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面向风电机组运维的知识图谱构建研究与应用

电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 167-177页

作者：黄简杨程冯天波孙宁李嘉文余恒文崔昊杨上海电力大学电子与信息工程学院上海201306 国网上海市电力公司信息通信公司上海200122 国网上海市电力公司培训中心上海200438

规模化风机高频运维信息愈发呈现数据高维、类间互联、规模攀升的特点,传统人工孤岛式故障检修运维模式难以适应人机料法环一体式发展进程。针对风机全环节、全要素的主动运维要求,提出知识规则、主从设备、规范条例一体融合的风电机组... 详细信息

规模化风机高频运维信息愈发呈现数据高维、类间互联、规模攀升的特点,传统人工孤岛式故障检修运维模式难以适应人机料法环一体式发展进程。针对风机全环节、全要素的主动运维要求,提出知识规则、主从设备、规范条例一体融合的风电机组运维知识图谱构建方法。利用图论文本关键词提取算法(TextRank)完成对风电专业运维文本的实体识别与关系抽取,用以提高特征词的提取精度。采用Neo4j图数据库构建风电安全管理规程图谱及风电设备运维图谱,实现多元数据的互联与可视,进而实现风电运维信息的智能化查询。应用上述方法构建了629个实体、742条关系类型的风机知识图谱。数据查询试验表明:该方法的精确率及召回率等主要指标均在89%以上,较传统数据库方法平均提升了6.5%。该方法建立了运维要求可视表达和类间任务关联。运维大数据的有效查询,将有助于节省双碳战略风电运维力量,提高运维智能化水平。

关键词：风电机组运维知识图谱 TextRank算法 Neo4j图数据库

融合Transformer和DeepLabv3+的电力线语义分割网络

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现代电子技术 2024年第17期47卷 109-116页

作者：秦伦明王朝举边后琴崔昊杨王悉上海电力大学电子信息工程学院上海201306 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

为解决目前语义分割算法在电力线分割领域存在预测速度缓慢和分割精度不高的双重问题,提出一种电力线分割网络STDC-DeepLabv3+。首先,为提升网络预测速度,在编码器部分采用Swin Transformer V2设计轻量化的主干特征提取网络;其次,为提... 详细信息

为解决目前语义分割算法在电力线分割领域存在预测速度缓慢和分割精度不高的双重问题,提出一种电力线分割网络STDC-DeepLabv3+。首先,为提升网络预测速度,在编码器部分采用Swin Transformer V2设计轻量化的主干特征提取网络;其次,为提高分割精度,针对电力线的细长结构以及贯穿整幅图片的特点,提出动态蛇形空间金字塔池化(DSASPP)模块,同时,在解码器部分设计多尺度特征融合模块,使网络更好地利用不同层次的语义信息提取电力线特征,减少网络对电力线的漏分割现象;最后,引入坐标注意力(CA)机制减少背景干扰,进一步提升分割的准确率。实验结果表明,改进后的算法平均交并比(MIoU)和平均像素精度(MPA)分别达到了84.18%和92.85%,与现有分割算法相比,分割精度和预测速度均有所提升,预测速度与DeepLabv3+相比提升了93.92%。

关键词：电力线分割 Transformer DeepLabv3+ 多尺度特征融合编码器解码器坐标注意力机制

考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略

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中国电力 2024年第1期57卷 101-114页

作者：王世杰冯天波孙宁何可李嘉文杨程崔昊杨上海电力大学电子与信息工程学院上海201306 国网上海市电力公司信息通信公司上海200122 国网上海市电力公司培训中心上海200438

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下... 详细信息

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下调峰能力,引入电制气设备和碳捕集技术,构建新型的热电联产耦合模型。其次,为提升系统运行的灵活性,考虑峰谷分时电价、热价,建立综合需求响应机制。然后,为减少系统发电成本,引入电、热储能装置,以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建立虚拟电厂双层优化模型,并根据下层优化模型的KKT(Karush-Kuhn-Tucher,KKT)条件将双层模型转为单层并线性化处理进行求解。结果表明,所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优,提升了热电机组向下调峰能力,满足了系统低碳性、经济性的需求。

关键词：热电耦合电、热储能需求响应双层优化虚拟电厂

融合注意力与多尺度特征的电力绝缘子缺陷检测方法

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高电压技术 2024年第5期50卷 1933-1942页

作者：王韵琳冯天波孙宁杨程余恒文崔昊杨上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 国网上海市电力公司信息通信公司上海200030 国网上海市电力公司培训中心上海200438

