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

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 ***,it becomes imperative to develop an intelligent system capable of accurately assessing the extent of snow and ice coverage on PV *** address this issue,the article proposes an innovative ice and snow recognition algorithm that effectively segments the ice and snow areas within the collected ***,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 utilizes both the external ellipse method and the pixel statistical method to refine the identification *** effectiveness of the proposed algorithm is validated through extensive testing with isolated and continuous snow area *** results demonstrate the algorithm’s accuracy and reliability in identifying and quantifying residual snow and ice on PV *** conclusion,this research presents a valuable method for accurately detecting and quantifying snow and ice coverage on PV *** 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 *** 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

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基于图像感知的输电线路智能巡检综述

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高电压技术 2024年第5期50卷 1826-1841,I0001-I0005页

作者：黄新波西安工程大学电子信息学院西安710048 西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室西安710000

输电线路是电网建设的重要组成部分,定期巡检对于确保输电线路的稳定运行至关重要。文中围绕输电线路智能巡检需求,首先梳理了输电线路不同的巡检方法,介绍了智能巡检中所需的系统框架设备以及智能算法;重点总结了基于传统图像处理和深... 详细信息

输电线路是电网建设的重要组成部分,定期巡检对于确保输电线路的稳定运行至关重要。文中围绕输电线路智能巡检需求,首先梳理了输电线路不同的巡检方法,介绍了智能巡检中所需的系统框架设备以及智能算法;重点总结了基于传统图像处理和深度学习的智能巡检方法;其次针对输电线路中存在的各种不同故障总结了相关的智能巡检方法,并且通过评价指标进行了对比分析;最后梳理了研究难点,对基于深度学习方法的输电线路巡检发展趋势进行了展望,所提出和总结的输电线路智能巡检方法具有多方面的指导意义。

关键词：输电线路图像感知深度学习智能巡检故障检测

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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

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基于PCSA-YOLOv7 Former的输电线路连接金具及其锈蚀检测方法

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中国电力 2024年第6期57卷 141-152页

作者：宋智伟黄新波纪超张凡张烨西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 陕西省工业和信息化厅陕西西安710006

输电线路分布情况复杂且故障难以有效检测,其中连接金具长期暴露于复杂环境下易受到恶劣环境的影响出现锈蚀等故障。针对输电线路连接金具部件具有尺度多样性和存在着锈蚀故障检测精度低的问题,提出了一种基于双重注意力嵌入重构和Swin ... 详细信息

输电线路分布情况复杂且故障难以有效检测,其中连接金具长期暴露于复杂环境下易受到恶劣环境的影响出现锈蚀等故障。针对输电线路连接金具部件具有尺度多样性和存在着锈蚀故障检测精度低的问题,提出了一种基于双重注意力嵌入重构和Swin Transformer的输电线路连接金具组件及其锈蚀故障检测方法:PCSA-YOLOv7 Former。实验结果表明:该方法在构建的TLCF数据集上的综合检测性能领先于12类当前先进的目标检测算法,其中在测试集上的mAP_(0.5)达到94.9%,该方法相比于基线模型YOLOv7,其F1和mAP0.5指标分别提升了2.6个百分点和2.2个百分点,说明该方法能够更全面地理解输电线路连接金具图像中的多尺度语义信息并学习到不易区分的微小细节表征。

关键词：输电线路连接金具 PCSA-YOLOv7 Former 双重注意力嵌入 Swin Transformer 空洞空间金字塔池化

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不均匀光照下带钢表面缺陷检测方法的研究

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机械科学与技术 2024年第8期43卷 1394-1402页

作者：黄新波孙苏珍张烨李博涛任玉成赵隆西安工程大学电子信息学院西安710048 中国重型机械研究院股份公司西安710032

针对带钢表面存在光照不均及缺陷类型繁杂的问题导致缺陷检测精度不高的情况,提出一种基于梯度相似性引导模板的带钢缺陷检测方法。在利用二维高斯函数估计背景模板的基础上,结合梯度相似性引导其最优参数的选取;将原图像与优化后的背... 详细信息

