV modules can have a detrimental impact on power generation,leading to reduced efficiency for prolonged periods.Thus,it becomes imperative to develop an intelligent system capable of accurately assessing the extent of snow and ice coverage on PV modules.To address this issue,the article proposes an innovative ice and snow recognition algorithm that effectively segments the ice and snow areas within the collected images.Furthermore,the algorithm incorporates an analysis of the morphological characteristics of ice and snow coverage on PV modules,allowing for the establishment of a residual ice and snow recognition process.This process utilizes both the external ellipse method and the pixel statistical method to refine the identification process.The effectiveness of the proposed algorithm is validated through extensive testing with isolated and continuous snow area pictures.The results demonstrate the algorithm’s accuracy and reliability in identifying and quantifying residual snow and ice on PV modules.In conclusion,this research presents a valuable method for accurately detecting and quantifying snow and ice coverage on PV modules.This breakthrough is of utmost significance for PV power plants,as it enables predictions of power generation efficiency and facilitates efficient PV maintenance during the challenging winter conditions characterized by snow and ice.By proactively managing snow and ice coverage,PV power plants can optimize energy production and minimize downtime,ensuring a sustainable and reliable renewable energy supply.

关键词： Photovoltaic(PV)module residual snow and ice snow detection feature extraction image processing

Strengthening of the concrete face slabs of dams using sprayable strain-hardening fiber-reinforced cementitious composites

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2022年第2期16卷 145-160页

作者： Qinghua LI Xing YIN botao huang Yifeng ZHANG Shilang XU Institute of Advanced Engineering Structures and Materials Zhejiang UniversityHangzhou 310058China

In this study,sprayable strain-hardening fiber-reinforced cementitious composites(FRCC)were applied to strengthen the concrete slabs in a concrete-face rockfill dam(CFRD)for the first time.Experimental,numerical,and analytical investigations were carried out to understand the flexural properties of FRCC-layered concrete slabs.It was found that the FRCC layer improved the flexural performance of concrete slabs significantly.The cracking and ultimate loads of a concrete slab with an 80 mm FRCC layer were 132%and 69%higher than those of the unstrengthened concrete slab,respectively.At the maximum crack width of 0.2 mm,the deflection of the 80-mm FRCC strengthened concrete slab was 144%higher than that of the unstrengthened concrete slab.In addition,a FE model and a simplified analytical method were developed for the design and analysis of FRCC-layered concrete slabs.Finally,the test result of FRCC leaching solution indicated that the quality of the water surrounding FRCC satisfied the standard for drinking water.The findings of this study indicate that the sprayable strain-hardening FRCC has a good potential for strengthening hydraulic structures such as CFRDs.

关键词： strain-hardening cementitious composites engineered cementitious composites sprayable shotcrete strengthening concrete-face rockfill dam digital image correlation

结合太阳辐射量计算与CNN-LSTM组合的光伏功率预测方法研究

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太阳能学报 2024年第2期45卷 443-450页

作者：王东风刘婧黄宇史博韬靳明月华北电力大学自动化系保定071003

为了提高模型预测性能,提出一种综合太阳辐射模型及深度学习的光伏功率预测模型。首先,利用太阳辐射机理建立太阳辐射模型(SRM),估算出水平面上总辐射值,再由斜面辐照度转换方法计算出光伏组件所接收的斜面辐射值。其次,通过皮尔逊相关... 详细信息

为了提高模型预测性能,提出一种综合太阳辐射模型及深度学习的光伏功率预测模型。首先,利用太阳辐射机理建立太阳辐射模型(SRM),估算出水平面上总辐射值,再由斜面辐照度转换方法计算出光伏组件所接收的斜面辐射值。其次,通过皮尔逊相关分析法筛选出对光伏功率影响较大的主要因素,将斜面辐射计算值及主要影响因素作为输入,采用卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)建立光伏功率SRM-CNN-LSTM预测模型。分别利用春夏秋冬四季典型日的数据开展对比实验,结果表明:与几种其他方法相比,该文方法具有更好的预测效果。

关键词：光伏发电预测太阳辐射神经网络卷积神经网络长短期记忆网络

基于多尺度卷积注意力机制的输电线路防振锤缺陷检测

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3522-3537页

作者：张烨李博涛尚景浩黄新波翟鹏超西安工程大学电子信息学院西安710048 西安微电子技术研究所西安710000

作为输电线路中的重要金具部件,防振锤的缺陷将对输电线路构成严重威胁。针对由于防振锤缺陷样本数量稀少、背景复杂、区域形状尺寸不一造成的防振锤缺陷识别能力不足的问题,提出一种基于多尺度卷积注意力机制的防振锤缺陷检测方法。首... 详细信息

