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基于分布式协同的强迫次同步振荡溯源方法研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：吴熙何琴陈曦周金宇廖凯东南大学电气工程学院西南交通大学电气工程学院

电力系统中的次同步振荡(sub-synchronous oscillation，SSO)现象日益频繁，严重危害电网稳定性，实现次同步振荡的快速精准溯源具有重要意义。然而相对于低频振荡，次同步振荡频率更高，需要更高频率的采样数据才能保证分析的准确性，... 详细信息

电力系统中的次同步振荡(sub-synchronous oscillation，SSO)现象日益频繁，严重危害电网稳定性，实现次同步振荡的快速精准溯源具有重要意义。然而相对于低频振荡，次同步振荡频率更高，需要更高频率的采样数据才能保证分析的准确性，严重增加了计算负担，传统的集中式计算方法在实时计算和通信方面面临巨大挑战。为此，本文提出一种分布式协同的次同步振荡溯源方法，首先构建面向电力系统次同步振荡溯源的多智能体分层分布式系统框架，制定次同步振荡测量终端、本地层子站(local layer substations，LLS)及中心层主站的工作职能。其次，研究本地层子站间的自适应协作机制，通过子站收集并就地处理量测数据，基于平均一致性算法将少量能量信息进行交互，实现次同步振荡的快速协同溯源。分布式协同方式大大减少了控制中心/主站的数据传输和计算压力，可为实现强迫次同步振荡快速精确溯源提供算法支持。

关键词：分布式协同溯源方法本地层子站强迫SSO溯源

基于变权和模糊灰色聚类的地铁信号电源健康状态评估

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：张亚东曾玲左飞江磊郭进西南交通大学信息科学与技术学院四川省列车运行控制技术工程研究中心中铁二院工程集团有限责任公司通信信号设计研究院

针对地铁信号电源系统健康状态评估存在主观性强、实时性差、准确度低等问题，论文结合地铁信号电源系统在线监测数据，提出一种基于劣化度变权与模糊灰色聚类的健康状态综合评估方法。首先，结合地铁信号电源系统的结构组成，考虑电源... 详细信息

针对地铁信号电源系统健康状态评估存在主观性强、实时性差、准确度低等问题，论文结合地铁信号电源系统在线监测数据，提出一种基于劣化度变权与模糊灰色聚类的健康状态综合评估方法。首先，结合地铁信号电源系统的结构组成，考虑电源设备输出/输入的关键参数，构建了地铁信号电源系统的健康状态分层评估指标体系；其次，运用标度拓展法和熵权法分别确定指标层下2级指标的主、客观权重，通过最小偏差法对主客观权重进行组合赋权，再结合监测数据的劣化度，最终得到2级指标的变权重；然后，将地铁信号电源系统的健康状态划分为四个等级，利用灰色聚类中的白化权函数作为隶属度函数，结合2级指标的变权重，计算得到指标层1级指标的健康状态；接着，由指标层1级指标的聚类系数构建准则层健康状态模糊评判矩阵，结合1级指标权重，得到准则层健康状态；最后，结合准则层聚类系数与权重，运用模糊综合评判法评估地铁信号电源系统的健康状态，以成都地铁3号线某车站的信号电源监测数据进行方法验证。结果表明，该方法可以基于在线监测数据，综合考虑健康状态评估的模糊性和不确定性，以3级评估的方式动态评估地铁信号电源系统、准则层和指标层各指标的健康状态；评估结果显示UPS与蓄电池分别处于严重和较差状态，与报警结果相符，且根据本方法可以追溯到故障来源于UPS下属输入指标的旁路输入X相电压、旁路频率，输出指标的输出负载百分比以及模块中的逆变器，实现了故障的精准定位。研究成果可为地铁信号电源系统的健康管理与智慧运维提供科学支撑。

关键词：地铁信号电源系统健康状态评估指标体系组合赋权法变权重模糊灰色聚类

高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤试验研究

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 287-296页

作者：王州龙徐金鹏靳邵云麦瑞坤中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究工程中心(中国铁道科学研究院集团有限公司) 北京100081 北京华铁信息技术有限公司北京100081 西南交通大学电气工程学院四川成都611756

本文提出一种关于高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤检测及判定方法,是对当前高速铁路信号设备通信接口雷击试验及检测方法的优化和完善。首先,对雷电波频谱进行了分析,确定了信号设备通信接口雷击试验波形和检测电路。然后,选取Z... 详细信息

