采用蒸馏训练的时空图卷积动作识别融合模型

目的 基于深度学习的动作识别方法识别准确率显著提升,但仍然存在很多挑战和困难。现行方法在一些训练数据大、分类类别多的数据集以及实际应用中鲁棒性较差,而且许多方法使用的模型参数量较大、计算复杂,提高模型准确度和鲁棒性的同时对模型进行轻量化仍然是一个重要的研究方向。为此,提出了一种基于知识蒸馏的轻量化时空图卷积动作识别融合模型。方法 改进最新的时空卷积网络,利用分组卷积等设计参数量较少的时空卷积子模型;为了训练该模型,选取两个现有的基于全卷积的模型作为教师模型在数据集上训练,在得到训练好的教师模型后,再利用知识蒸馏的方法结合数据增强技术训练参数量较少的时空卷积子模型;利用线性融合的方法将知识蒸馏训练得到的子模型融合得到最终的融合模型。结果 在广泛使用的NTU RGB + D数据集上与前沿的多种方法进行了比较,在CS(cross-subject)和CV(cross-view)两种评估标准下,本文模型的准确率分别为90.9%和96.5%,与教师模型2s-AGCN(two-stream adaptive graph convolutional networks for skeleton-based action)相比,分别提高了2.4%和1.4%;与教师模型DGNN(directed graph neural network)相比,分别提高了1.0%和0.4%;与MS-AAGCN(multi-stream attention-enhanced adaptive graph convolutional neural network)模型相比,分别提高了0.9%和0.3%。结论 本文提出的融合模型,综合了知识蒸馏、数据增强技术和模型融合的优点,使动作识别更加准确和鲁棒。     

计及漏判/误判代价的两阶段电力系统暂态稳定预测方法

基于人工智能的电力系统暂态稳定预测方法会出现漏判（将失稳样本错误分类成稳定样本）和误判（将稳定样本错误分类成失稳样本）的现象,使得该方法不易在工程实践中应用。为此,文中基于集成卷积神经网络（CNN）提出了一种计及漏判/误判代价的两阶段电力系统暂态稳定预测方法。在第1阶段,利用滑动时间窗输入特征训练得到不同响应时间层次的集成CNN模型,建立各层输出结果的可信度指标,将可信度阈值优化选择问题转化成多目标优化问题,最大限度地减少甚至消除漏判,并尽可能早地输出可信度高的样本;在第2阶段,对分层预测阶段预测的失稳样本采用多判据融合的紧急控制启动策略,尽可能减少误判所带来的实际损失。仿真算例分析表明,文中所提方法可以以最小代价最大限度地减少甚至消除漏判,以提高人工智能暂态稳定预测结果在工程上应用的可能性。     

空间负荷预测中确定元胞负荷合理最大值方法

针对实测的元胞负荷数据中存在随机波动现象而使空间负荷预测精度降低的问题,提出一种利用互补集合经验模态分解(CEEMD)和游程检验技术确定元胞负荷合理最大值的方法。该方法通过互补集合经验模态分解技术将各Ⅰ类元胞负荷序列分别进行分解,每个Ⅰ类元胞得到一组本征模态函数,采用游程检验技术对每个本征模态函数进行随机性检验,建立识别其中高频分量的判据,剔除刻画元胞负荷随机波动性的高频本征模态函数,对余下表征元胞负荷规律性与趋势性的本征模态函数进行重构得到主体分量,将其中最大值作为Ⅰ类元胞负荷合理最大值,最后利用该合理最大值进行基于Ⅰ类元胞和Ⅱ类元胞的空间负荷预测。工程实例表明了该方法正确有效。     

基于 CEEMDAN 和 SVR 的锂离子电池剩余使用寿命预测

锂离子电池剩余使用寿命(RUL)的估算是锂离子电池健康管理的关键,准确可靠地预测锂离子电池的剩余使用寿命对 系统的安全正常运行至关重要。 提出了一种结合完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和支持向量回归( SVR)的锂离子电池剩 余使用寿命预测方法。 首先,在放电过程中提取了一个可测量的健康因子,并使用 Pearson 和 Spearman 法分析健康因子与容量 之间的相关性,然后利用 CEEMDAN 将健康因子进行分解,获得一系列相对平稳的分量,最后采用 CEEMDAN 分解后的健康因 子作为 SVR 预测模型输入,容量作为输出,实现锂离子电池 RUL 预测。 利用 NASA PCoE 提供的锂离子电池退化数据集进行试 验,与标准 SVR 模型相比,实验结果表明利用该方法能够有效验证所提出的 RUL 预测模型的有效性,并且使预测误差控制在 2%以下。     