针对无人机巡检时绝缘子缺陷因目标小、种类多、尺度差异大造成的漏检、误检问题,提出了一种融合注意力与多尺度特征的YOLOX-s算法。首先,在主干网络中融合坐标注意力机制,使网络能够更加准确地对绝缘子及其缺陷进行定位;其次,为解决绝... 详细信息

针对无人机巡检时绝缘子缺陷因目标小、种类多、尺度差异大造成的漏检、误检问题,提出了一种融合注意力与多尺度特征的YOLOX-s算法。首先,在主干网络中融合坐标注意力机制,使网络能够更加准确地对绝缘子及其缺陷进行定位;其次,为解决绝缘子缺陷小目标特征丢失的问题,在主干网络尾端的空间金字塔池化模块引入多尺度深度可分离卷积,构建多尺度上下文敏感模块以充分提取多尺度信息;最后,在特征融合网络中用Shuffle unit替换原网络中的CBS堆叠结构,实现了模型压缩。实验表明,改进模型的FPS为26.4帧/s,mAP值达到了93.6%,相较于YOLOX-s提升了4.7%,在不增大模型参数量和计算复杂度的前提下,对多类型多尺度的绝缘子缺陷检测达到了更好的效果。该方法对提升电力巡检业务运维效率具有现实指导意义。

关键词：实时检测无人机巡检绝缘子小目标检测改进YOLOX-s

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Review of Optical Character Recognition for Power System Image Based on Artificial Intelligence Algorithm

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Energy Engineering 2023年第3期120卷 665-679页

作者： Xun Zhang Wanrong Bai haoyang cui Gansu Electric Power Research Institute of StateGrid Corporation of China LanzhouChina College of Electronic and Information Engineering Shanghai University of Electric PowerShanghaiChina

Optical Character Recognition(OCR)refers to a technology that uses image processing technology and character recognition algorithms to identify characters on an *** paper is a deep study on the recognition effect of OCR based on Artificial Intelligence(AI)algorithms,in which the different AI algorithms for OCR analysis are classified and ***,the mechanisms and characteristics of artificial neural network-based OCR are ***,this paper explores machine learning-based OCR,and draws the conclusion that the algorithms available for this form of OCR are still in their infancy,with low generalization and fixed recognition errors,albeit with better recognition effect and higher recognition ***,this paper explores several of the latest algorithms such as deep learning and pattern recognition *** paper concludes that OCR requires algorithms with higher recognition accuracy.

关键词： Optical character recognition artificial intelligence power system image artificial neural network machine leaning deep learning

基于网络药理学和分子对接探究川芎-红花-桃仁治疗偏头痛的作用机制

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中医临床研究 2024年第19期16卷 1-10页

作者：崔浩洋孙阳龙金晶赵莹郑雅方黄春元辽宁中医药大学辽宁沈阳110847

目的:基于网络药理学和分子对接研究川芎-红花-桃仁治疗偏头痛的作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取川芎、红花、桃仁的有效成分及药物靶点,并通过TCMSP、PubChem数据库获取有效成分2D结构图,将其导入PharmM... 详细信息

目的:基于网络药理学和分子对接研究川芎-红花-桃仁治疗偏头痛的作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取川芎、红花、桃仁的有效成分及药物靶点,并通过TCMSP、PubChem数据库获取有效成分2D结构图,将其导入PharmMapper数据库中预测相关药物靶点。运用Cytoscape软件构建“药物-成分-靶点”网络关系图。通过GeneCard、PharmGKB、Therapeutic Target Database、DrugBank数据库预测疾病靶点,然后通过Venny平台筛选药物与疾病交集靶点。通过STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络并结合Cytoscape和R软件筛选出核心靶点。运用Cytoscape软件构建“药物-成分-核心靶点-疾病”网络关系图。通过Metascape数据库对交集靶点进行基因本体论(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,然后在微生信平台进行可视化分析。运用Cytoscape软件构建“成分-核心靶点-通路”网络关系图。最后运用Autodock vina软件对有效成分与核心靶点进行分子对接。结果:共筛选出有效成分52个,主要为β-谷甾醇、槲皮素、川芎萘呋内酯等。筛选出药物靶点560个、疾病靶点2 290个,交集靶点196个;核心靶点29个,主要为前列腺素内过氧化物酶2(Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2,PTGS2)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3,CASP3)、JUN原癌基因(JUN Proto-Oncogene,JUN)等。GO富集分析获得7 018个条目,其中生物过程5 548个、细胞组分514个、分子功能956个。KEGG富集分析获得283个信号通路,主要为癌症通路、环磷酸腺苷(Cyclic Adenosine Monophosphate,c AMP)信号通路、钙信号通路等。分子对接显示,有效成分川芎萘呋内酯和β-谷甾醇与核心靶点(PTGS2、CASP3、JUN)结合活性良好。结论:川芎-红花-桃仁能够通过多成分、多靶点、多通路共同发挥治疗偏头痛作用。