本文提出一种关于高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤检测及判定方法,是对当前高速铁路信号设备通信接口雷击试验及检测方法的优化和完善。首先,对雷电波频谱进行了分析,确定了信号设备通信接口雷击试验波形和检测电路。然后,选取ZPW-2000A轨道电路系统的CAN通信接口器件PCA82C250和编码读取电路的光耦TLP621-4作为试验对象,按电压幅值由低到高分别对其进行雷电冲击试验。试验结果表明:PCA82C250横向雷电冲击损坏电压约为88V,纵向雷电冲击损坏电压约为48V;光耦采集电路中,直接对光耦进行雷电冲击时,雷电冲击损坏电压约为140V;在雷电冲击点与光耦间串入4.7kΩ电阻后,雷电冲击损坏电压约为800V,故增加器件的输入阻抗,可以提高耐雷电冲击水平。最后,讨论分析了信号设备通信接口器件的雷击过电压损伤特性,分析结果表明:信号设备通信接口器件的雷击过电压损伤特性分为3个阶段,即正常阶段、临界损伤阶段和损坏阶段;信号设备通信接口器件存在冲击损坏积累效应,当器件处于临界损伤阶段时,仍可进行数据传输,但输出信号与正常阶段不一致。信号设备通信接口器件雷击过电压损伤检测,应按电压幅值由低到高进行雷电冲击试验,以冲击时是否有击穿现象和通信线上信号电平是否发生异常作为损伤判定的基本依据,并结合相应测试标准等,做出科学准确的判断。

关键词：高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤

双路激光混沌复用系统的混沌同步及安全性能研究

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物理学报 2015年第12期64卷 206-215页

作者：穆鹏华潘炜李念强闫连山罗斌邹喜华徐明峰西南交通大学信息光子与通信研究中心成都610031

针对一种新型的双路激光混沌复用系统,建立相应的速率方程模型,详细分析了两个主激光器的单个参数失配、多个参数同时失配、反馈强度差异以及频率失谐对混沌同步性能的影响,并对此复用系统的安全性能和频谱性能进行了研究.研究结果表明... 详细信息

针对一种新型的双路激光混沌复用系统,建立相应的速率方程模型,详细分析了两个主激光器的单个参数失配、多个参数同时失配、反馈强度差异以及频率失谐对混沌同步性能的影响,并对此复用系统的安全性能和频谱性能进行了研究.研究结果表明:采用参数失配方案,通过合理选择两个主激光器的参数,可以保证两个主激光器之间的同步性能较差而两对主从激光器间实现高品质的混沌同步,因此满足双路激光混沌复用的条件;两个主激光器之间的参数失配对它们之间的同步性能影响较大,然而对配对主从激光器间同步性能的影响并不明显,进一步说明参数失配方案的有效性和可行性.另外,通过自相关函数和频谱分别分析混沌复用信号的时域和频域特征,发现双路激光混沌复用系统可提供更高的安全性.

关键词：混沌复用主被动分解法参数失配混沌同步

基于深度强化学习的卫星动态任务实时调度时效性优化方法

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中国科学:信息科学 2024年第10期54卷 2443-2469页

作者：李可熊顺蕊戴朋林宋彤雨禹旭敏李天瑞西南交通大学计算机与人工智能学院可持续城市交通智能化教育部工程研究中心四川省网络通信技术重点实验室之江实验室中国航天科技集团第五研究院卫星与导航卫星总体部

随着全球卫星数量的快速增长和天基网络的蓬勃发展,优化卫星任务调度以确保任务观测时效性变得至关重要.任务调度方法不仅影响观测数据采集的效率,还直接关系到天基信息系统能否及时响应多种实时应用需求.然而,针对非周期动态任务,传统... 详细信息

随着全球卫星数量的快速增长和天基网络的蓬勃发展,优化卫星任务调度以确保任务观测时效性变得至关重要.任务调度方法不仅影响观测数据采集的效率,还直接关系到天基信息系统能否及时响应多种实时应用需求.然而,针对非周期动态任务,传统批处理调度方法存在局限性,需收集完所有任务信息后才能作出决策,而现有基于深度强化学习的实时调度方法也无法保证紧急任务的观测时效性.鉴于此,本文首次提出了“时效性优化的敏捷卫星动态任务实时调度”问题,该问题定义任务观测时效性指标,综合考虑任务观测延迟和接收任务的总收益,以最大化所有任务观测时效性.为了求解该问题,设计了两阶段时效性优化算法PPODL-HR.在任务选择阶段,提出了基于深度神经网络和长短期记忆网络的近端策略优化以加快模型的收敛速度;在资源分配阶段,设计了启发式规则,通过任务合并进一步降低任务切换所需的卫星转换时间.通过数值仿真和STK仿真验证, PPODL-HR算法在任务观测时效性方面优于传统的静态批处理调度和现有的动态任务实时调度算法,且适用于不同任务密度和不同紧急性任务占比的情况.特别地,与经典的动态任务实时调度算法相比,任务观测时效性提高了21.14%,任务观测延迟降低了4.55%,接收任务的总收益增加了20.70%.

