基于图像的铁路道岔缺口误差测量方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

在我国的改革和发展大潮中，铁路交通扮演着重要的角色，它的一举一动都会影响 到全局。道岔是铁路在行车过程中的一种关键设备，其是否能安全运用是保障列车运行安全的一项重要环节。随着我国高速铁路的发展，列车的运行速度越来越快，在此状态下,道岔工作的稳定性和精密度显得尤其重要，因此道岔系统能够维持稳定、精确的工作状态是保证列车运行与旅客安全的关键所在。道岔作为铁路线路变更的转换设备，是线路交合分离点，是各类故障多发点。铁路道岔牵引转辙机是实现道岔正常转换、保证行车安全的重点设备，转辙机的表示缺口偏移量、道岔的转换阻力、转辙机的振动加速度等是反映转辙机正常工作的重要参数。

道岔转换设备是铁路系统的心脏，统计数字表明，重大事故中一半以上都是这个“心脏"故障导致的，其中因检修问题导致事故发生的概率约为1／3左右。主要原因有：人工检测存在很大的缺陷、无法做到实时可靠、职工认真负责的态度不够端正、没有先进的设备检测手段及无法准确有效检测出潜在的安全隐患等，这些都是引起上述事故的重要因素。因此，我们就有必要改进我们的检测手段，实时检测转辙机的相关性能，保证转辙机工作的准确性，最后保证列车能够安全运行。

2. 研究内容和预期目标

本文主要以道岔转辙机为研究对象，以转辙机缺口的检测为研究目标，重点研究转辙机缺口检测系统，利用图像识别技术对系统进行在线检测的理论研究，为保障我国蓬勃发展的铁路运行安全提供了一些重要的理论依据。本文做的主要研究内容如下：

1.铁路道岔的上下缺口的判别，上下缺口为两种不同的工作状态，如上图所示，要分开分析；

2.标注上下缺口中线和固定底座的中线；

3. 研究的方法与步骤

一 研究方法：

通常未处理的图片都是彩图，先用rgb2gray命令进行灰度变换后，再进行二值化的处理。这里拟采用otus算法设定阈值，即按照图像的灰度特性，将图像分为前景和背景两个部分，这两者之间的类间方差越大，就说明图像这两部分的差别越大，反之则越小，这样就使得错分的概率达到最小。图像二值化后，只有黑白两种颜色,要确定中线,就要在某一个确定的区域内做研究。最后再计算上下缺口中线与固定底座中线的水平偏移像素和角度。

二 研究步骤：

4. 参考文献

[1] 徐天芝, 张贵仓, 贾园. 基于形态学梯度的分水岭彩色图像分割[j]. 计算机工程与应用, 2016, 52(11):200-203.

[2] 沃焱, 金璇. 一种基于图的彩色图像分割算法[j]. 华南理工大学学报:自然科学版, 2016, 44(9):1-8.

[3] 张莉, 叶志伟, 王明威. 基于差分进化的二维熵图像分割[j]. 应用科学学报, 2016, 34(1):58-66.

5. 计划与进度安排

1、2.20--3.12，熟悉课题背景，查阅资料，完成开题。

2、3.13--4.20，开展课题工作，完成课题的主要实验工作。

3、4.21--5.20，撰写毕设论文初稿。