通信与信息工程

  • 基于三正交电偶极子天线的MUSIC估计算法

    肖雄;刘桐辛;姜春华;杨国斌;

    针对应用于三正交电偶极子天线的传统MUSIC算法无法同时对包含空间角度和极化信息的回波信号进行四维谱峰搜索,提出一种基于三正交电偶极子天线的实虚部分离的MUSIC估计算法。利用三正交电偶极子天线导向矢量的特殊性,通过实虚部分离进行两次MUSIC谱峰估计,同时完成对波达方向和极化信息的估计。对算法可行性完成验证,详细仿真分析了信噪比、采样快拍数等对算法性能的影响。仿真结果表明,该算法能准确估计四维信息,将一次四维搜索(90×180×90×101)转换成一次三维搜索(90×180×90)和一次一维搜索(1×101),极大减小计算量,优化算法性能。

    2022年23期 v.45;No.622 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K]
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  • 基于FUZZY-AHP的雷达装备质量评估研究

    朱常安;胡文华;尹园威;朱瀚神;

    为了更准确地检验评估雷达装备质量状态,提高雷达装备的可靠性和实用性,提出一种基于模糊层次分析(FUZZY-AHP)的雷达质量评价方法。根据雷达系统的构成,分析其重要指标参数,构建通用雷达装备质量状态评估指标体系,运用层次分析法确定评估指标权重,采用模糊综合评判的方法计算评价结果。通过某型火控雷达实例验证,评价结果为良好,表明所设计的评估方法有效可行,能够为雷达装备质量评估提供参考借鉴。

    2022年23期 v.45;No.622 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
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  • 天线非理想特性对极化方向测量的误差分析

    尹程;吴嘉诚;陈安军;马小雅;

    某型装备需要对来波的极化方向进行高精度实时测量,传统的单天线极化方向测量方法实时性差且精度不高,采用正交双极化天线和线极化分量法测量时,测量天线的非理想特性会引入交叉极化分量,进而对测量结果造成影响。传统研究中交叉极化经常被忽略或者避免,文中根据线极化分量法测量原理,给出了来波极化方向测量的数学模型,通过推导重点分析了天线的交叉极化分量对测量误差的影响,建立了测量误差数学模型,分析和仿真结果对类似需求具有理论指导意义。分析仿真结果表明,天线主极化与交叉极化的相位差、正交天线主极化增益比、交叉极化鉴别率等因素均会影响最终的测量误差。天线主极化与交叉极化的相位差的影响可通过外辐射校准予以消除,正交天线主极化增益比的影响可以通过天线配对的方式尽量减小。不考虑前两者影响的情形下,当测量天线自身的交叉极化鉴别率优于-35 dB时,线极化分量法对来波极化方向的测量误差小于1°。

    2022年23期 v.45;No.622 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]
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  • 基于双向EDFA的超长距光纤通信技术研究

    李璐;韩煦;袁军;蒋威;王媛;龙晨;

    针对传统Bi-EDFA结构对信号传输隔离度较差的问题,在其基础结构的对应位置处加入了光环形器、光隔离器以及衰减器等结构,从而使所设计模型具备低噪声与高增益的特性。为了获得更为理想的信号传输性能,文中还使用了Opti-System对模型参数进行优化。在对比实验中,利用国产设备所搭建实验平台进行的测试结果显示,所提Bi-EDFA结构的通信增益为33 dB,最小噪声系数为3.5 dB,且其在对比模型中的性能参数均为最优。将该结构应用于100 km的超长距光纤通信链路中,实验结果表明,发射信号与回波信号较为接近,同时,信号的整体质量也较为理想。通过论述与分析可知,文中所设计的模型可以应用于超长距光纤通信系统中,而且能够为光纤通信系统设备的国产化提供参考和借鉴。

    2022年23期 v.45;No.622 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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  • 雷达对抗侦察信号“增批”原因分析及对策研究

    张恒;徐亚波;郭欣;

