基于視頻圖像識(shí)別的鐵路雪情分析及預(yù)測(cè)方法研究
本文選題:視頻圖像識(shí)別 + 風(fēng)吹雪; 參考:《北京交通大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),新建高速鐵路的里程也在不斷增加,交通事故也隨之頻發(fā),因此交通安全保障技術(shù)越來(lái)越成為關(guān)注的焦點(diǎn)和研究的熱點(diǎn)。雪災(zāi)是導(dǎo)致交通事故頻發(fā)的一個(gè)重要因素,會(huì)引起鐵路供電中斷、線(xiàn)路受阻,嚴(yán)重影響了鐵路的運(yùn)輸能力和運(yùn)輸安全。由雪災(zāi)造成的損失極其巨大,為了能將雪災(zāi)的損失降到最低,建立雪災(zāi)防護(hù)系統(tǒng)顯得尤為重要,必須對(duì)降雪的信息有一個(gè)準(zhǔn)確且及時(shí)的把握,比如當(dāng)前雪的平均厚度以及單位時(shí)間內(nèi)的降雪量等,從而實(shí)現(xiàn)更好的鐵路行車(chē)預(yù)警。目前,我國(guó)鐵路的測(cè)量主要應(yīng)用人工測(cè)量和激光測(cè)量,其中激光測(cè)量比較準(zhǔn)確而且反饋及時(shí),現(xiàn)如今比較缺乏視頻方面的分析雪情技術(shù),遂本文針對(duì)雪情分析主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:(1)通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)雪情進(jìn)行分析,根據(jù)目前的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù),提出自己改進(jìn)的基于實(shí)時(shí)視頻圖像識(shí)別的雪情檢測(cè)分析方法。一共分為圖像預(yù)處理、連續(xù)五幀法檢測(cè)雪粒子、基于雪粒子輪廓尺寸的雪粒子提取、開(kāi)窗選取有效區(qū)域、推算實(shí)時(shí)降雪強(qiáng)度五個(gè)部分,實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)雪粒子密度,通過(guò)統(tǒng)計(jì)分級(jí)進(jìn)而估計(jì)監(jiān)控點(diǎn)處的實(shí)時(shí)降雪強(qiáng)度。(2)研究了風(fēng)吹雪的形成機(jī)理,歸納了雪粒子的運(yùn)動(dòng)形式主要有蠕移、躍移和懸移,躍移占了絕大部分。風(fēng)吹雪的堆積主要取決于風(fēng)速場(chǎng)的大小,之后簡(jiǎn)單分析了風(fēng)吹雪的堆積形式。之后分析建立鐵路降雪量堆積模型,以鐵路降雪量堆積模型作為預(yù)測(cè)分析積雪的主預(yù)測(cè)模型,雪的物理性質(zhì)、當(dāng)前的降雪量、歷史雪害信息等作為模型計(jì)算的修正條件,采用定性與定量相結(jié)合、計(jì)算機(jī)仿真與專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行雪情預(yù)測(cè)分析。最后提出相應(yīng)的防護(hù)措施等。
[Abstract]:With the economic growth of our country, the mileage of new high-speed railway is also increasing, and the traffic accidents are also frequent. Therefore, traffic safety and security technology has become the focus of attention and research focus. Snow disaster is an important factor leading to frequent traffic accidents, which will lead to the interruption of railway power supply and the obstruction of railway lines, which seriously affects the transportation capacity and transportation safety of the railway. The losses caused by snow disasters are extremely huge. In order to minimize the losses caused by snow disasters, it is particularly important to establish a snow disaster protection system. We must have an accurate and timely grasp of snowfall information. For example, the average thickness of the current snow and the amount of snow per unit time, so as to achieve better railway warning. At present, manual and laser measurements are mainly used in railway survey in our country, among which laser measurement is accurate and feedback is timely. Nowadays, there is a relatively lack of video analysis technology for snow condition. Therefore, this paper mainly studies the snow situation analysis from the following aspects: 1) through the image processing technology to analyze the snow situation, according to the current moving target detection technology, An improved snow detection and analysis method based on real-time video image recognition is proposed. It is divided into five parts: image preprocessing, detection of snow particles by five successive frames, extraction of snow particles based on the size of snow particles contour, selection of effective areas by window opening, calculation of the real time snowfall intensity, and real-time statistics of snow particle density. The formation mechanism of wind-blown snow is studied by statistical classification and estimation of the real-time snowfall intensity at the monitoring point. The main motion forms of snow particles are compacted movement, jump and suspension, which account for most of the snow particles. The accumulation of wind-blown snow mainly depends on the size of wind field, and then the accumulation form of wind-blown snow is simply analyzed. Then the railway snowfall accumulation model is established, and the railway snowfall accumulation model is used as the main prediction model, the physical properties of snow, the current snowfall amount, the historical snow damage information and so on as the correction conditions for the model calculation. The method of combining qualitative and quantitative analysis, computer simulation and expert experience is used to predict snow condition. Finally, the corresponding protective measures are put forward.
【學(xué)位授予單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:U216.412
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,本文編號(hào):1874796
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