基于时频特征分析的变压器有载分接开关运行状态识别

为了对变压器有载分接开关的运行状态进行识别,该研究首先对其运行状态和故障特征进行总结分析,针对分接开关运行过程中产生的振动信号,利用集合经验模态(EEMD)分解为多个固有模态函数分量(IMF),再经过希尔伯特变换法,结合能量熵提取得到基于时频分析的特征向量。将特征向量输入自适应遗传算法(AGA)优化的BP神经网络模型中进行故障识别,并进行数据仿真,与相空间重构后提取的特征向量(PPDC)进行对比,验证不同网络模型下,所提方法的识别准确率和收敛速度。结果表明,以PPDC故障样本作为模型输入时,AGA算法优化前后的BP神经网络模型的识别准确率分别为81.68%和88.32%,收敛次数为981和363,当以基于时频特征提取的故障样本作为模型输入时,AGA算法优化前后的BP神经网络模型的识别准确率分别为91.66%和96.68%,收敛次数为349和159,AGA算法可显著提高BP神经网络模型的性能。由此可见,可将时频特征提取方法与AGA-BP神经网络结合,实现有载分接开关运行状态的有效识别。     

基于高斯过程分类的串联直流电弧故障检测

随着可再生能源和电力电子技术的飞速发展,直流系统在各个领域都得到了广泛应用。但由绝缘损坏、接头松动等原因引起的直流电弧故障是威胁直流系统正常运行的主要因素。为了解决直流电弧故障由于不存在过零点和平肩现象而难以检测的问题,文中将高斯过程模型引入电弧故障研究,进行不同负载下串联直流电弧故障试验。通过提取电流差均值、谐波能量和组成特征向量,利用高斯过程分类进行电弧故障训练、预测分类。试验结果表明,该检测方法能够准确识别电弧故障。     

基于EEMD近似熵的水电机组振动信号特征提取

对于水电机组非平稳非线性振动信号特征提取方法的研究近年来一直是水电机组故障诊断领域研究热点,特征提取的有效性直接关系到故障诊断的准确性。本文提出基于集合经验模态分解（EEMD）和近似熵的水电机组振动信号特征提取方法,将信号经EEMD分解后筛选得到的本征模态分量（IMF）近似熵特征值输入概率神经网络（PNN）进行模式识别。采用经验模态分解（EMD）和近似熵特征提取方法进行对比实验。识别结果表明：采用EEMD和近似熵的特征提取方法,能有效区分机组不同的运行状态,可为实际工程应用提供理论依据。     

基于混合智能算法的电力变压器故障诊断研究

最小二乘双支持向量机算法(LSTSVM)具有训练样本速度快、二分类效率高的特点,在电力系统电力变压器故障诊断中占有独特优势。单一的智能算法诊断自己片面,很难全面进行故障诊断,因此多采用复合智能算法。在LS-TSVM模型基础上引入蚁群算法,利用蚁群算法强大的搜索能力进行寻优计算,结合二叉树构建的LS-TSVM模型可对变压器故障进行全面诊断。通过实际的算例进行仿真,结果表明,混合智能故障诊断方法不仅准确率高,准确度也比传统ANN模型有所提高,证明了该算法模型的有效性和实用性。     

一种新的外测数据随机误差分离方法

主要研究了外测数据随机误差分离问题。利用模型函数逼近趋势项的方法建模较为复杂,小波变换的方法需预先确定小波基和分解层数。基于经验模式分解(EMD)的趋势项消除方法由于EMD分解可能会有模态混叠效应和分解的本征模态函数层数冗余的特性,导致该方法分解的余项不一定能准确逼近趋势项。在此方法基础上提出了基于总体经验模式分解(EEMD)的随机误差分离方法,利用EMD分解的频率特性和能量特性,提出了利用能量比例法来确定用来逼近趋势项的本征模态的层数,进而分离随机误差的方法。理论仿真和实测数据证明了该算法的有效性和实用性。     

集成经验模式分解在液压支架焊缝超声信号消噪中的应用研究

针对煤矿液压支架焊缝超声信号受到非线性、非平稳噪声干扰的问题,研究了基于集成经验模式分解(EEMD)的焊缝超声信号自适应去噪方法,首先对原始信号进行EEMD分解得到一系列固有模态函数(IMF),然后利用各IMF分量与原信号的相关系数的大小关系来重构超声回波信号。通过对仿真信号和试验信号进行分解,结果表明,该方法能够自适应地去除超声回波信号中的噪声成分,提高了信噪比,避免了模态混淆。