    雷达对抗侦察装备的作用是对敌方雷达辐射源信号进行参数测量、目标识别,是雷达电子战装备的重要组成。为了提高分选技术的水平,国内外学者提出多种信号侦查算法,现分选技术能够适应特殊体制雷达信号,但信号增批的问题仍然普遍存在,在演习训练和例行侦察任务中,严重影响雷达对抗情报分析人员和电子战行动指挥员掌握雷达目标特性和电磁态势。文中从雷达对抗侦察的工作原理入手,从系统角度进行分析,结合电磁波传播机理和实际作战运用环境,全面深入分析了侦察信号增批的原因,并针对性地给出复杂电磁环境下的改进建议,可以使雷达对抗装备乃至操作人员更好应对信号增批带来的不良影响,对于改进雷达对抗侦察装备性能,提升其复杂电磁环境适应性具有十分重要的现实意义。

    2022年23期 v.45;No.622 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
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  • 基于ADS-B技术的地空导弹雷达校飞系统设计

    摆卫兵;刘毅;李卓伦;

    地空导弹雷达装备在维修之后需要进行校飞才能确定探测精度是否符合要求。传统的方法是协调空军飞机进行校验飞行。为了解决地空导弹雷达校飞需要协调军用飞机,且耗费时间长、校飞成本高,故设计了一种自动捕获民航飞机飞行数据和雷达探测数据的校飞系统。首先使用数字调谐器和解调器构建数字无线电接收模块;然后采用数字无线电方式接收民航飞机广播的ADS-B数据,按照雷达数据要求解析出飞机坐标;采用摄像头自动捕获雷达探测数据;将从ADS-B数据中解析出来的飞机坐标和地空导弹雷达对该目标的探测数据进行比对,输出校飞结果记录,从而实现地空导弹雷达校飞。应用结果表明,该系统使用方便,校飞成本低,为地空导弹雷达校飞工作提供了一种有效的手段。

    2022年23期 v.45;No.622 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
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信号分析与图像处理

  • 多特征融合的尺度自适应目标跟踪

    张原园;艾斯卡尔·艾木都拉;玛依热·依布拉音;

    针对目标跟踪过程中出现的平面旋转、快速运动、背景杂乱、遮挡等复杂状况导致的跟踪失败问题,提出一种基于背景感知相关滤波跟踪器的多特征融合的尺度自适应目标跟踪算法。首先在特征提取过程中通过在原有方向梯度直方图特征下加入了颜色特征和灰度特征以提高目标的特征识别;然后在滤波器更新阶段,利用峰值旁瓣比来减弱遮挡等复杂环境对跟踪的影响;最后通过尺度估计方法,在以目标位置为中心以不同尺度所产生的图像块中选择响应值最高的来更新目标。主要思想就是对目标跟踪流程两端进行改进,通过加入特征提取类型来突出目标特征,通过加入峰值旁瓣比和尺度估计来选择最好的响应结果进行更新,从而达到提高跟踪准确率的要求,同时跟踪速度也要满足实时要求。通过在OTB2015数据集中测试,算法整体的精确率和成功率都有了很好的提升,算法精确率达到84.1%,成功率达到79.5%,45 f/s能够满足实时跟踪的要求。在平面旋转、快速运动、遮挡等多个复杂环境下都有了很好的改善,结果表明该方法具有较高的理论价值和工程应用价值。

    2022年23期 v.45;No.622 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2153K]
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  • 抗多径信道遥测数据分集接收合成技术的研究与实现

    田洪伟;安静宇;宋幻;

    当武器装备在舰上井内或筒内进行发射试验时,因遮挡、多路径等影响致使地面设备接收解调的遥测信号弱,误码率较高,影响遥测和安控指令的对接检查,导致无法准确掌握目标工作状态,不利于试验指挥决策,严重影响试验进程。为了提高信号解调信噪比、保证信号正确解调,提出一种最大比空间集接收合成方法,通过在井或筒壁上多布设了一个发射天线,地面设备将接收到的两路信号先进行极化分集合成,再进行空间分集接收合成解调接收。经过试验测试表明,该方法能有效消除遮挡、多径和信号快速衰落等对接收解调的影响,接收解调的遥测数据实时丢帧率和误码率满足使用需求。

    2022年23期 v.45;No.622 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K]
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  • 电力巡检中绝缘子缺失故障检测的图像处理方法研究

    何宁;史旺旺;

