- 李晗轲;李璟;王颖;邹国平;陈倩楠;蔡慧;
在智能电网时代，大部分用电异常行为都会伴随用电负荷的变化，研究用户用电行为对于电力系统的运行和管理都至关重要。为此，提出一种直接利用负荷数据进行计算，通过计算特征用电负荷曲线与日用电负荷曲线之间的相关度来判断用户是否存在异常用电行为的方法。在相关度计算过程中，将欧氏距离与皮尔逊相关系数相结合，以更准确地判断用户的用电负荷是否发生重大变化。此外，为提高判断的准确性和灵活性，采用自适应阈值策略对500组数据进行实验研究。相关度计算的结果表明，其中122组被判断为负荷变化过大，99组数据存在负荷异常事件，该方法的判断准确率达到了81.1%。
2024年10期 v.47;No.657 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1421K] [下载次数：374 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：38 ] - 随阁;赵博;王义勇;张红旗;鲁炳林;
为解决传统永磁发电机短路故障时灭磁困难和开关磁阻类发电机电压波形差的难题，提出一种永磁辅助同步磁阻发电系统（PMSynRG）。建立该电机的数学模型，阐述其发电运行机理，并推导出带载时的稳态电压方程和三相短路时绕组交直轴短路动态电流方程。针对发电机带载时的自激建压过程进行数值仿真计算，得出自激建压曲线，验证发电机系统的建压能力。此外，针对三相短路故障进行数值仿真计算，验证了故障时三相电流小于额定电流的结论，同时还验证了三相短路时动态电流方程的正确性，证明了发电机系统具有较强的自我保护能力。最后，制作样机并完成了带载建压实验，实验结果与数值分析结果吻合度较高。
2024年10期 v.47;No.657 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张斌;秦战明;孙文俊;蒋颖丹;汪柏康;张礼怿;
为了解决传统Wilkinson功分器损耗高、尺寸大的问题，从功分器的理论分析出发，将传统的微带线结构和LC集总式结构进行改进，在隔离电阻处引入频率补偿电容，设计一种新型的多抽头电感结构的紧凑型宽带二等分功分器。所设计的功分器基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺。射频/微波电磁仿真显示，在8～16 GHz的频带范围内，功分器的分配损耗小于0.8 dB，隔离度大于20 dB，端口回波损耗大于15 dB，核心电路版图面积仅为0.30 mm×0.25 mm，可满足宽带功分器低损耗、小型化、高隔离度的设计要求。
2024年10期 v.47;No.657 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 郭凯丽;王建英;
为提高音频信号端点识别能力，设计一种非平稳强噪声环境中的音频信号端点检测系统。构建音频信号端点检测硬件单元，利用预处理单元对音频信号进行预加重、分帧以及加窗处理后，端点检测单元在提取处理音频信号的MFCC倒谱距离特征、频带方差特征的基础上，依据动态阈值估计策略确定恰当阈值；通过双特征参数双门限法来实现对音频信号起止点的确定以及语音帧和非语音帧的分离；利用包络确定延时单元，防止噪声段被错误识别为语音段，避免出现拖尾太长问题。实验结果表明，所设计系统可实现非平稳强噪声环境音频信号端点检测，检测误差满足设定要求。
2024年10期 v.47;No.657 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 王大涛;滕德贵;王灵犀;
针对LoRa多传感器低功耗采集中同信道传感节点无效唤醒的问题，提出一种基于空中唤醒策略与信道切换机制相结合的低功耗采集方法。通过将LoRa通信链路划分为多个通信信道，不同信道分时切换复用，实现多传感节点的分组通信，避免从传感节点的无效唤醒，在有限信道容量下最大限度地降低从节点的通信功耗；并制定了LoRa局域网传感器通信指令协议，实现了多传感器的低功耗主动轮询采集、定点调试与预警上报。实验结果证明了所提方法的有效性。
2024年10期 v.47;No.657 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：645 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 李琦;许素安;
针对电力负荷序列波动性强、预测精度低的问题，提出一种基于GSABO-BP模型和Bootstrap的电力负荷区间预测方法。首先提出一种改进的减法优化算法（GSABO），在保留减法优化算法（SABO）良好的收敛性基础上，融合黄金正弦算法（Gold-SA）来提升其搜索能力；然后，利用所提方法对BP神经网络的权值和阈值进行寻优，构建GSABO-BP预测模型，对电力负荷进行点预测；最后，采用Bootstrap方法分析电力负荷功率预测误差，结合点预测结果确定输出结果的波动区间。经仿真测试，所提方法寻优能力强、鲁棒性好；且相比于其他算法，该方法的预测精度、区间可靠性、区间宽度等均有显著提升。综合点预测和区间预测效果可知，二者结合有助于准确评估预测误差，具有较高的实际应用价值。
