【摘要】：隨著我國高鐵里程的不斷增長,高鐵運(yùn)維自動(dòng)化的應(yīng)用需求急劇增加。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路重要的行車設(shè)備,是保證高速鐵路安全可靠運(yùn)行的重要組成部分。接觸網(wǎng)系統(tǒng)一旦發(fā)生故障將引發(fā)重大行車事故,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大的威脅與損失�，F(xiàn)階段,鐵路部門對接觸網(wǎng)故障的檢測主要依靠技術(shù)人員以人眼看圖的方式判斷巡檢車輛采集的接觸網(wǎng)圖像數(shù)據(jù)中是否存在故障,這樣的檢測方式受限于技術(shù)人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平、注意力的集中程度等諸多不可控因素,且存在故障篩查時(shí)間長、漏檢風(fēng)險(xiǎn)高等問題。本文以高鐵接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測系統(tǒng)(4C系統(tǒng))安裝在接觸網(wǎng)巡檢車上的高清工業(yè)相機(jī)采集的圖像數(shù)據(jù)為研究對象,將前沿的深度學(xué)習(xí)與計(jì)算機(jī)視覺目標(biāo)檢測識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于高鐵接觸網(wǎng)懸掛與支持裝置零部件故障檢測任務(wù)當(dāng)中,研究并完成了以下兩項(xiàng)工作:一是以SSD網(wǎng)絡(luò)和ResNet網(wǎng)絡(luò)相級(jí)聯(lián)的方式,實(shí)現(xiàn)了高鐵接觸網(wǎng)平腕臂絕緣子故障的自動(dòng)化檢測,經(jīng)過高鐵京廣線岳陽東到長沙南區(qū)間實(shí)際數(shù)據(jù)的測試,本文得到的絕緣子故障檢測模型實(shí)現(xiàn)了絕緣子93.9%的定位檢測平均精度和94.2%故障分類準(zhǔn)確率,在配置了NVIDIA TITAN Xp圖形處理單元的服務(wù)器上,本文得到的絕緣子故障檢測模型處理一幅圖像的平均時(shí)間僅需33.8ms;二是在調(diào)研京廣線多個(gè)鐵路局供電段單位后,經(jīng)過深入的需求獲取與分析,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套高鐵接觸網(wǎng)4C故障檢測軟件,該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)高鐵接觸網(wǎng)4C無效數(shù)據(jù)的剔除、絕緣子與吊弦故障的自動(dòng)化檢測,并通過策略設(shè)計(jì)模式為更多零部件故障檢測算法的擴(kuò)展集成預(yù)留了編程接口。初版軟件已在廣鐵集團(tuán)廣州供電段完成實(shí)測工作,為軟件的迭代更新與推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1- 1 支持裝置零部件標(biāo)注示意圖表 1- 1 支持裝置零部件典型故障類型說明件名稱 故障類型臂絕緣子 絕緣子破損臟污燒傷等；底座開口銷缺失； 型抱箍螺母松脫或端套筒 螺母松脫或缺失管座 螺母松脫或缺失；管帽缺失力索 支座螺栓銷安裝錯(cuò)誤；開口銷張角不足；保護(hù)條斷股、散股風(fēng)拉線 固定環(huán)開口；管帽缺失位線夾 定位線夾入槽不到位；止動(dòng)片缺失線定位鉤 斜拉線定位鉤開口朝向裝反；斜拉線散股、斷股位器 螺母松脫或缺失；等電位線散股、斷股；定位器變形端套筒 螺母松脫或缺失轉(zhuǎn)雙耳 螺母松脫或缺失、開口銷缺失或張角不足臂絕緣子 絕緣子破損臟污燒傷； 型抱箍螺母松脫或缺失；底座開口銷裝置零部件標(biāo)注與典型故障類型說明：

圖 1- 2 懸掛裝置零部件標(biāo)注示意圖表 1- 2 懸掛裝置零部件典型故障類型說明編號(hào) 部件名稱 故障類型1、3 吊弦雙耳、線夾 吊弦雙耳未閉環(huán)；尼龍保護(hù)套破損；線夾螺母松動(dòng)；2 吊弦 散股、斷股、脫落4、6 電聯(lián)線線夾 線夾螺母松動(dòng)；壓接處有裂紋或偏斜5 電聯(lián)線 散股、斷股、脫落3，4 吊弦和電聯(lián)線下端線夾 不能有任何部位低于接觸線工作面4C 檢測車收集的圖像數(shù)據(jù)中存在無效數(shù)據(jù)，諸如拍攝時(shí)相機(jī)快門信號(hào)誤觸發(fā)、GPS 位置信號(hào)偏差、相機(jī)曝光過度等異常情況，不論是人工篩查還是以計(jì)算機(jī)視覺檢測算法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查，無效數(shù)據(jù)只會(huì)帶來額外的時(shí)間開銷與干擾，因此，首先需要識(shí)別并將無效數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，見圖 1- 3 無效圖像數(shù)據(jù)剔除示例：
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TP18;U226.8

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本文編號(hào)：2700157