高稳高效海上风电安装平台关键制造技术研究

海上风电作为可再生清洁能源之一,受到世界各国的高度重视与大力发展。我国将海上风电提升至解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构的国家战略高度,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。安装平台不足将是我国海上风电场无法如期建成投产的主要障碍。对自升自航式海上风电安装平台系列高端装备及其设计制造的三大技术难题——腿站立作业易“失稳”、大平台大跨距大倾覆力矩自升易“失控”、高空吊装巨型叶片逾百螺栓精准定位易“失准”,以及焊缝缺陷修复和局部裂纹损伤的激光锻造修复再制造进行了介绍,研制的具有不同规格的系列装备在中国、英国、丹麦、德国等国家的著名海上风电场建设应用情况良好。     

基于阶段注意力机制的电力线提取算法

电力系统维护是电力系统稳定运行的重要保障，应用智能算法的无人机电力巡检则为电力系统维护提供便捷。电力线提取是自主电力巡检以及保障飞行器低空飞行安全的关键技术，结合深度学习理论进行电力线提取是电力巡检的重要突破点。本文将深度学习方法用于电力线提取任务，结合电力线图像特点嵌入改进的图像输入策略和注意力模块，提出一种基于阶段注意力机制的电力线提取模型（SA-Unet）。本文提出的SA-Unet模型编码阶段采用阶段输入融合策略（Stage input fusion strategy， SIFS），充分利用图像的多尺度信息减少空间位置信息丢失。解码阶段通过嵌入阶段注意力模块（Stage attention module，SAM）聚焦电力线特征，从大量信息中快速筛选出高价值信息。实验结果表明，该方法在复杂背景的多场景中具有良好的性能。     

堆本体抗震试验动力相似关系推导与验证

为确保堆本体抗震试验中流体对流效应、脉冲效应和堆本体结构响应的准确性，需保证重力、流体与固体惯性力、结构弹性力和结构应变的相似性。本文从固体结构的振动方程、不可压牛顿流体的动力学方程、流固交界面的边界条件和环形柱体域内液体线性晃动的动力学公式出发，基于控制方程的量纲分析法，推导了考虑液体晃动效应的堆本体地震响应动力相似关系。基于上述相似关系建立了堆容器堆内构件和堆容器内自由液面流体域的缩尺模型，通过有限体积法分析堆容器堆内构件原型和缩尺模型中液体的晃动固有频率、晃动波高、压力以及液体晃动对堆容器支承裙的倾覆力矩。结果表明本文动力相似关系具有合理性和准确性，可用于堆本体缩尺模型的抗震试验研究。     

基于机器学习识别与标记分水岭分割的盲道图像定位

视觉导盲仪是一种旨在解决盲人出行困难的导盲设备，为了实现视觉导盲仪诱导盲人找到盲道并沿盲道行走，提出了一种基于机器学习识别与标记分水岭分割的盲道图像定位算法，通过离线训练与在线的识别、分割来定位盲道区域。首先对盲道图像进行视角变换的预处理，根据盲道的地面方程将变化的倾斜视角转换为固定的俯视视角，消除射影变换带来的失真；然后利用局部二进制模式描述子提取鸟瞰图的纹理特征，以自适应增强学习算法离线训练盲道识别分类器；进而利用分类器对鸟瞰图像进行在线识别，粗略确定盲道区域；最后将识别结果进行形态学处理后作为标记，利用标记分水岭算法得到精确分割的盲道区域并定位盲道中心线。在研制的视觉导盲仪上进行验证，结果表明盲道定位准确率达到了95.44%，速度平均每秒8帧，具有高准确率的同时达到实时性要求，为盲道的准确三维定位提供了必要条件。     

结合位图切割和区域合并的彩色图像分割

就经典分水岭图像分割算法中存在的过分割问题，提出一种结合位图切割和区域合并的彩色图像分割算法。对原始彩色图像通过空域梯度算子求其梯度图像，并利用位图切割重建梯度图像；对新梯度图像进行分水岭预分割；对预分割图像基于异质性最小原则进行区域合并，并获得最终分割结果。相比于现有的同类方法，该算法引入位图切割，抑制噪声对分割结果的影响，在边缘模糊处分割准确，得到符合人类视觉的较小分割区域数目，同时在运行效率上提高。     