关键词：时效性优化卫星任务调度动态任务实时调度深度强化学习任务观测时效性启发式规则

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基于放置分发阵列的云-边-端通算融合架构

移动通信 2024年第3期48卷 47-53页

作者：李寇闫起发周正春唐小虎西南交通大学信息科学与技术学院信息编码与传输四川省重点实验室现代交通通信与传感网络国家级国际联合研究中心四川成都611756

随着6G的发展,云端、边缘端和终端节点间的协作是当下的研究热点,而Map Reduce则是面向大规模数据处理的并行计算模型。将Map Reduce与云-边-端架构相结合,提出基于放置分发阵列的云-边-端协同计算和传输设计架构。该架构充分利用云端... 详细信息

随着6G的发展,云端、边缘端和终端节点间的协作是当下的研究热点,而Map Reduce则是面向大规模数据处理的并行计算模型。将Map Reduce与云-边-端架构相结合,提出基于放置分发阵列的云-边-端协同计算和传输设计架构。该架构充分利用云端和边缘端丰富的计算和存储资源,在边缘端和终端部署冗余计算任务,借助多播编码,成倍地减小云-边链路和边-端链路之间的通信负载,从而实现云-边-端之间通信与计算的协同,高效地服务终端的计算需求。

关键词：放置分发阵列云-边-端架构 MapReduce

基于非本征光纤光栅法布里-珀罗滤波器与光电振荡器的高灵敏磁场传感

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光学学报 2024年第13期44卷 63-69页

作者：刘仟高浦峰蔡诗怡尹彬武蓓蕾朱明健陈德胜王目光北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 北京理工大学信息与电子学院北京100081

提出并实现一种基于非本征光纤布拉格光栅法布里-珀罗(EFBG-FP)滤波器与光电振荡器(OEO)相结合的高灵敏磁场传感系统。EFBG-FP滤波器由两个端面研磨良好并插入陶瓷插芯进行轴向对准的光纤布拉格光栅(FBG)构成,然后将其与具有凹槽结构的... 详细信息

提出并实现一种基于非本征光纤布拉格光栅法布里-珀罗(EFBG-FP)滤波器与光电振荡器(OEO)相结合的高灵敏磁场传感系统。EFBG-FP滤波器由两个端面研磨良好并插入陶瓷插芯进行轴向对准的光纤布拉格光栅(FBG)构成,然后将其与具有凹槽结构的磁致伸缩合金(MA)结合形成磁场传感单元。该EFBG-FP滤波器具有窄带滤波特性,将其放置在OEO环腔中,OEO振荡频率将由光源载频和EFBG-FP滤波器陷波中心频率的差值决定。当外界磁场变化时,EFBG-FP滤波器空气腔的长度会随MA长度的变化而变化,进而使EFBG-FP滤波器陷波波长发生漂移,最终引起OEO振荡频率发生改变。因此,可以通过监测振荡频率的变化实现对外界磁场的测量。实验结果表明,在20.2~21.8 mT磁场范围内,该系统磁场灵敏度为4.258 GHz/mT。所提出的传感系统具有高灵敏度、高分辨率、低成本和易于制作等优点,在医疗检测、地球物理、资源勘探和航空航天等领域中具有潜在的应用价值。

关键词：光纤光学光纤传感器微波光子学光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔光电振荡器磁场测量

基于四倍频矢量信号和波长重用的双向光载无线系统

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中国激光 2018年第10期45卷 241-247页

作者：庄云圣潘炜叶佳李沛轩唐堂邹喜华西南交通大学信息光子与通信研究中心四川成都610031

为提高光载无线(RoF)系统传输容量,提出了一种基于四倍频矢量信号生成及波长重用技术的双向RoF传输系统。该系统中,下行链路由基于受激布里渊散射效应的窄带光带阻滤波器和Sagnac环在光域实现四倍频矢量信号调制;在基站端,未调制的边带... 详细信息

为提高光载无线(RoF)系统传输容量,提出了一种基于四倍频矢量信号生成及波长重用技术的双向RoF传输系统。该系统中,下行链路由基于受激布里渊散射效应的窄带光带阻滤波器和Sagnac环在光域实现四倍频矢量信号调制;在基站端,未调制的边带由检偏器滤出作为上行链路光载波实现波长重用。传输实验验证了24 GHz的四倍频正交相移键控(QPSK)信号的拍频产生,并测试了码率为400 Mbit/s的8 GHz下行频带QPSK和400 Mbit/s的上行基带开关键控(OOK)信号的6.15 km光纤传输。实验结果验证了该系统的可行性。

关键词：光通信射频光子技术光载无线通信波长重用矢量信号四倍频

基于双层石墨烯波导的可调谐布拉格光栅滤波器

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光学学报 2014年第B12期34卷 398-403页

作者：冯霞闫连山王鲁俊潘炜罗斌西南交通大学信息光子与通信研究中心四川成都610031

由于石墨烯与电介质交界面所产生的表面等离子体效应，双层石墨烯波导器件尺寸可以压缩到纳米量级，同时由于石墨烯的电可调特性，可以利用外电压实现波导传输特性的灵活调控。基于这些特性，提出一种可调谐双层石墨烯波导布拉格光栅滤... 详细信息

由于石墨烯与电介质交界面所产生的表面等离子体效应，双层石墨烯波导器件尺寸可以压缩到纳米量级，同时由于石墨烯的电可调特性，可以利用外电压实现波导传输特性的灵活调控。基于这些特性，提出一种可调谐双层石墨烯波导布拉格光栅滤波器。时域有限差分法仿真结果证明，通过改变石墨烯的化学势可以实现滤波器阻带位置的调整。

关键词：光栅布拉格光栅滤波器时域有限差分法石墨烯表面等离子体