    无人机巡检极大减少了巡检工作强度,但基于图像的电力故障识别仍需要人工参与。为减少人工成本,提高电力故障识别的效率,针对电力系统中绝缘子串缺失,提出一种高效的检测方法。首先,采用图像反色、双边滤波等预处理方法对图像处理;其次,通过模板匹配算法对绝缘子串进行定位;最后,观察绝缘子串中心连线上灰度值的变化情况,因环境制约,在检测绝缘子串灰度值变化上存在电线、树枝等灰度值的干扰。因此,在通过波峰检测定位绝缘子串中心连线上的各个“波峰”后,以绝缘子串灰度值大小与绝缘子串灰度值宽度为函数约束剔除了对绝缘子串检测有影响的背景噪声,从而判断绝缘子串是否缺失,并通过实验验证了该算法的高效性与准确性。

    2022年23期 v.45;No.622 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K]
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  • 基于机器视觉的多车道线检测和分类算法

    朱贤臻;魏霞;黄德启;

    为解决机器视觉在多车道线检测时出现车道线漏识别、误识别、分类难和准确率低等问题,提出一种检测多车道线和快速分类的方法。首先获取原始图像的感兴趣区域并使用Gamma校正增强多车道线特征信息;然后使用多相位Gabor滤波器叠加滤波图像提取车道线纹特征,获得其边缘梯度;接着基于改进带多参数Hough变换提取出直线线段,基于累加角度值的直方图和双截距约束法实现多车道线快速分类;最后只需提取出线段上少量关键点,通过最小二乘法拟合出完整的车道线,生成动态有效的检测区域,减小后续检测时间。实验结果表明:该设计算法在Tusimple数据集与实际拍摄拥挤、夜间环境的道路中进行验证,识别准确率分别为95.4%,96.22%和95.22%,高于其他常用方法;该算法充分利用车道线多个特征信息,不易受检测环境变化带来的影响。

    2022年23期 v.45;No.622 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
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  • 梯度方向一致性约束下的多级低照度图像超分辨率重建模型

    赵雪静;李仁伟;

    低照度图像受不同方向梯度的影响,造成其重建时的失真程度较高。为此,构建梯度方向一致性约束下的多级低照度图像超分辨率重建模型。使用鲁棒映射方法去除灰度梯度波动影响,计算定点水平方向梯度,基于图像横向梯度分析结果分离出图像中的灰度梯度。利用相邻正交方向梯度值合成水平、垂直方向梯度值,并将其作为辅助指标进行自适应调整,通过最小化模型拟合误差来约束,重建图像轮廓线。采用非均匀插补强化技术,保持图像原有色彩,引入色彩恢复因子,避免出现彩色图像色彩不平衡和失真问题。使用多尺度梯度主方向一致性约束处理方式,构建反射成分投影矩阵,重建低分辨率图像块。由实验结果可知,该模型主观测试结果是重建的图像清晰,客观测试结果是峰值信噪比最大值为21.3 dB,结构相似度最大值为93%,感知质量最大值为13.5 pi,图像失真程度小。

    2022年23期 v.45;No.622 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
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  • 认知无线电网络错误概率最小的频谱感知方法

    谢树京;

    认知无线电网络中的从用户通过检测主用户频谱占用情况,与主用户实现频谱共享。为了提高从用户系统频谱检测的精度,减小系统错误概率,利用能量检测算法对单个从用户频谱感知和多个从用户合作频谱感知进行分析,对比了不同场景和合作方式下单个从用户感知与多个从用户合作感知的检测性能,提出一种采用最优检测门限及对应合作方式使系统错误概率最小的感知方法。仿真结果表明,多个从用户合作频谱感知未必一定优于单个从用户频谱感知,考虑主用户频谱空闲概率不同时,在单用户频谱感知系统中该方法得到的风险值最小,在多用户合作频谱感知系统中该方法得到的风险值接近最小值,在“半数”融合的多用户合作频谱感知方式下该方法的系统错误概率达到最小,能更好地实现主从用户频谱共享。

    2022年23期 v.45;No.622 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]
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  • 基于生成对抗网络的平面视觉图像色彩增强系统设计

    窦红英;

    平面图像在光线不足情况下容易出现色彩减弱问题,为了提升图像色彩视觉效果,设计了基于生成对抗网络的平面视觉图像色彩增强系统。使用CMOS传感器采集图像信息,并将其传输至色彩增强模块中。构建基于生成对抗的图像色彩增强网络,对图像色彩自适应调整,在灰度级局部化情况下利用函数映射公式对直方图均衡化处理。根据直方图非线性自适应特征,对不同情况下平面视觉图像亮度进行增强处理。根据不同区域像素间的关联性,增强局部对比度,完整存储图像边缘细节,通过判别公式计算对抗损失,实现扰动攻击性对抗处理。由实验结果可知,该系统差异色彩x坐标集中范围为5 002~5 006 mm,y坐标集中范围为3 501~3 503 mm,平面视觉亮度和清晰度均得到显著提高。

