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基于IPSO算法优化小波神经网络的转辙机故障诊断

第43届中国控制会议

作者： Wenyi Xia Jun Yang Zhongyu Li ziwen wei School of Information Science and Engineering Wuhan University of Science and Technology

Due to the limited application of Global Positioning System(GPS) in many inaccessible areas,Pedestrian Dead Reckoning(PDR) has become a hot research topic in the field of indoor *** at the problems of PDR algorithms,such as the accumulation of errors due to the interference of sensors in complex electromagnetic environments,this paper proposes an optimization algorithm for pedestrian dead reckoning based on Kalman *** algorithm first adopts the peak detection based on adaptive window to eliminate the interference of pseudo-peaks and pseudo-valleys,which can accurately find the number of pedestrian *** the step length model,which is a fusion of a linear model and a nonlinear model,is used to estimate the characteristic step length of ***,the magnetometer data and gyroscope data are fused by Kalman filter algorithm to reduce the heading estimation *** experimental results show that the PDR optimization algorithm proposed in this paper can effectively reduce the PDR cumulative error and improve the pedestrian positioning accuracy.

关键词： Kalman filter Pedestrian Dead Reckoning Peak detection Step length estimation

来源： cnki会议评论

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电子测量技术 2023年第17期46卷 160-167页

作者：韦子文中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

转辙机是铁路上实现道岔转换的重要的设备,其运营、维护工作耗费时间长、故障识别精度不高且存在误判、漏判等问题。针对上述问题,本文基于人工智能、深度学习等新型技术,提出一种新的S700K型转辙机故障识别方法。相较于较传统的Harr或M... 详细信息

转辙机是铁路上实现道岔转换的重要的设备,其运营、维护工作耗费时间长、故障识别精度不高且存在误判、漏判等问题。针对上述问题,本文基于人工智能、深度学习等新型技术,提出一种新的S700K型转辙机故障识别方法。相较于较传统的Harr或Mexicanhat小波分解,本文首先将微机监测系统采样的转辙机动作功率曲线数据用一种具有紧支撑的正交小波Daubechies波分解与重构,提取8种常见类型故障的特征向量,归一化后作为改进后小波神经网络的输入量;然后采用分类学习粒子群算法优化网络内部的各项权值、阈值等参数,构建IPSO-WNN故障识别模型;最后选取车站监测机数据库中的动作功率曲线对故障识别模型进行网络训练和测试。本文提出的算法对8种常见的转辙机故障识别准确率超过95%,用时仅21 s左右,可以有效地运用于S700K型转辙机的故障识别并提高其精度与速度,为实现转辙机故障识别的预测提供理论支撑。

关键词：转辙机故障识别深度学习小波神经网络功率曲线

基于CCLPSO算法的Y型交路列车开行方案优化研究

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铁道科学与工程学报 2019年第8期16卷 2122-2129页

作者：谭丽韦子文兰州交通大学自动化与电气工程学院

列车开行方案通常包括列车停站方案、交路计划以及编组方案,是地铁组织运输的基础。结合交通运输组织的实践经验以及输送能力与客流需求达到最佳匹配的原则,以乘客出行成本及企业运营成本最低为目标,综合考虑线路最大通过能力、最小发... 详细信息

列车开行方案通常包括列车停站方案、交路计划以及编组方案,是地铁组织运输的基础。结合交通运输组织的实践经验以及输送能力与客流需求达到最佳匹配的原则,以乘客出行成本及企业运营成本最低为目标,综合考虑线路最大通过能力、最小发车频率和最大可用车底数量等限制条件,构建城市地铁Y型交路模式下的列车开行方案优化模型,来确定Y型交路模式列车开行方案的主线及支线的列车运行区段及各线的列车开行频率。采用分类学习混合粒子群算法(CCLPSO)对其进行求解,通过实际案例验证了模型的合理性和算法的有效性,并对折返站位置和列车开行频率进行灵敏度分析。研究结果表明:Y型交路的折返站的选取对乘客出行成本影响显著,相比于其他2种算法,采用该算法可使综合成本分别减少16.9%和31.6%。