2024年10期 v.47;No.657 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K] [下载次数：641 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：5 ] - 李青燕;田军;
针对高清和超高清视频，嵌入式微处理器在进行视频编解码时常常会受到资源的限制，导致输出的视频画面出现模糊的情况。为此，提出一种面向嵌入式微处理器的高性能视频编解码算法。利用最小平均绝对值误差作为匹配准则指标，预判断高性能视频的失真率损耗，计算图像中最大交流系数总能量，获取高细节分块，感知运动视频；利用空时域条件下的边缘图获取视频编码的相邻像素权重，通过像素间距离获取超像素为前景区域的概率，对目标前景区域编码；采用最小化范数优化编码视频约束条件，利用拉格朗日乘子等价转换编码视频，根据训练冗余字典计算视频解码校正因子，完成最终的视频编解码。经实验证明，所提方法能有效地完成高性能视频编解码，保证视频质量，视频的编码率一直处于31.3 dB，相对稳定。
2024年10期 v.47;No.657 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K] [下载次数：128 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 高强;邵春霖;李京润;沈宗凯;
图卷积神经网络（GCN）算法在处理图结构数据任务中取得了突破性的成功，然而训练图卷积神经网络需要大量的内存空间及多次的随机内存访问等，这限制该算法的进一步部署应用。现有图卷积神经网络的部署及加速方案大多基于VitisHLS工具，该工具利用C/C++进行开发，几乎没有采用硬件描述语言的方案，存在软硬件加速不彻底问题。针对上述问题，设计一种面向GCN的FPGA部署及加速架构。该架构主要由计算模块和存储模块构成，两者都是利用硬件描述语言实现。计算模块主要是用硬件描述语言来实现图卷积神经网络的关键算法，即将图卷积神经网络的关键算法映射到现场可编程门阵列中以实现硬件加速；缓存模块主要是调用ROM IP核以及定义二维寄存器组，对输入节点特征、归一化后的邻接矩阵、各个层的量化参数以及中间变量进行存储，从而提高GCN算法的并行度。首先在Pycharm平台上进行模型训练并提取参数进行量化，然后在Vivado平台上对图卷积神经网络进行设计和仿真测试，对比CPU、GPU的运算性能。实验结果表明，所设计的图卷积神经网络加速架构提升了模型的推理速度。
2024年10期 v.47;No.657 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K] [下载次数：686 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：17 ] - 周艳秋;高宏伟;何婷;辛春花;
针对电子监控视频中受遮挡目标识别难度高的问题，提出一种电子监控部分遮挡目标单模态自监督信息挖掘技术。为了得到目标的状态信息，利用遮挡检测方法判断监控视频中是否存在部分遮挡目标。当监控视频存在部分遮挡目标时，利用减法聚类方法进行特定目标的识别、跟踪或描述，并提供更准确和详细的目标特征信息。在此基础上，将交叉熵损失函数与软间隔三元组损失函数构建的监督遮挡目标特征学习判别损失函数作为部分遮挡目标信息挖掘的目标函数，在每个批次的电子监控样本中，搜寻最小距离的负样本对以及最大距离的正样本对，并通过反向传播优化参数。由此输入电子监控图像样本，通过前向传播输出得到电子监控部分遮挡目标单模态自监督信息挖掘结果。实验结果表明，所提出的技术可以有效挖掘电子监控部分遮挡目标，目标挖掘的mAP值高于0.9，能够为提升监控目标识别精度提供可靠依据。
2024年10期 v.47;No.657 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 成永昌;郝炎辉;乔雨;
设计一款可在室内机房环境条件下工作，总热耗约为2 700 W，结构紧凑、散热方式简单、散热效果良好，可安装在19寸机柜内的功放单元。依据该功放单元工作原理、内部器件布局、热耗，综合考虑散热与结构要求，设计一种采用组合插片散热器强迫风冷的方案。通过功放模块和电源分组固定安装在分层的3个插片散热器上，同时与设备侧壁形成完整的风道的方式，实现了功放单元的强迫风冷散热；并对该设备进行了热传导与散热理论计算，同时运用仿真软件建立模型，进行数值分析。数值仿真结果显示，该功放单元正常工作热交换达到平衡状态时，功放模块外壳最高温度为64.2℃，满足设计要求。通过实物样机验证了该功放单元基于组合插片散热器结构设计方案的可行性，以及计算、仿真方法的合理性、正确性。