    2022年23期 v.45;No.622 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
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  • 基于干扰加噪声协方差矩阵重建的稳健自适应波束形成算法研究

    桂子杭;黎杨;李琼;

    针对自适应波束形成中的期望信号“自消”问题,就近年来提出的期望信号预减除类方法展开研究。该类方法首先使用波达方向(DOA)估计技术得到期望信号的波达方向;然后从协方差矩阵中估计干扰加噪声协方差矩阵,来消除釆样信号期望信号分量对算法的影响,避免产生期望信号“自消”问题,进一步修正假定的期望信号导向矢量来估计真实导向矢量;最后计算得到权矢量。理论分析给出了4种代表性方法的原理和算法的复杂度,并通过数值仿真验证,仿真结果表明,当存在阵列扰动的情况下,协方差适配重建方法在低信噪比(SNR)下获得更佳的性能。当存在指向误差的情况下,子空间重建方法在很大的输入信噪比范围内受的影响最小。文中总结了这些方法的综合性能优缺点,对于该类方法实际应用有一定指导意义。

    2022年23期 v.45;No.622 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
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网络与信息安全

  • 一种面向工控联网设备的层次聚类方法

    曲海阔;张哲宇;刘扬;孙军;王子博;王佰玲;

    联网设备核查是工业控制系统安全巡检工作的首要任务,而其中设备层次识别对后续获取详细信息至关重要。针对工控系统内各层级联网设备因通信量不均衡而导致识别准确率低的问题,提出一种基于高斯混合模型的层次聚类方法。所提方法融入重采样的分批处理思想,通过对聚类中心进行重新采样,解决经典K-means算法对初始值过度依赖而引起的聚类结果偏离问题;进一步考虑算法的计算资源和运行时效等性能因素,引入训练数据分批处理操作,在保证算法精度的同时,缩短收敛时间,降低内存占用,达到优化算法效率的目的。最终,在一套工控模拟环境的安全水处理数据集上,通过与三个经典的聚类算法进行比较,验证所提方法对工控联网设备层次识别的有效性、准确性和稳定性。

    2022年23期 v.45;No.622 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
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  • 基于关联规则分析的车联网大数据加密传输模型

    杨知玲;郭焰辉;

    在车联网中,由于网络拓扑的动态变化,短时间内形成的数据较多,导致大数据加密效果不佳。针对这一问题,提出基于关联规则分析的车联网大数据加密传输模型。以车联网服务为基础,借助关联规则挖掘车联网大数据。充分考虑车联网环境复杂的情况,将关联规则与加密算法混合使用。采用安全协议数据单元封装源目标地址,达到数据传输保护的目的。通过DES密钥加密数据,获得明文信息。采用基于动态实用拜占庭容错共识机制,对恶意节点的攻击有很好的容错性,实现大数据安全加密传输。实验结果表明,该模型时延高于5 s的节点数量少,最高吞吐量为480 Kb/s,证明选出的簇头能够维持与簇内车辆之间通信的稳定性,也说明了数据加密传输效果较好。

    2022年23期 v.45;No.622 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K]
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  • 基于ResNeSt网络的音频欺骗检测

    何信;胡金瑶;艾斯卡尔·艾木都拉;米吉提·阿不里米提;

    目前最先进的语音合成和语音转换模型能够生成人耳无法区分的虚假语音,这对自动说话人验证(ASV)系统的安全构成巨大威胁。近年来,越来越多抗欺骗对策用于提高ASV系统的可靠性。然而,在实际使用中,在检测未知攻击时遇到困难,特别是,合成语音欺骗算法的快速发展正在产生越来越强大的未知攻击。在这项工作中,由于ResNeSt网络模型在图像分类和检测任务中取得较好的成绩,因此构建了残差卷积神经网络的变体ResNeSt,使用时域二维特征转换、频域特征等各种特征提取方法(MFCC、LFCC、CQCC)来检测未知的合成语音欺骗攻击。实验结果表明,ResNeSt系统在ASV的逻辑评估集上达到了6.04%的等错误率(EER),相比ASVspoof2019的基线模型提高了25%的性能。