作为输电线路中的重要金具部件,防振锤的缺陷将对输电线路构成严重威胁。针对由于防振锤缺陷样本数量稀少、背景复杂、区域形状尺寸不一造成的防振锤缺陷识别能力不足的问题,提出一种基于多尺度卷积注意力机制的防振锤缺陷检测方法。首先,通过统计不同缺陷的防振锤尺寸,设计适应不同类别的多尺度卷积注意力机制,使网络重点关注图像中的防振锤区域;其次,引入结构重参数化方法,以将网络中的多分支结构无损失地转换为单分支结构,在提高网络检测性能的同时维持检测速度在较高水平;最后,以渐进式特征金字塔网络结构(AFPN)为基础,融合更多的浅层网络,提高了网络检测防振锤小目标的能力。实际收集的防振锤缺陷数据集实验结果表明,设计的检测方法可显著提升防振锤缺陷检测的性能,检测精度mAP0.5达到了91.9%,在TITAN XP平台下检测速度达60.88帧/s,可为输电线路防振锤智能化巡检提供参考。

关键词：防振锤深度学习注意力机制实时缺陷检测

基于搅拌棒固相萃取-气相色谱-质谱/嗅辨同步分析法的污染河道水异味分析

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理化检验（化学分册） 2024年第2期60卷 134-140页

作者：陈秀雯严文杰黄波涛上海市环境科学研究院上海200233

采用搅拌棒固相萃取-气相色谱-质谱/嗅辨同步分析法分析上海市某污染河道水样,根据NIST谱库对色谱分离出的化合物进行定性,借助峰面积归一化法采用相对含量对这些化合物进行半定量分析,结合嗅辨结果(嗅辨时间、气味类型、气味强度)确定... 详细信息

采用搅拌棒固相萃取-气相色谱-质谱/嗅辨同步分析法分析上海市某污染河道水样,根据NIST谱库对色谱分离出的化合物进行定性,借助峰面积归一化法采用相对含量对这些化合物进行半定量分析,结合嗅辨结果(嗅辨时间、气味类型、气味强度)确定异味来源。结果表明,污染河道水样中化学需氧量较高,说明水样中有机污染物含量较高,但是水样中不含常见的挥发和半挥发性有机污染物,主要源于相对含量较高的醇类、醚类物质,但是这两类物质没有明显臭味。结合气相色谱-质谱结果以及嗅辨结果综合分析得出,水体恶臭是由相对含量低于1.00%的含硫化合物(硫醇、噻吩)、含氮化合物(吲哚、吡啶)、烃类化合物(烷烃、烯烃、芳香烃)以及含氧有机物(醇、酮、醚)等综合作用的结果。

关键词：污染河道水气相色谱-质谱法嗅辨同步分析异味来源

典型钢铁冶炼场地重金属污染空间分布特征及风险评价

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环境污染与防治 2024年第1期46卷 104-110页

作者：黄波涛钱诗颖叶文娟上海市环境科学研究院上海200233

以上海某关停钢铁冶炼厂为研究对象,结合专业判断布点法与系统布点法布设83个土壤点位,采集表、中、深层共249个土壤样品,分析As、Pb、Cd、Ni、Hg、Cu这6种重金属的分布特征、污染状况、潜在生态风险及健康风险。结果表明,As、Pb出现部... 详细信息

以上海某关停钢铁冶炼厂为研究对象,结合专业判断布点法与系统布点法布设83个土壤点位,采集表、中、深层共249个土壤样品,分析As、Pb、Cd、Ni、Hg、Cu这6种重金属的分布特征、污染状况、潜在生态风险及健康风险。结果表明,As、Pb出现部分样品超标,Cd、Pb为强变异,其他重金属变异程度中等;重金属平均含量在垂向上呈现自上而下逐渐降低的趋势,且最高值均分布在表层,累积区域主要为扒渣厂房、钢渣处理区和废钢配料间;地累积指数评价结果显示,Cd和Pb的污染相对较为严重,重污染及以上的样品比例分别为8.43%、3.61%。潜在生态风险评价结果显示,场地整体的生态风险较高,Cd为主要贡献因子,较强风险及以上的样品占比高达51.81%;人体健康风险评价结果显示,Pb、As和Cd可能对人体产生一定的健康风险,因此有必要开展土壤的风险管控或修复以保证场地的再开发利用。

