神经发放率听觉谱增强特征在GIS机械故障诊断中的应用

申国标; 汪昊铭; 惠世贤; 杜建华; 陈浩; 司成志

doi:10.20033/j.1003-7241.(2026)10-0055-07

自动化技术与应用 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (10) : 55 -61. DOI: 10.20033/j.1003-7241.(2026)10-0055-07

神经发放率听觉谱增强特征在GIS机械故障诊断中的应用

申国标, 汪昊铭, 惠世贤, 杜建华, 陈浩, 司成志

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摘要

为提升气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear, GIS)机械故障辨识精度与智能化监测水平，提出基于神经发放率听觉谱增强特征与卷积神经网络的GIS机械故障诊断方法。首先，构建了适用于GIS声纹信号的由中耳、耳蜗、内耳神经突触、耳蜗核、下丘脑组成的听觉计算模型并利用该模型对GIS正常、地脚螺栓松动、屏蔽罩松动以及触头接触不良四种运行工况下产生的声学信号进行预处理、获得听觉谱；其次，提取听觉谱增强后的偏度、峭度、能量熵等7个特征参量，进而计算获得神经发放率听觉谱特征图谱；最后，利用视觉几何组16层卷积神经网络(visual geometry group 16-layer, VGG16)实现GIS不同状态的分类辨识。试验结果表明，该方法可有效提取GIS不同状态的特征参量，且实现典型状态的可靠辨识，辨识精度可达94.96%,相较于常规方法有显著提升。