    2022年23期 v.45;No.622 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
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  • 基于CNN-GRU的智慧校园网络入侵远程检测方法

    李刚;付海;赵邵蕾;孙耀文;杨屹;

    为增大最优距离阈值的计算结果,实现对入侵信息参量的远程检测,提出基于CNN-GRU的智慧校园网络入侵远程检测方法。以CNN-GRU网络框架为基础,设置循环控制单元,并联合已获取数据信息参量,求解损失函数表达式,完成基于CNN-GRU的检测原理分析。在入侵信息参量的数据集合中,选择最为适宜的数值指标,并根据其传输行为特征,计算寻优参数的具体数值,完成智慧校园网络入侵远程检测方法的设计。对比实验结果表明,与机器学习型检测方法相比,在CNN-GRU网络作用下,待检入侵信息参量的最优距离阈值指标计算数值更大,可以在远程条件下实现对智慧校园网络入侵行为的准确检测。

    2022年23期 v.45;No.622 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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测控与自动化技术

  • 基于高阶干扰观测器的水下滑翔机迭代学习控制

    周丽芹;傅金辉;宋大雷;贺同福;姜迁里;

    水下滑翔机可作为移动平台搭载声学多普勒海流计AD2CP进行长航程大范围多尺度海流观测,其高精度的俯仰角控制是海流观测数据准确性的重要保证。模型的不确定性和复杂扰动为水下滑翔机精准俯仰角控制带来了困难。对此,提出一种结合干扰观测器和模型迭代学习律的二元通道控制方案。基于拉格朗日动力学原理建立了水下滑翔机可量测的标称模型,并将异于标称模型的信息(模型参数变化、不可量测模型信息、环境扰动等)视为“总扰动”。利用标称模型设计了模型迭代学习律,抑制滑翔机剖面轨迹运动相关周期性扰动。对于不可建模的非轨迹周期相关复杂干扰,设计了高阶干扰观测器进行高精度估计,并通过选择适当的补偿增益进行扰动前馈补偿。理论分析证明了所设计的模型迭代学习律和高阶干扰观测器的稳定性,仿真实验验证了该算法的有效性。

    2022年23期 v.45;No.622 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K]
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  • 钻机回转液压系统仿真与健康评估

    李兆奎;田慕琴;宋建成;

    针对钻机实际故障数据获取较难和性能退化的非线性等问题,提出一种基于RBF神经网络的钻机回转液压系统健康状态评估方法。使用AMEsim软件搭建回转液压系统仿真模型,模拟了液压泵内泄露和液压马达内泄露,采集了样本数据并提取特征量,通过主成分分析法(PCA)对特征量进行降维处理,使用K均值算法(K-means)和粒子群优化算法(PSO)优化RBF神经网络参数,通过训练建立RBF神经网络健康评估模型,输入PCA处理后的数据,评估模型自动输出评估结果,实现了钻机回转液压系统健康状态的智能评估。结果表明,该方法具有较高准确性和可靠性,可用于钻机回转液压系统的健康评估,并为进一步开展钻机液压系统智能故障诊断和健康评估奠定了研究基础。

    2022年23期 v.45;No.622 105-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K]
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  • 水平降尺度方法对WRF风电场参数化方案风速模拟精度提升的研究

    赵咏年;薛宇;

    为了研究水平降尺度方法对于与中尺度天气预报模型WRF相耦合的风电场参数化模型模拟风电场内部风速的提升效果,以我国某大型海上风电场为研究对象,分别采用不同的水平分辨率进行48 h模拟实验,并利用单台风机的SCADA观测数据对水平降尺度方法降低模拟误差的效果进行验证分析。研究结果表明:水平降尺度方法对于风电场内部风速模拟准确度具有良好的提升效果,且在下风向风机处的效果更为明显,但在风电场上风向第一排风机处的效果可忽略;在风电场下风向最后一排风机处,水平分辨率由12 km降尺度至1 km可使风速模拟误差减小20%以上。另外,相比于位于风电场两侧边缘的风机,水平降尺度方法对于位于中间的风机风速模拟精度提升效果更好。该实验成果可为将WRF+WFP模型应用于实际风电场的功率预测提供理论基础。

