基于计算机视觉的鞘翅目害虫自动鉴定

鞘翅目害虫的鉴别工作是由数量有限的专业研究人员进行,大部分非专业人员因缺乏相关知识和技术培训,要快速鉴定害虫种属具有相当的难度,不利于害虫防治.为此提出利用计算机视觉技术对鞘翅目害虫进行自动识别.用不同的图像获取系统分别采集体长不同的鞘翅目害虫图像,然后通过数字图像分析技术,提取和计算害虫图像的几何形状特征参数.采用模糊模式识别算法建立害虫的模式库和隶属函数,然后根据模糊集理论的极小极大准则完成待识别害虫的归类.对29种鞘翅目害虫进行识别,识别正确率为86.2%.为鞘翅目害虫的快速鉴定提供了一个新的途径.     

过敏原肌质钙结合蛋白在毕赤酵母中的表达、优化及免疫反应性研究

目的 探究天然肌质钙结合蛋白(sarcoplasmic calcium binding protein, SCP)的可替代物,为蟹类过敏原的检测提供基础材料,本研究首次利用毕赤酵母(Pichia pastoris, P. pastoris)高效表达表达三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)重要过敏原SCP,并检验其免疫反应性。方法 根据毕赤酵母的密码子偏好性优化SCP基因并构建重组质粒。将其热激转化至P. pastoris GS115菌株后经遗传霉素(Geneticin, G418)筛选获得阳性高拷贝子。最后通过甲醇诱导表达重组SCP并结合免疫印记(Western blotting, WB)和间接酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)验证其免疫反应性。结果 SCP在P. pastoris GS115中实现了可溶性高效表达,其表观分子量约为28 kDa。在摇瓶水平下,最佳诱导条件为pH为6.0、每24 h添加1.0%(v/v)甲醇,于28℃发酵144 h,在此条件下,纯度为91.6%的SCP产量可达15 mg/L。WB和间接ELISA结果表明,重组SCP具有IgG结合能力。结论 毕赤酵母表达系统可以得到纯度较高且免疫反应性良好的重组SCP。本研究为SCP的理化研究及产业化应用奠定了基础,并有望促进特异性甲壳类过敏原检测的发展。     

边缘环境下的视频行为识别

边缘智能是一种新兴的智能计算模式,其将人工智能技术和边缘嵌入式设备结合,被广泛应用于物联网系统。智能摄像机是典型的边缘设备之一,它能提供低延迟的视频处理能力,适用于智能家居、智能交通、智能监控等领域。然而,由于摄像机的计算资源有限,传统的行为识别模型难以在本地完成计算任务。为解决这一问题,文中提出了一种基于边缘计算的架构,利用深度学习目标检测算法YOLO v3对视频行为进行识别。在该架构中,智能移动终端负责数据采集和压缩,边缘服务器承担大部分目标检测任务,而检测困难的目标和模型训练则由云服务器负责。为更好地适应边缘设备,本文采用轻量化的神经网络MobileNet替换YOLO v3模型的特征提取模块。经过测试,该架构能有效提取和识别视频中的静态和动态行为,为实现边缘计算环境下低成本、大规模的行为识别提供了有益的参考。     

基于RF-BiLSTM的柔直阀冷入阀水温预测及冷却能力评估

为实现柔性直流(voltage sourced converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)换流阀冷却系统入阀水温的智能预测,文中提出一种基于随机森林(random forest,RF)和双向长短时记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)网络混合的柔直换流阀冷却系统入阀水温的预测模型,并以此为基础对柔直换流站阀冷系统的冷却能力进行评估。首先,采用RF算法对由阀冷系统监测变量组成的高维特征集进行重要性分析,筛选出影响入阀水温的重要特征,与历史入阀水温构成输入特征向量。然后,将特征向量输入到BiLSTM预测模型,对模型进行训练并实现对入阀水温的准确预测和冷却能力定量评估。最后,以广东电网某柔直换流站为实例对所提方法进行分析,验证了所提出的基于RF-BiLSTM的混合模型预测精度优于BiLSTM模型、RF模型、支持向量机(support vector machine,SVM)模型和自回归滑动平均模型(auto-regressive and moving average,ARMA)模型,并且实现了冷却能力的定量评估。结果表明该换流站冷却裕量达98%,存在过度冷却、能源浪费的问题,与换流站现场运行情况相符,验证了文中所提方法的有效性和准确性。     

