Artigo em revista científica Q1
Differentiable neural search architecture with zero-cost metrics for insulator fault prediction
Laio Oriel Seman (Seman, L. O. ); William Gouvêa Buratto (Buratto, W. G.); Gabriel Villarrubia Gonzalez (Villarrubia Gonzalez, G.); Valderi Leithardt (Leithardt, V. R. Q.); Ademir Nied (Nied, A.); Stefano Frizzo Stefenon (Stefenon, S. F.);
Título Revista
Results in Engineering
Ano (publicação definitiva)
2026
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
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Abstract/Resumo
Reliable monitoring of high-voltage insulators is critical for maintaining the stability of electrical power systems, particularly under environmental contamination that can lead to flashover. Traditional inspection techniques struggle to anticipate degradation dynamics, while data-driven models often rely on fixed neural architectures that inadequately capture the complex temporal patterns in leakage current signals. This work proposes a Differentiable Neural Architecture Search (DARTS) framework, based on zero-cost metrics, tailored for time series forecasting in insulator monitoring. The method based on DARTS integrates a mixed encoder-decoder design with learnable selection over long short-term memory, gated recurrent units, and transformer components, coupled with a cross-attention bridge featuring temporal bias and gating mechanisms. To ensure efficient architecture exploration, the search leverages metrics such as SynFlow and Jacobian covariance for early candidate screening, followed by a bilevel optimization stage with entropy and diversity regularization. Experiments on real-world leakage current data demonstrate that the discovered architectures outperform manually designed baselines, offering improved forecasting performance.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
Differentiable neural architecture,Forecasting,Neural network architectures,Predictive maintenance
  • Ciências da Computação e da Informação - Ciências Naturais
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
UIDB/04466/2025 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
PID2023-151701OB-C21 Comissão Europeia
307858/2025-1 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
LISBOA2030-FEDER-00816400 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
305910/2024-8 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
UIDP/04466/2025 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
88887.808258/2023-00 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Com o objetivo de aumentar a investigação direcionada para o cumprimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável para 2030 das Nações Unidas, é disponibilizada no Ciência_Iscte a possibilidade de associação, quando aplicável, dos artigos científicos aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Estes são os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável identificados pelo(s) autor(es) para esta publicação. Para uma informação detalhada dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, clique aqui.