2024年10期 v.47;No.657 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：149 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 魏亚峰;蒋伟;陈启明;孙毅;刘杰;李曦;张磊;
时钟分配电路是电子系统中信号处理单元参考时钟及多路时钟分配的关键元器件，其跟随系统在宇宙空间中容易受宇宙射线辐照发生单粒子效应，进而影响系统性能指标甚至基本功能。为此，提出一种针对数字单元翻转的微测试方法，结合分段存储技术完成高速时钟分配电路的单粒子效应的在线测试系统设计。另外，在HI-13串列加速器与HIRFL回旋加速器上进行了试验验证，成功监测到单粒子翻转、单粒子功能中断等典型单粒子效应。最后根据试验数据并结合FOM方法进行了电路在轨故障率推算，这对于集成电路研制阶段的测试评估与应用阶段的系统验证都有重要意义。
2024年10期 v.47;No.657 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1908K] [下载次数：138 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 周帅;黄凯俊;文珊珊;崔国宠;周佩华;
为了提高特种战车配电控制系统智能化控制能力和故障诊断能力，同时满足实时性的要求，设计一套基于STM32单片机的嵌入式配电显示控制系统。该显示系统以STM32F217芯片为核心，通过合理的模块化设计，实现了分布式多节点配电设备的控制和实时监控功能。通过测试证明，所设计系统具有操作简单、易扩展、实时性强等特点，能够满足特种车辆配电系统的使用要求。
2024年10期 v.47;No.657 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [下载次数：157 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘祖耀;张海贝;颜志强;汪中博;司立娜;刘路;
针对电子产品出货后出现ESD软失效而导致的退货现象，文章通过机器学习算法分析产品ICT电性能测试参数、生产线ESD防护监控数据和产品ESD软失效的相关性。集成算法模型经过优化，分类准确率达到0.88，可以用于量产电子产品的ESD软失效的识别和出货风险管控。同时，利用ESD防护监控点风险指数数据集可以提高产品ESD软失效的识别准确率（8.6%）。安装部署基于物联网技术的静电放电防护监控系统，对管控电子产品生产过程中的ESD软失效风险以及控制出货风险是很有帮助的，可以提高电子制造业防静电管控的智慧化水平。
2024年10期 v.47;No.657 69-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘汝欣;徐洪珍;
信用卡欺诈是银行操作风险的主要来源之一，对信用卡诈骗交易进行准确的检测对于减少银行经济损失具有重要意义。针对信用卡欺诈检测中存在的数据类别不平衡和数据漂移的问题，提出一种基于注意力机制优化的WGANBiLSTM信用卡欺诈检测方法。首先引入Wasserstein距离改进生成对抗网络（GAN），将信用卡数据输入至WGAN(Wasserstein GAN)中，在生成器和判别器相互博弈训练下，得到符合目标分布的欺诈样本；然后，构建结合注意力机制的双向长短期记忆（BiLSTM）网络，在正反两个方向上提取信用卡数据的长时依赖关系；最后，通过Softmax层输出分类结果。在欧洲持卡人数据集上的实验结果表明，所提方法能有效提升信用卡欺诈检测效果。
2024年10期 v.47;No.657 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K] [下载次数：547 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陈潘;华杭波;孔明;梁晓瑜;
AR设备以第一视角获取的动态手势往往存在手掌角度偏转问题，各关节点位移轨迹相较正视角度发生变化，现有的手掌关节点位移特征无法有效识别，并且受限于AR设备性能，部分神经网络模型无法取得良好表现。针对该应用场景，提出一种使用多特征分级融合的手势识别方法。该方法构造位移、长度、角度三个特征对手势进行描述，并进行向量编码与归一化以消除抖动干扰。根据关节点与标准手势的相似度距离，仿照sigmoid函数分配关节点权重，以加权的动态时间规整（DTW）距离进行KNN匹配，并根据最佳的KNN置信度与特征优先级筛选出最可信的特征识别结果。实验结果表明：该方法能有效识别9种存在角度偏转的动态手势；相较于传统的位移特征方法，该方法的平均准确率提高了4%，能有效应对手掌偏转情况下的动态手势识别问题。