Evaluation of the containment vessel failure time from operator’s notifications during a severe accident

This paper aims at clarifying the potential and the limit of the method to surmise the timing of the containment vessel (CV) failure utilizing the Emergency Action Levels (EALs) issued as a nuclear operator’s notification in an early phase of the severe accident (SA). We analyzed the timings of the EALs issued in all kinds of the SA sequences of several PWR plant models by using the SA analysis code, MAAP. We found high correlations between the timing of SE41 (EAL issued at CV pressure of 0.5 design pressure) and the timing of the CV failure in the typical scenarios, e.g. over-pressure failures. We could therefore establish an evaluating method to estimate the time for a CV failure. This method has the potential to support the decision-making in nuclear emergency preparedness.     

基于激光三角法的汽车同步带齿形轮廓参数测量

针对目前汽车同步带齿形轮廓参数测量过程中存在的测量效率低和人为因素影响大等问题,提出了一种基于激光三角法的汽车同步带齿形轮廓参数非接触式测量方案,并设计了相应的汽车同步带齿形测量装置。该装置通过激光位移传感器与汽车同步带传动速度的配合,对汽车同步带齿形轮廓数据进行采集,并提出一种改进后的分割算法对采集到的齿形截面轮廓数据进行特征分割。通过对分割后齿形数据的拟合,实现了齿形轮廓曲线特征的分段重构并获得被测带齿的轮廓参数。基于激光三角法对汽车同步带齿形轮廓参数进行测量,实现了对齿形轮廓参数自动测量提高了测量效率避免了人为因素的影响,保证了测量精度,有望在汽车同步带实际生产中得到应用。     

基于改进经验小波变换及互谱相位差谱的供水管道泄漏声振动定位方法

针对供水管道泄漏声振动信号的信噪比较低导致用于时延估计泄漏定位误差大的问题,提出基于改进经验小波变换及互谱相位差谱的供水管道泄漏定位方法。首先采用小波包分解得到不同尺度的信号能量谱,根据小波包能量谱局部极小值的分布自适应确定频带分割区间,解决了传统经验小波变换中频谱划分问题;然后基于频带分割区间构建正交小波滤波器组对信号进行经验小波变换分解得到多个分量,根据相关系数选取有效分量,同时利用有效分量的互谱相位差谱呈水平变化的频带对有效分量信号进行带通滤波,滤除干扰噪声;最后对滤波后的信号进行互相关时延估计来确定泄漏位置。仿真及实验结果表明,该方法能够有效的实现供水管道泄漏定位,并与互相关、VMD与互谱分析相结合的泄漏定位方法相比,平均相对定位误差分别减少6.7倍和1.5倍。     

基于像元相互关系的FCM聚类分割算法

针对传统模糊C均值(FCM)算法在图像分割时未考虑像元间的相互关系,且未事先给出初始聚类中心的问题,提出了一种考虑像元间相互关系的FCM聚类分割算法。该算法基于数据场原理,首先利用像元间的相互关系,通过计算各像素点的势值,形成图像数据场,然后利用图像数据场势心,确定FCM算法的初始聚类中心,最后在图像数据场的基础上,利用FCM算法实现对目标图像的聚类分割。利用人工合成图像和工件表面缺陷图像对算法的有效性进行验证,实验结果表明,该算法具有较好的分割效果,且对于条痕、脱碳、孔洞3种缺陷的不同噪声图像分割的正确率均在93%以上,同时具有较高的平均结构相似性。     

正则化图形模糊聚类及鲁棒分割算法

针对现有图形模糊聚类算法合理性差和抗噪能力弱的问题，提出嵌入对称正则项的图形模糊聚类鲁棒算法。将样本聚类所对应的中立度与拒分度相结合构造对称正则项，嵌入现有图形模糊聚类所对应的目标函数；同时，利用像素邻域所对应的均值信息辅助当前像素聚类并构造了空间信息约束正则项，采用拉格朗日乘子法获得正则化图形模糊聚类鲁棒分割算法。不同噪声干扰图像分割结果表明，所建议的分割算法是有效的，相比现有的鲁棒模糊聚类分割算法具有更强的抑制噪声能力。