    2022年23期 v.45;No.622 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K]
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  • 基于声音信号的GMAW焊接状态监测方法研究

    倪畅;薛瑞雷;刘宏胜;周建平;李晓娟;

    针对焊接过程中因保护气体和外部气流干扰等情况所产生的异常焊接状态,提出了一种基于电弧声音信号特征结合长短期记忆(LSTM)神经网络的监测方法,基于梅尔频谱(Mel-spectrogram)下的电弧声音特征对焊接过程进行分析。采用高速脉冲全位置熔化极气体保护焊(GMAW)下行焊焊接技术,搭建了短弧高速脉冲X80管线钢GMAW实验平台,记录了全工况条件下的电弧声数据。根据电弧声音信号特点,采用daubechies小波作为小波基函数,利用启发式阈值对电弧声信号进行分解和重构,有效提高了电弧声音信号的信噪比。通过正常和异常焊接状态下声音信号的梅尔频谱特征训练LSTM神经网络,建立了电弧声音信号的预测模型来检测异常焊接状态,该方法的灵敏度可以达到94.57%。

    2022年23期 v.45;No.622 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K]
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  • 融合经验模态分解与线性Transformer的高频金融时间序列预测

    文馨贤;

    随着深度学习的发展,神经网络模型已被广泛应用于期货等金融资产价格序列预测研究工作中。当前的研究以低频数据为主,针对非线性、非平稳、高噪声的高频数据的预测准确率还有待提升。因此,提出CEEMDAN_Linformer模型,通过引入“分解-重构”方法,使用自适应噪声完全集成经验模态分解(CEEMDAN)方法对高频交易数据进行去噪预处理;通过引入时间戳进行特征融合,为输入编码提供了全局特征;使用线性Transformer提升模型的预测准确率,同时降低原始Transformer的复杂度,使其更适用于在当前的期货高频数据预测任务上。以贵金属期货品种——黄金期货、白银期货的5 min、1 h价格序列为例,实现了多步价格序列预测。实验对比了LSTM、CONVLSTM、TCN、Transformer四个基准模型,提出的模型在三个评价指标上均优于以上基准模型,取得了较好的预测效果。

    2022年23期 v.45;No.622 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
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  • 卷烟物流网格化智能配送算法平台研究与应用

    王根林;马玲玲;温阳强;范虹宇;李家斌;胡红春;

    为有效解决地市级烟草公司上万零售商户的卷烟配送车辆线路优化问题,采用K-means聚类算法获得初始聚类中心并对配送区域进行网格划分,再以最小生成树算法和C-W节约算法进行配送区域的初始化路径计算,最后在考虑工作量均衡的条件下引入LKH和遗传算法等多个算法构造出算法池,对初始路径结果进行智能优化调整。在此基础上搭建了一个线路优化平台系统,并将该系统应用在某地市烟草公司卷烟配送车辆线路优化的实际工作中,取得了较好效果,有效减少了配送车辆和行驶里程,均衡了不同配送线路之间的工作量,降低了配送车辆空载率,最终降低了配送费用,具有一定的借鉴性和推广价值。

    2022年23期 v.45;No.622 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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能源与环境科学

  • 计及储能配合与需求侧响应的主动配电网分布式电源规划

    侯帅辉;张新燕;代玥;邱汉强;

    对主动配电网源-网-荷-储各类资源进行友好的协同互动可以提高电网的可持续性及新能源的消纳水平。考虑各类分布式电源和储能系统并网的影响,建立了主动配电网的双层规划模型。上层规划层以年综合成本最小为目标,决策变量为分布式电源与储能系统的接入位置与容量。下层运行层通过实施源荷互动的需求响应,对分布式电源的出力进行协调控制,优化配电网的运行状态,以分布式电源的有功切除量最小为目标,并引入电压质量计算指标。采用改进的自适应遗传算法与内点法相结合的混合策略对所提模型进行求解。最后,通过在IEEE 33算例中进行仿真验证了所提模型的合理性。

    2022年23期 v.45;No.622 132-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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  • 热电储混合系统的风电消纳极限能力评估模型

    田勇豪;王晓晶;