关键词：城市轨道交通列车开行方案混合粒子群算法分类学习

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基于DBN的区域计算机联锁系统可靠性分析

重庆大学学报（自然科学版） 2020年第1期43卷 113-122页

作者：仵光辉谭丽韦子文兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

区域计算机联锁设备是实现区域内行车安全、保证运输效率的核心设备,对其可靠性研究具有重要意义。结合目前存在的2种区域联锁制式,采用一种新的联锁方案,即在主控站和从控站(选择其中1站或多站)均设置联锁设备。综合考虑联锁系统的共... 详细信息

区域计算机联锁设备是实现区域内行车安全、保证运输效率的核心设备,对其可靠性研究具有重要意义。结合目前存在的2种区域联锁制式,采用一种新的联锁方案,即在主控站和从控站(选择其中1站或多站)均设置联锁设备。综合考虑联锁系统的共因故障和可维修等因素,利用动态贝叶斯网络对其进行可靠性分析。首先,从系统故障■安全和危险输出的角度出发,建立区域两联锁单元和三联锁单元的动态故障树,并将其转换为相应的动态贝叶斯网络模型;然后利用动态贝叶斯网络的推理特性,对区域联锁系统进行可靠性分析;最后比较了该方法与基于静态贝叶斯网络和动态故障树分析法的结果。计算结果表明:主控站和其中之一的从控站均设置联锁设备是实现区域联锁的较佳方式;且基于动态贝叶斯网络的系统可靠性分析较上述两种方法在计算准确度和时间复杂度方面均有明显优势;并通过动态贝叶斯网络的诊断推理可知,共因故障是系统故障的主要原因,因此应重点防范以降低事故发生的概率。

关键词：铁路运输区域计算机联锁动态贝叶斯网络可靠性分析共因故障

基于MMC闭锁与负直流电压无闭锁的综合直流故障限流策略

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 209-216页

作者：王琛魏子文王毅韩创曹赛华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室河北保定071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流电网存在抗直流故障扰动能力弱的问题。为此,在无闭锁和闭锁限流的基础上,提出了一种适用于柔性直流电网的无闭锁与闭锁的综合直流故障限流策略。故障发生后,各换流站首先根据直流侧出口电流进行... 详细信息

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流电网存在抗直流故障扰动能力弱的问题。为此,在无闭锁和闭锁限流的基础上,提出了一种适用于柔性直流电网的无闭锁与闭锁的综合直流故障限流策略。故障发生后,各换流站首先根据直流侧出口电流进行基于负直流电压控制的无闭锁限流,若某换流站由于无闭锁降压限流失效而发生过流,则主动将该换流站闭锁。故障消失或隔离后,无闭锁换流站第一时间恢复正常工作模式,而无须等待重启过程较长的闭锁换流站,以尽量减小系统功率损失。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提综合直流故障限流策略可快速阻断故障电流,并兼顾限流过程的安全性和快速性,最大限度保证系统功率传输,提高了直流电网的抗故障扰动能力。

关键词：柔性直流电网模块化多电平换流器直流短路故障综合直流故障限流策略无闭锁限流

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新型四电容组合的半桥MMC子模块拓扑

高电压技术 2022年第9期48卷 3744-3754页

作者：江仁斌王琛王毅张振魏子文华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室保定071003 华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003

随着模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在柔性直流输电工程的广泛应用,架空线路的直流侧短路故障频发,如何快速清除故障电流成为柔直工程中亟待解决的关键问题之一。传统的半桥子模块拓扑缺乏对直流侧故障清除的能... 详细信息

随着模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在柔性直流输电工程的广泛应用,架空线路的直流侧短路故障频发,如何快速清除故障电流成为柔直工程中亟待解决的关键问题之一。传统的半桥子模块拓扑缺乏对直流侧故障清除的能力,而全桥子模块拓扑可以通过输出负电平来清除故障电流,但是其投资成本较高。基于此,在半桥子模块的基础上,提出了一种四电容组合的半桥子模块(four capacitor combined half bridge sub-module,FCC-HBSM)拓扑。FCC-HBSM通过4个半桥级联组成一个四电容的子模块,不仅可以快速有效地清除直流故障电流,还能够自均衡故障前后的电容电压。并且,相较于一些其他改进型子模块拓扑,所提子模块拓扑具有更简单的控制方式,同时减少了功率器件的数量,能够进一步降低换流站的建设成本。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,FCC-HBSM具有良好的直流故障清除和保持故障前后电容电压均衡的能力。