针对带钢表面存在光照不均及缺陷类型繁杂的问题导致缺陷检测精度不高的情况,提出一种基于梯度相似性引导模板的带钢缺陷检测方法。在利用二维高斯函数估计背景模板的基础上,结合梯度相似性引导其最优参数的选取;将原图像与优化后的背景模板进行图像差分操作,消除部分不均匀光照,同时构造分段函数对差分图像进行光照补偿,并结合Meanshift算法去除噪点,进一步增强差分图像;利用改进的K-means算法进行聚类分割并结合区域标记实现带钢表面不同缺陷的准确检测。实验结果表明,该方法能够在不均匀光照下准确检测出夹杂、麻点、酸洗、划痕等多种带钢表面缺陷,召回率和精确度分别达到93.2%和96.8%。

关键词：不均匀光照图像差分 K-means聚类分割表面缺陷检测

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基于深度学习的架空输电线路绝缘子缺陷检测方法研究综述

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电力电容器与无功补偿 2024年第3期45卷 167-177页

作者：刘悦黄新波刘天娇西安理工大学电气工程学院西安710048 国网陕西省电力有限公司超高压公司西安710026 西安工程大学电子信息学院西安710048

绝缘子是架空输电线路中不可或缺的部件,对其进行定期检修能确保电力的安全传输和电网的安全运行。人工巡检、机器人巡检、载人直升机巡检、无人机巡检等是现有的输电线路巡检方式。目前,我国电力线路运维的主流模式是“无人机巡检为主... 详细信息

绝缘子是架空输电线路中不可或缺的部件,对其进行定期检修能确保电力的安全传输和电网的安全运行。人工巡检、机器人巡检、载人直升机巡检、无人机巡检等是现有的输电线路巡检方式。目前,我国电力线路运维的主流模式是“无人机巡检为主,人工巡检为辅”。为了安全起见,操作无人机飞行检修高压输电线路时,必须与线路保持一定的安全距离。由于绝缘子在无人机拍摄的输电线路图像背景复杂多变且状态复杂,小目标种类占比较多。故本文针对架空输电线路绝缘子缺陷检测的场景,分析了目标检测算法的常见类型,并比较了不同算法策略的优缺点,结合实际应用对算法进行改进,最后展望绝缘子缺陷检测的研究趋势。

关键词：无人机巡检深度学习目标检测算法绝缘子缺陷检测

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脑血流超声、ONSD评估CPR患者神经功能的临床价值

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中南医学科学杂志 2024年第3期52卷 428-431页

作者：黄鑫波陈镔陈柱林朱东仪黄勇梧州医学高等专科学校广西梧州543100 梧州市红十字会医院广西梧州543002

目的探讨脑血流超声联合视神经鞘直径(ONSD)评估心肺复苏(CPR)患者神经功能的临床价值。方法选取行CPR术后昏迷患者100例,根据预后分为预后良好组和预后不良组。比较两组临床资料、术后脑脊液压力以及术后1、3、7天超声参数。分析脑脊... 详细信息

目的探讨脑血流超声联合视神经鞘直径(ONSD)评估心肺复苏(CPR)患者神经功能的临床价值。方法选取行CPR术后昏迷患者100例,根据预后分为预后良好组和预后不良组。比较两组临床资料、术后脑脊液压力以及术后1、3、7天超声参数。分析脑脊液压力与超声参数的相关性、影响CPR患者神经功能预后的因素以及超声参数评估CPR患者神经功能预后的价值。结果与预后良好组比较,预后不良组CPR时间、机械通气时间增加;院内心脏骤停占比降低、术后1天搏动指数(PI)、阻力指数(RI)、术后3、7天ONSD、PI、RI升高;术后1天平均血流速度(Vm)、术后3、7天收缩期血流速度(Vs)、舒张期末血流速度(Vd)、Vm降低;术后脑脊液压力升高(P<0.05)。术后脑脊液压力与ONSD、RI、PI、Vm均具相关性(P<0.05)。CPR时间、脑脊液压力、ONSD、RI、PI、Vm是神经功能预后的独立影响因素(P<0.05)。术后3天双侧ONSD、Vm、RI、PI对CPR患者神经功能预后具有良好的预测价值(P<0.05)。结论超声动态监测脑血流和ONSD可有效评估CPR患者神经功能预后。

关键词：脑血流动力学视神经鞘直径心肺复苏神经功能

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Research on Breeze Vibration Law and Modal Identification Method of Conductor Considering Anti-Vibration Hammer Damage