    考虑热电储混合系统的热力系统特性,建立了改进的风电消纳极限能力评估模型。首先,分析了热电储混合系统的风电消纳极限能力,以及系统促进风电消纳的机理;其次,以热力系统各节点的温度为线索,将实时热平衡约束改进为满足热舒适度的室温区间约束,建立了以风电消纳极限能力为目标的改进评估模型;最后,采用混沌鲸鱼优化算法和试探法进行求解,结果验证了所提热电储混合系统对风电消纳的促进作用,以及改进评估模型对热电储混合系统风电消纳极限能力评估的可行性与合理性。

    2022年23期 v.45;No.622 138-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K]
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电子技术及应用

  • 一种变积分时间谐波检测算法

    宋潇;

    为了解决广泛使用电力电子技术和新能源接入给电力系统带来的谐波污染问题,提高电网电能质量,针对传统瞬时无功谐波电流检测算法的弊端,提出一种变积分时间谐波检测算法。通过采用锁频环降低电网电压畸变带来的影响,并由低通滤波器和变积分平均值算法构成滤波环节,实时采集电网三相电流,通过计算有功和无功电流分量的相似度得到交流分量周期的最小公倍数(积分时间),同时采用时间步长因子对积分时间进行调节校正,并设置约束条件,保证算法的收敛性和鲁棒性,实现积分时间可以随检测电流的变化而自动调节。通过对比证明此方法可以有效提高谐波检测算法的精度和动态响应速度。最后通过在Matlab/Simulink平台仿真验证了变积分谐波检测方法的精确性和可靠性。

    2022年23期 v.45;No.622 144-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
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  • 基于电价联动的虚拟电厂源-荷协调经济性研究

    仓鹤鸣;蔺红;

    针对大规模分布式能源接入导致电网等效负荷峰谷差变大以及其在电网运行下的经济优化调度问题,在电力市场环境下,提出一种基于电价联动的虚拟电厂定价方法,通过分布式电源、虚拟电厂运营商和用户的三方联动博弈的方法解决问题。首先,需要对分布式电源出力以及负荷进行日前预测出力,通过横向、纵向分析负荷曲线,采用两部制电价法制定容量电价和电量电价,进而确定初始上网电价;然后,根据电价信号的传递性,通过电价联动优化峰谷分时电价,引导用户改变用电习惯,达到削峰填谷和增大收益的目的;最后,采用引入参与度的改进Shapley值法对分布式电源进行收益分配。通过电价联动前后负荷曲线及分布式电源收益对比分析,算例仿真结果验证了所提方法的有效性和经济性。

    2022年23期 v.45;No.622 149-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
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  • 750 kV变压器套管应变导致内部电场畸变分析

    郑义已;赵洪峰;

    750 kV油纸电容式套管斜插在变压器箱体上,套管长期受重力影响,内部结构发生应变导致套管内电场畸变,内部电容芯子出现局部放电,加速了套管内部绝缘结构的老化,对套管长期安全稳定的运行有很大影响,因此研究套管在应力作用下的形变与电场强度变化规律之间的关系很有必要。首先建立套管应力理论模型,利用COMSOL在应力有限元模型下仿真运算,得到不同受力情况下套管各位置形变大小,再将不同形变大小的模型在静电场下仿真运算,对比形变前后套管内部的电场分布,发现套管内部电容芯子形变处场强极不均匀,对应变后套管场强不均匀情况进行研究分析得出结论。结果表明:750 kV油纸电容式套管在重力作用下法兰处有明显形变,并且内部电容芯子出现变形,电容芯子均压作用变小,在应变较大时电场畸变程度较大,在靠近法兰处电场畸变最为明显。

    2022年23期 v.45;No.622 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K]
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  • 粗糙地面与下方双同轴电缆宽带电磁散射研究

    王鹏飞;田炜;王玺;

    为避免将传统的频域方法直接用于复合模型瞬态场求解时面临计算量大的问题,运用时域有限差分(FDTD)方法计算了粗糙地面与下方同轴电缆复合电磁散射,其中,照射波选用平面微分高斯脉冲,粗糙土壤地面由Monte Carlo方法结合高斯功率谱密度来构建。通过FDTD近场迭代、近-远场外推、傅里叶变换、归一化散射截面计算得到了后向复合散射系数随入射波频率变化的曲线,分析了粗糙面几何统计参数、电缆参数、介质本构参数对散射系数的影响规律,获得了粗糙地面与下方同轴电缆较完整的宽带电磁散射特性,这些数值结果对粗糙背景下电缆的无损检测技术的发展具有重要意义。