关键词：模块化多电平换流器柔性直流输电子模块拓扑直流故障清除电容电压均衡控制策略

新型故障电流转移消耗型子模块拓扑及其故障穿越策略

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高电压技术 2023年第4期49卷 1600-1610页

作者：张振王琛王毅魏子文江仁斌新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 保定071003 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 保定071003

为应对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流侧短路故障,提出一种故障电流转移消耗型MMC子模块,根据不存在续流通路的特点将其称作续流通路阻断式子模块(freewheeling path blocking sub-module,FPBSM)。在对具... 详细信息

为应对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流侧短路故障,提出一种故障电流转移消耗型MMC子模块,根据不存在续流通路的特点将其称作续流通路阻断式子模块(freewheeling path blocking sub-module,FPBSM)。在对具备故障电流清除能力的MMC子模块总结分类的基础上,推演FPBSM的拓扑结构,基于二极管单向导通的特点消除续流通路,配合出口处晶闸管及控制策略,可以实现故障电流的有效清除。FPBSM在保证经济性的前提下,提高了故障电流清除的能力,确保了电容电压均衡。基于MATLAB/Simulink仿真模型及硬件实验系统,验证了FPBSM-MMC故障电流清除能力。

关键词：模块化多电平换流器拓扑结构续流通路阻断故障电流转移重启动

一种改进PDR与最小一乘法融合的室内定位方法

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传感技术学报 2024年第9期37卷 1578-1585页

作者：饶玲汝杨君魏子文武汉科技大学冶金自动化检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081 武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081

在室内定位系统中,基于Wi-Fi技术的定位精度很大程度上依赖于信号的稳定,信号的多径效应与非视距(Non Line of Sight,NLOS)会增大定位误差。行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)定位系统会因传感器自身误差与噪声产生累计误差... 详细信息

在室内定位系统中,基于Wi-Fi技术的定位精度很大程度上依赖于信号的稳定,信号的多径效应与非视距(Non Line of Sight,NLOS)会增大定位误差。行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)定位系统会因传感器自身误差与噪声产生累计误差。针对上述问题,提出了一种改进的PDR与最小一乘法(Least Absolute Deviation,LAD)融合的室内定位算法。该算法基于模糊逻辑将PDR算法的步长固定参数改进为变量参数,同时根据LAD的定位结果对PDR进行周期性位置与拐点位置校正,选择扩展卡尔曼滤波(Extend Kalman Filter,EKF)将改进的PDR与LAD进行融合,以降低PDR的累计误差与LAD的突变误差,提高定位精度。实验结果表明:所提方法较其他方法具有更高的定位精度。

关键词：室内定位 PDR Wi-Fi 最小一乘法模糊逻辑

一种新型MMC并联双端口子模块及其三阶段故障电流阻断机理

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电力系统保护与控制 2023年第1期51卷 81-92页

作者：王琛魏子文王毅张振江仁斌新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

为使模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具备直流故障自清除能力和电容电压均衡能力,提出了一种新型并联双端口子模块:钳位双全桥子模块(clamp double full bridge submodule,CD-FBSM)。该子模块器件成本和运行损耗... 详细信息

为使模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具备直流故障自清除能力和电容电压均衡能力,提出了一种新型并联双端口子模块:钳位双全桥子模块(clamp double full bridge submodule,CD-FBSM)。该子模块器件成本和运行损耗较低,正常工作时相邻子模块之间具有多种协同运行模式,通过特有的并联模式可提高电容电压均衡度。故障闭锁时,模块内部电容并联、模块之间电容串联且反向接入电路,能够可靠阻断故障电流并均衡电容电压,有利于系统快速重启。此外,提出了三阶段故障电流阻断机理分析方法,对CD-FBSM的故障电流阻断过程进行了研究。通过Matlab/Simulink的仿真结果表明,所提子模块电容电压均衡度较高,可快速阻断故障电流,且故障电流阻断过程与理论分析一致。

关键词：模块化多电平换流器子模块拓扑直流故障电容电压均衡故障电流阻断机理

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