关键词：钢铁冶炼场地重金属污染空间分布生态风险健康风险评价

甘肃北山红石山地区扫子山组构造变形特征及其动力学背景

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地质通报 2024年第2期43卷 302-316页

作者：董增产奚仁刚王国强卜涛黄博涛过磊中国地质调查局造山带地质研究中心/西安地质调查中心陕西西安710054

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形... 详细信息

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形强烈,原始层理难以辨识,为研究该套地层的沉积环境增添了难度。基于此,在查明扫子山组物质组成的基础上,通过详细的构造解析,厘定其构造序列,并通过剥离后期构造改造,恢复原始沉积层理。结果表明,扫子山组经历了3期构造变形,第1期为北北西—南南东向逆冲兼左行走滑,可能为洋壳向北俯冲的产物;第2期为北北东—南南西向挤压兼右行走滑脆-韧性变形,可能为碰撞阶段的产物;第3期构造变形以北东—南西向左行走滑为主,为次一级的晚期构造变形。变形样式及变质程度表明,扫子山组以中浅层次构造变形为主,地层未发生明显的倒转和缺失,该套地层物质成分及空间分布具有明显的规律性,显示裂谷型盆地向南趋于成熟的火山-沉积特征。结合红石山-蓬勃山断裂以北发育石炭纪—二叠纪弧岩浆岩,揭示了红石山古洋盆向北俯冲的动力学过程,为进一步研究中亚造山带南缘构造演化过程提供地质依据。

关键词：甘肃北山扫子山组构造变形红石山洋动力学背景地质调查工程

南祁连党河南山地区拐杖山岩群玄武岩年代学、地球化学及其构造环境

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中国地质 2024年第3期51卷 965-977页

作者：计波李向民黄博涛王磊王国强中国地质调查局西安地质调查中心自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室陕西西安710054 大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069

【研究目的】前人在南祁连志留纪巴龙贡噶尔组中解体出新元古代拐杖山岩群,对该群中玄武岩的年龄、成因与成岩构造环境的研究是厘清南祁连地区构造演化的重要手段。【研究方法】本文基于LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和全岩地球化学分析等方法... 详细信息

【研究目的】前人在南祁连志留纪巴龙贡噶尔组中解体出新元古代拐杖山岩群,对该群中玄武岩的年龄、成因与成岩构造环境的研究是厘清南祁连地区构造演化的重要手段。【研究方法】本文基于LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和全岩地球化学分析等方法研究拐杖山岩群火山岩的形成年代、地球化学特征及地质意义。【研究结果】锆石U-Pb定年结果显示,玄武岩喷发年龄为(786.6±5.8)Ma,表明拐杖山岩群形成于新元古代早期。岩石地球化学分析结果表明,玄武岩SiO_(2)含量在48.09%~50.97%,高TiO_(2)(1.34%~2.55%),低MgO(5.78%~7.11%),显示亚碱性拉斑玄武岩特征。岩石轻、重稀土分异明显((La/Yb)_(N)=3.76~4.51),无明显Eu异常(δEu=0.80~1.05),大离子亲石元素Ba、Th、U相对富集,Pb强富集,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。【结论】岩石地球化学特征暗示拐杖山岩群玄武岩是遭受陆壳物质混染的地幔源区玄武岩,该火山岩形成于大陆裂谷环境,响应了全球新元古代Rodinia超大陆裂解事件。

关键词：锆石U-Pb定年玄武岩拐杖山岩群构造环境地质调查工程南祁连

柚皮素血小板仿生纳米粒的制备及其对心肌缺血再灌注损伤的保护作用

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华西药学杂志 2024年第2期39卷 146-150页

作者：黄静廖丽萍肖雯婧马婕于波涛西南交通大学生命科学与工程学院四川成都610031 川北医学院药学院四川南充637000 中国人民解放军西部战区总医院药剂科四川成都610083

目的制备柚皮素仿生纳米颗粒(MSN-Nar@PLTM),并考察其理化性质以及对心肌缺血再灌注损伤的保护作用。方法采用梯度离心反复冻融的方法提取血小板膜,通过浸渍法和超声法制备纳米粒。表征纳米粒的载药量、包封率、粒径、电位、形态和生物... 详细信息

目的制备柚皮素仿生纳米颗粒(MSN-Nar@PLTM),并考察其理化性质以及对心肌缺血再灌注损伤的保护作用。方法采用梯度离心反复冻融的方法提取血小板膜,通过浸渍法和超声法制备纳米粒。表征纳米粒的载药量、包封率、粒径、电位、形态和生物安全性等,验证血小板膜表面蛋白质的完整性,及该纳米材料对心肌缺血再灌注损伤的治疗效果。结果MSN-NAR@PLTM粒径为139.57±0.96 nm,Zeta电位-21.80±0.15 mV,载药量15.3%,包封率30.7%,具有完整的膜结构,良好的生物安全性,对损伤的心肌细胞具有保护作用。结论MSN-Nar@PLTM的仿生递送系统能够高效装载柚皮素,改善柚皮素在水中溶解性差的问题,提高其生物利用度,对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用。

关键词：柚皮素血小板膜血小板仿生纳米粒介孔二氧化硅心肌缺血再灌注损伤