基于1.55μm激光雷达的晴空风切变结构研究北大核心CSCD

晴空风切变是公认的航空危险天气。为了研究155μm激光测风雷达对晴空风切变的探测效果,利用激光测风雷达数据,结合自观系统实时风场数据,对2022年2月13日影响银川机场的晴空风切变过程进行详细分析。激光雷达探测结果表明风切变发生前高空偏北风有下沉特征,动量下传导致地面北风增强;此次风切变由东北风与西南风交汇形成,东北大风呈楔形从近地层嵌入,形成水平风切变,随后向西南传播影响机场跑道。预报员利用激光测风雷达可以提前15min对此次风切变进行预警。     

基于改进ECC的含电动汽车用户负荷信息保护方案

在智能电网的大趋势下,电力公司与用户之间的数据传输交换愈加频繁高效。通信网络经常遭受网络攻击或窃听,为确保用户的用电数据在传输过程中不被恶意篡改,提出一种面向电动汽车用户的信息保护方案。通过改进加法运算和标量乘运算对传统椭圆曲线加密算法（elliptic curve cryptography, ECC）做轻量级优化,克服电网双向互动环境中智能电表资源有限的问题。在此基础上,设计负荷分解算法作为加密方案的检验工具,分解加密后的电力数据。最后,通过仿真算例分析,验证了所提方案的可靠性和安全性。     

有源型电能质量治理设备电网适应性评估方法

工程实践表明复杂电网环境对有源型电能质量治理设备性能的影响不可忽略。对此,提出了有源型电能质量治理设备电网适应性的概念及其评估方法。首先将电网适应性与稳定性、鲁棒性的概念进行对比,得出电网适应性的具体内涵。其次构建了电网适应性评价体系,该体系针对电压偏差、频率偏差、三相不平衡、电压谐波4种典型场景,围绕设备损耗、谐波发射水平、补偿性能、响应时间4个评价指标,基于决策试验和评价（DEMATEL）模型建立的模糊综合评价方法开展评价。最后,以某LCL型有源电力滤波器为例进行性能评估与分析,结果证明了所提方法的有效性。     

正阻尼PMSG并网系统限幅间歇饱和引起的次/超同步振荡分析

风电并网所引起的次/超同步振荡研究多集中于小信号模型分析,较少考虑遭受大扰动后限幅等非线性影响。基于单边限幅的描述函数与广义Nyquist判据,对正阻尼直驱式永磁同步发电机(PMSG)限幅环节间歇饱和引起的切换型次/超同步振荡进行分析。首先给出并网PMSG状态空间简化模型并分析其小干扰稳定性;其次发现一种大扰动后并网PMSG因不对称单边d轴电流限幅间歇饱和引起的新型切换型振荡现象;再次结合并网PMSG网侧变流器的频域模型以及单边限幅的描述函数,给出含限幅环节的PMSG系统近似分析模型;最后结合广义Nyquist判据,近似分析不同限幅值和参数下的振荡频率,并解释该种振荡频率随限幅上限降低而增加的现象。     

计及配电公司特许经营权的产消者点对点交易模型

在针对配电系统层面设计点对点电力交易机制时,需要考虑配电公司所拥有的特许经营权,通过设计适当的网络收费模式有效补偿配电系统基础设施所有者的投资和运行成本。提出一种计及配电公司特许经营权的产消者点对点交易模型。基于配电公司和产消者之间的主从互动关系,建立基于电气距离的过网费定价双层博弈模型,上层为以配电公司收益最大为目标的过网费价格决策模型,下层为考虑过网费的产消者最优调度模型;基于卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件将双层博弈模型转化为单层混合整数规划问题,进而得到过网费价格;利用交替方向乘子法分布式求解产消者点对点实时交易电量和交易电价。IEEE 33节点配电系统的仿真结果验证了所提模型能在保证配电系统安全运行的基础上保障所有产消者利益,且能合理补偿配电公司因放弃部分特许经营权而产生的收益损失。     

基于弹性形变摩擦力的光学天线伺服系统建模

提出了一种弹性形变摩擦力模型,用于描述光学天线伺服系统的非线性效应。弹性形变摩擦力模型将摩擦力表示为相对运动物体表面接触形变产生的弹性力,与Stribeck模型相比,弹性形变在相对运动过程中连续变化,消除了零速度摩擦力不连续性,与LuGre模型相比,参数较少且无需求解微分方程,降低了模型辨识难度。以伺服系统模型输出速度与实测输出速度的误差平方和为评价函数,采用遗传算法辨识基于三种摩擦力模型的伺服系统参数。实验结果表明:在相同的遗传进化迭代次数下,弹性形变摩擦力模型精度比Stribeck模型提高2.3倍,比LuGre模型提高4.6倍。验证了弹性形变摩擦力模型用于伺服系统非线性建模的可行性。