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Structural Durability & Health Monitoring 2023年第4期17卷 283-297页

作者： Long Zhao Xudong Lu xinbo huang Hao Yang Guoze Feng School of Information and Electronics Xi’an Polytechnic UniversityXi’an710048China

In the harsh environment,the structural health of the anti-vibration hammer,which suffers from the coupled effects of corrosion and fatigue damage,is significantly *** part of the conductor structure,the anti-vibration hammer is rigidly attached to the conductor,effectively suppressing conductor *** conductor’s breeze vibration law and natural modal frequency are altered damage to the anti-vibration hammer *** built a vibration experiment platform to simulate multiple faults such as anti-vibration hammer head drop off and position slippage,which to obtained the vibration acceleration signal of the *** acceleration vibration signal is processed and analyzed in the time and frequency *** results are used to derive the breeze vibration law of the conductor under multiple faults and propose an anti-vibration hammer damage online monitoring *** results show that the vibration acceleration value and vibration intensity of the conductor are significantly increased after the anti-vibration hammer *** natural frequency increases for each order,with an absolute change ranging from 0.15 to 6.49 *** anti-vibration hammer slipped due to a loose connection,the 1st natural frequency increases from 8.18 to 16.62 ***,in engineering applications,there can be no contact to determine the anti-vibration hammer damage situation by monitoring the modal natural frequency of the *** is even a tiny damage that cannot be *** method will prevent the further expansion of the damage that can cause accidents.

关键词： Transmission line conductor anti-vibration hammer breeze vibration modal parameter vibration characteristic

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钢板结合连续梁桥结构噪声分析

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2024年第1期37卷 31-38页

作者：邢占黄新博陈致远林玉森石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043

为了探究钢板结合梁桥的振动噪声,建立车-轨-桥耦合动力分析模型,获得了列车与桥梁的动力反应,后将此动力反应作为声学边界条件求解得到了钢板结合梁桥的结构噪声辐射,并对噪声辐射影响参数进行了探究.研究表明,列车过桥时,桥梁的结构... 详细信息

为了探究钢板结合梁桥的振动噪声,建立车-轨-桥耦合动力分析模型,获得了列车与桥梁的动力反应,后将此动力反应作为声学边界条件求解得到了钢板结合梁桥的结构噪声辐射,并对噪声辐射影响参数进行了探究.研究表明,列车过桥时,桥梁的结构位移呈现出周期性变化,各测点的竖向加速度均大于横向加速度;全桥结构噪声表现为全频段内均有衰减,高频区段衰减速率较低频段快;当车速提高时,各场点的总体声压级逐渐变大,车速从200 km/h升至260 km/h时,各场点声压级的上升幅度更大;双向行车时总体声压级显著增加,但各板件在峰值声压级时的贡献量比例无显著变化;有板肋时,顶板声压级贡献量较上翼缘板的更大,无板肋时则相反.添加板肋能够对局部结构进行优化,但对于整体的降噪效果影响不大.本桥板肋布置间距宜在5.2m左右.

关键词：钢板结合连续梁桥车轨桥耦合振动结构噪声降噪

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Li-air batteries:air stability of lithium metal anodes

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Science China Chemistry 2024年第1期67卷 122-136页

作者： Renfei Cao Kai Chen Jianwei Liu Gang huang Wanqiang Liu xinbo Zhang School of Materials Science and Engineering Changchun University of Science and TechnologyChangchun 130022China State Key Laboratory of Rare Earth Resource Utilization Changchun Institute of Applied ChemistryChangchun 130022China

Aprotic rechargeable lithium-air batteries(LABs)with an ultrahigh theoretical energy density(3,500 Wh kg^(-1))are known as the‘holy grail’of energy storage systems and could replace Li-ion batteries as the next-generation high-capacity batteries if a practical device could be ***,only a few researches focus on the battery performance and reactions in the ambient air environment,which is a major obstacle to promote the practical application of ***,we have summarized the recent research progress on LABs,especially with respect to the Li metal *** chemical and electrochemical deteriorations of the Li metal anode under the ambient air are discussed in detail,and the parasitic reactions involving the cathode and electrolyte during the charge-discharge processes are *** also provide stability perspectives on protecting the Li metal anodes and propose design principles for realizing high-performance LABs.

关键词： parasitic reaction lithium metal anode anode protection Li-air batteries

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