2024年10期 v.47;No.657 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K] [下载次数：338 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王聪;张昊;刘世巍;黄朴;
为提高威焱831平台的多媒体处理能力，解决H.264解码器解码效率低的问题，在提出SIMD指令级优化方法的同时，提出一种面向帧拷贝的优化方法。通过分析开源软件FFmpeg中H.264解码器的并行化特性，使用威焱平台性能分析工具解析影响视频解码性能的热点函数。采用手工嵌入SIMD汇编指令的方式对关键模块热点函数进行优化，通过FFmpeg源码编译过程链接汇编实现的内存操作函数memcpy提升内存拷贝速度。实验结果表明，威焱831平台视频解码的平均性能提高26%，推动了威焱831处理器在多媒体应用领域的发展。
2024年10期 v.47;No.657 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K] [下载次数：63 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 谭印;苏雯洁;
通过离群点检测可以及时发现计算机网络中的异常，从而为风险预警和控制提供重要线索。为此，设计一种基于局部信息熵的计算机网络高维数据离群点检测系统。在高维数据采集模块中，利用Wireshark工具采集计算机网络原始高维数据包；并在高维数据存储模块中建立MySQL数据库、Zooleeper数据库与Redis数据库，用于存储采集的高维数据包。在高维数据离群点检测模块中，通过微聚类划分算法划分存储的高维数据包，得到数个微聚类；然后计算各微聚类的局部信息熵，确定各微聚类内是否存在离群点；再依据偏离度挖掘微聚类内的离群点；最后，利用高维数据可视化模块呈现离群点检测结果。实验证明：所设计系统不仅可以有效采集计算机网络高维数据并划分计算机网络高维数据，还能够有效检测高维数据离群点，且离群点检测效率较快。
2024年10期 v.47;No.657 91-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 朱辉;冯勇;
随着气象大数据的快速发展和山东数字强省建设的深入推进，气象数据在地方政府的发展和决策制定中发挥着越来越重要的作用。为了满足政府数据应用的需求，提出一种基于气象大数据云平台的高效、安全、可靠的数据同步方案，以实现政务区的数据同步，提升气象数据服务能力和信息化水平。依据气象数据的类型和特点，将其划分为一般结构化数据、特色结构化数据和非结构化数据三类，针对每类数据提出了相应的同步技术方案，构建了针对政务区数据同步的综合解决方案，并以山东省气象数据为例进行了实验分析。结果表明，所提方案具备高度可行性、有效性和安全性，可为政府决策提供强有力的数据支撑。
2024年10期 v.47;No.657 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1615K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ]
- 高珍;涂建;彭琦;潘成勇;陈恒;
无功优化通常采用降低有功网损和电压偏差、改善电压质量等方式进行优化。文中采用蜜獾算法（HBA）,选取有功网损最小为数学模型，以电压偏差最小以及潮流平衡方程和各时段节点电压为约束条件，以IEEE-30节点系统为例进行配电网的无功优化。将HBA算法与传统的PSO算法、改进后的PSO算法进行算例分析比较，对比算法在收敛速度和寻优性能方面的差异。通过局部电压稳定指标法计算出系统的最佳补偿点，减少搜索空间维数。利用Matlab进行仿真对比，结果表明HBA算法计算速度更快，具有较强的全局搜索能力，寻优能力更佳，可为配电网无功优化安全有效经济运行提供新思路。
2024年10期 v.47;No.657 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1486K] [下载次数：439 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] - 赵景;李奥;
