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机器视觉理念之铁路线路状况检测算法概述

来源:中国农资供销网select= 发表时间:2014-04-21 11:07:58 作者:李密

  第1章绪论

  1.1课题的研究背景及意义

  随着我国经济的快速发展,人口流动以及资源运输变得越来越频繁,在未来很长一段时间内,铁路依然会承担着最重要的交通运输任务,继续为国民经济、社会发展贡献能量。相对来说铁路拥有运输能力大、成本低、绿色环保等优势,而我国地广人多、内陆占比大、资源分布也不均衡,因此大力发展铁路运输行业非常符合中国国情。相比国外而言,若以国土面积和人口数量为基数,则国内的铁路网络密度还是比较低的,尤其是中国中西部地区,铁路发展比较缓慢,路网数量相对较少。这种发展不均衡的情况也成为了制约我国经济发展的因素。最近几年,我国铁路建设迎来了飞速发展时期,新建了很多高速铁路线,现代化的高技术车辆也都开始上线运行,铁路运输能力得到了很大提高。最近几年,我国铁路部门把目光转向了国外最先进的铁路技术上,在技术远远落后的情况下,集中主要力量,采用国内外技术合作方式,引进吸收了国外的高铁技术,并去其糟粕,取其精华,坚持集成创新的思想,仅仅用了几年时间,就将我国的高速铁路技术[1]提升到了世界领先水平。2010年底,我国铁路营业里程位居世界第二位,达到9.1万公里;当年新投入使用的高速铁路营业里程达到8358公里,位居世界第一位。2011年高速铁路再接再厉,建成通车4715公里,合计13000公里以上。当前我国在建高速铁路规模庞大,运行使用中的高速列车速度最快,高铁运营里程最长,从一个行业的追赶者,现在已经演变成为了世界上高速铁路技术最全面,集成创新能力最强的行业领导者,正在引领世界高铁发展的方向。

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  1.2国内外研究现状

  1.2.1轨道缺陷检测设备

  国外的轨道无损检测技术发展时间悠久,早在上世纪20年代就有机构开始研究。它们大多都是基于超声波和磁感应技术[3],属于无接触内部探伤检测。上世纪70年代末,国外开始采用计算机视觉技术来自动检测铁路轨道缺陷,在这方面,北美、欧洲和日本等发达国家研究得比较深入。但是受限于当时的计算机硬件水平,系统很难真正投入到实际应用中。这一状况随着计算机技术和机器视觉技术的飞速发展得以快速转变。上世纪90年代末美国ENSCO公司研发了轨道视觉检测系统(VIS),该系统主要用来辅助人工进行轨道缺陷检测。VIS系统主要致力于解决两个方面问题:首先,用其代替传统的巡道工,检测轨道异常情况;其次,使用图像分析处理技术来记录和监控轨道设备状态的变化情况。VIS系统实现的主要功能:自动检测PANDROL扣件是否正常。法国研制的Iris320高速检测车(如图1-2[4]所示)于2006年正式亮相。该检测车的最高检测速度为320km/h,共由8节车厢组成。主要检测项目包括:1、轨道检测;2、接触网检测;3、信号检测;4、通信及其他检测。列车基础设施齐全,安装了所需的全部检测设备。设定2周一次检测周期,检测线路总长为3600km。

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