关键词：偏头痛川芎-红花-桃仁网络药理学分子对接作用机制

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基于改进鸽群层级的无人机集群视觉巡检模型

系统仿真学报 2022年第6期34卷 1275-1285页

作者：陈麒崔昊杨汕头职业技术学院广东汕头515000 上海电力大学上海200090

为解决无人机在执行输电线路巡检工作过程中易受环境干扰,以及传统单人单机工作模式巡检效率低下等问题,提出基于改进鸽群层级算法的无人机集群视觉巡检模型。根据载机车辆与待检塔位的GPS坐标计算出启航无人机的初始地标点,并规划运动... 详细信息

为解决无人机在执行输电线路巡检工作过程中易受环境干扰,以及传统单人单机工作模式巡检效率低下等问题,提出基于改进鸽群层级算法的无人机集群视觉巡检模型。根据载机车辆与待检塔位的GPS坐标计算出启航无人机的初始地标点,并规划运动轨迹;根据当前在巡无人机结束巡检点的位置更新待起飞无人机初始地标,实现启航与在巡无人机巡检地标的动态衔接,完成对地图指南针算子的改进;利用改进的自适应模板匹配算法优化在巡无人机的Adaboost视觉识别系统,通过自适应比对线路间距实现无人机与输电线路间相对位置的自主调整,在动态调节姿态的基础上提高检测质量。实验结果表明:相比于传统鸽群方法,该模型在巡检效率方面的在空巡检时间提高了12%、巡检距离提高了27.5%,风吹、地形变化的情况下巡线质量相比于常规识别模型分别提高了21%和15%。

关键词：无人机输电线路巡检改进鸽群层级算法改进Adaboost 视觉识别

The Application of Linear Ordinary Differential Equations

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Applied Mathematics 2020年第12期11卷 1292-1315页

作者： haoyang cui High School Shanghai Starriver Bilingual School Shanghai China

In this article, we will explore the applications of linear ordinary differential equations (linear ODEs) in Physics and other branches of mathematics, and dig into the matrix method for solving linear ODEs. Although linear ODEs have a comparatively easy form, they are effective in solving certain physical and geometrical problems. We will begin by introducing fundamental knowledge in Linear Algebra and proving the existence and uniqueness of solution for ODEs. Then, we will concentrate on finding the solutions for ODEs and introducing the matrix method for solving linear ODEs. Eventually, we will apply the conclusions we’ve gathered from the previous parts into solving problems concerning Physics and differential curves. The matrix method is of great importance in doing higher dimensional computations, as it allows multiple variables to be calculated at the same time, thus reducing the complexity.

关键词： Linear Algebra Matrix Differential Equations Electromagnetism Physics

基于改进U-Net结构生成对抗网络的运动模糊绝缘子图像复原方法

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电网技术 2023年第6期47卷 2594-2603页

作者：崔昊杨韩奕张驯王茺刘诚上海电力大学电子与信息工程学院上海市杨浦区200090 国网甘肃省电力公司电力科学研究院甘肃省兰州市730070 云南大学材料科学与工程学院云南省昆明市650091 长沙市泓泽电力技术有限公司湖南省长沙市410015

为通过提高输电线路巡检航拍绝缘子过程中产生的运动模糊图像质量来提高检测准确率,文章提出一种基于改进U-Net结构生成对抗网络的运动模糊绝缘子图像复原方法。为有效融合图像深、浅层特征,基于U-NetL1结构搭建生成网络,并在特征融合... 详细信息

为通过提高输电线路巡检航拍绝缘子过程中产生的运动模糊图像质量来提高检测准确率,文章提出一种基于改进U-Net结构生成对抗网络的运动模糊绝缘子图像复原方法。为有效融合图像深、浅层特征,基于U-NetL1结构搭建生成网络,并在特征融合过程添加并行注意力机制,加强对有效特征的学习,下采样层级联空洞空间金字塔池化与残差模块,扩宽感受野和加深网络深度的同时避免梯度消失问题;另外,采用内容损失与对抗损失作为损失函数,以提高复原图像质量。构建绝缘子运动模糊图像数据集进行实验,与Deblur GAN、SRN等方法的对比结果表明,本文方法的峰值信噪比、结构相似度指标均高于其他算法;采用YOLOv4进行目标检测实验,其结果表明该方法对提升绝缘子检测准确率具有一定实际意义。

关键词：运动模糊图像复原生成对抗网络 U-Net 注意力机制空洞空间金字塔池化