    2022年23期 v.45;No.622 161-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K]
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  • 基于模糊数学理论的高维小样本数据特征分类系统

    徐成桂;徐广顺;

    高维小样本数据特征分类易受到奇异性问题的影响,导致数据特征分类精准度较低。为了解决该问题,提出基于模糊数学理论的高维小样本数据特征分类系统。采用人机交互端、逻辑处理端和数据分类端,分别为系统提供交互端口、数据特征处理端口和分类端口。利用模糊数学理论方法构建类内协方差矩阵、类间协方差矩阵、总体协方差矩阵,分析高维小样本数据特征,解决高维小样本数据特征奇异性问题。引入分明函数约简高维小样本数据特征,为分类降低数据集维数。统计约简后数据,结合模糊数学理论设计分类流程,最后根据确定的数据标号构建分类模型。根据实验结果可知,该系统对5类高维数据特征的分类精准度均在85%以上,证明其具有高精准分类效果。

    2022年23期 v.45;No.622 166-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
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  • 基于深度学习attention机制的不带并联电抗器输电线路自适应重合闸策略

    周红;王海云;王维庆;王利超;

    常规的线路重合闸装置在线路跳闸后采用的固定延时后直接重合的方式存在一定的弊端,为避免断路器重合于永久性故障给电网造成的冲击,提出一种基于注意力机制的深度学习算法,用于改进对于不带并联电抗器的输电线路在进行重合闸前完成对故障状态的自适应判断,从而进一步提高断路器重合的准确性和可靠性。在线路两侧的断路器跳开后通过在线路的一端增设常规电源作为辅助的外加激励,另一端采用物理短接的方式;根据线路电源端电流所呈现的波形特征,利用attention机制的深度学习算法进行特征提取,从而判定故障是否为永久性故障,再确定是否闭锁重合闸出口。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,利用Python API接口实现联合仿真,仿真结果表明,该方法能够在不同的过渡阻抗情况下对不同的故障距离和短路类型具有较强的辨识能力。

    2022年23期 v.45;No.622 171-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K]
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  • 协同过滤算法下公共计算机慕课资源推荐系统

    马建强;徐太星;

    公共计算机慕课资源量较大,易受到冗余信息的干扰,导致学生需求和学习资源难以匹配,推荐误差较大。为此,文中设计了协同过滤算法下公共计算机慕课资源推荐系统。该系统使用DAGScheduleX调度引擎,利用控制台绑定不同类型集群调度推荐资源,在不同用户场景下分解请求源任务。首先通过特征服务平台,将个性化特征信息放入本地磁盘文件中,分析公共计算机慕课资源推荐列表中最大支持度项目集合,计算推荐资源估计参数置信区间,对冗余数据进行分词、去停用词预处理;然后参照用户对资源评分结果搜索最近邻居,通过协同过滤冗余信息获取推荐结果;最后根据利用计算信息相似性得到的评分结果向用户推荐慕课资源。系统测试结果表明,该系统能够提取到78%的公共计算机慕课资源,最大推荐误差为10%,能够为用户提供感兴趣资源。

    2022年23期 v.45;No.622 177-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K]
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  • 约束条件下高校实验室建设的节能效应研究

    汪林云;

    高校实验室的建设随着信息化改革的不断深入而进入新的发展阶段,从以往小功能、分散型实验室逐步向资源整合型实验室以及实验平台发展,有着私有云和小型数据中心化的发展倾向,然而功耗和成本成为制约其进一步发展的重要因素。因此,许多优化计算、存储和网络的算法被设计出来以期在节能的同时降低单位计算成本。然而,目前大多优化算法侧重于能效的作业分配,而忽视了高校实验室教学、研究等作业可用性这一基本需求。例如,基于能效分配策略将多个工作负载合并到一台服务器,虽然有助于提升单点效率,但也增加了单点故障的概率,而为了恢复这些工作将花费额外的资源,使得期望优化失效,并且这一故障还有可能导致教学事故的发生,从而直接影响教学效果。文中从可用性角度出发,研究并设计了一种爬山算法来防止故障区域失效,保障可用性的同时降低数据中心的能耗。

    2022年23期 v.45;No.622 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1377K]
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