针对三相三线制交流电网输入、高压大电流隔离输出、交流掉电不间断供电10 min，以及较大频率响应范围、稳态特性和动态特性良好的要求，提出一种N+1冗余不间断的稳压电源和三态PWM调制的功率放大器。阐述了磁悬浮轴承控制系统的工作原理，设计并制造了600V/60A的高压大电流功率放大器系统。实验结果表明，稳压电源能够实现10min左右的不间断供电且变换器具有冗余功能，磁轴承功率放大器具有较小的输出电流纹波，同时具有较好的跟随特性、稳态特性、动态特性和较大频率响应范围。样机实验结果表明，所设计系统能够满足要求，对磁悬浮轴承控制系统的商业化生产制造具有一定的指导意义。
2024年10期 v.47;No.657 134-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1681K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 何韦颖;钟健;谌颃;
进行逆变器电路图像数据识别时，特征信息提取不充分使得无法准确捕捉到关键特征，导致识别精度下降。为此，提出一种基于深度学习的逆变器电路图像数据智能识别方法。首先，利用逆变器数据采集系统，采集逆变器电路图像数据。然后，将图像数据输入到卷积神经网络模型中，通过卷积核提取数据的特征。最后，采用YOLO算法对其进行有效识别，基于CA模块对特征信息进行关注，并利用Detect模块输出识别结果。Detect模块主要包括置信度函数和模型的损失函数，将两者结合，利用分类框和检测框来实现对逆变器电路图像的识别。实验结果表明，所提方法的识别误报率最高仅为6%，具有实用性。
2024年10期 v.47;No.657 139-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 付光杰;王柏松;
在解决光伏阵列在局部遮挡时发电效率降低的问题时，传统最大功率点追踪（MPPT）方法容易追踪失败。为此，提出一种改进沙猫群优化算法的最大功率点追踪方法。该算法在标准沙猫群算法的基础上，引入了精英反向学习和自适应t分布，同时优化沙猫群算法（SCSO）的局部搜索并融合Jaya算法。通过对4种典型单峰、多峰函数的测试，证明该算法具有极高的收敛速度，容易跳出局部最优值。将算法应用于MPPT控制中，仿真结果表明：在静态遮荫情况下，所提方法的搜索最大功率点的时间更少；在动态遮荫条件下，重新搜寻到最大功率点的响应时间平均为0.2 s。实验表明所提算法可以适应动态变化的天气，解决了传统算法收敛速度和防止陷入局部最优等问题。
2024年10期 v.47;No.657 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K] [下载次数：556 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 罗威;姜元建;殷炜俊;高亮;王斌;
5G技术与MEC技术的融合为电力行业的升级转型提供了有力的支撑，但电力5G MEC采用了新型架构和部署，传统的安全防护措施无法有效应对新环境下出现的各类安全威胁和挑战。为此，提出一种基于安全编排自动化与响应技术的电力5G MEC安全解决方案。依据智能电网业务在接入的高开放性、异构终端连接的海量性、业务的低延时性和威胁处理的低干预性四个方面的安全需求特征，针对终端安全威胁、APP安全威胁、接入安全威胁和威胁处置不及时等问题，提出将SOAR组件引入5G MEC，实现威胁情报收集、安全事件响应编排和执行自动化；并设计云边、边边协同的层级MEC部署方案，提供整体联动的安全保障。仿真实验结果表明，所设计的方案可以依据剧本快速灵活部署，反应时间短，可有效抵御常见攻击。
2024年10期 v.47;No.657 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K] [下载次数：85 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 惠红平;庄百亮;周永松;刘丁赫;
超声振动系统主要由超声换能器和超声复合加工电源组成。其中超声换能器在加工过程中受到多种因素影响，会发生谐振频率漂移现象；超声复合加工电源需要输出对应频率的电信号，保证超声振动系统的稳定工作。为避免超声换能器损坏，设计一种基于BP神经网络算法的控制模型，通过分析超声电源运行历史数据来实现对超声电源输出频率的控制。利用Multisim对电路进行仿真，并通过试验采集理论谐振频率在25 kHz的超声换能器稳定工作时超声复合加工电源的输出信号，通过Matlab建模仿真来验证BP神经网络模型的控制精度和可靠性。结果表明，产生的模拟输出与实际输出频率最大误差不超过5%，有助于超声复合加工电源的稳定工作。
2024年10期 v.47;No.657 159-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K] [下载次数：685 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：8 ]