[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于深度學(xué)習(xí)的鋼軌磨損檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910084765.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109840907B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙太飛;宋世淵;史海泉;姜卓秀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06K9/66
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 王蕊轉(zhuǎn)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)的鋼軌磨損檢測(cè)方法，具體包括如下步驟：步驟1，采用已有磨損的鋼軌構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；步驟2，建立深度學(xué)習(xí)框架；步驟3，基于步驟2建立的學(xué)習(xí)框架對(duì)鋼軌的實(shí)際磨損程度進(jìn)行測(cè)量。采用深度學(xué)習(xí)框架對(duì)鋼軌的輪廓圖進(jìn)行訓(xùn)練，獲得鋼軌磨損測(cè)試的模型，可以快速檢測(cè)出該輪廓圖屬于何種磨損程度，并且可以記錄當(dāng)前位置以便鋼軌磨損實(shí)際路線圖的生成。相比于傳統(tǒng)的測(cè)量方式有了極大的提高，減少了大量繁瑣的計(jì)算過(guò)程，節(jié)省了人力物力，最終實(shí)現(xiàn)快速、定期、智能化、信息化的鋼軌磨損檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的鋼軌磨損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于鐵路事業(yè)的發(fā)展也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。重載運(yùn)輸成為鐵路未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，然而，重載火車(chē)必然會(huì)增加火車(chē)自身的重量，鐵路鋼軌的磨損速度也會(huì)加快，隨著火車(chē)運(yùn)行速度的不斷提升，這種破壞作用更加明顯。

鋼軌在自然條件、列車(chē)的輪軌及其他不可抗因素作用下，不可避免地會(huì)產(chǎn)生鐵路鋼軌的銹蝕、磨損等狀況。在通常情況下，輪軌相互作用是引起鋼軌磨損主要原因，特別是處于小半徑曲線上的鋼軌，磨損問(wèn)題尤為嚴(yán)重。養(yǎng)護(hù)維修要求在鋼軌磨損達(dá)到一定限度就更換鋼軌，以保證列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全。由于公司轄區(qū)鐵路普遍存在自然環(huán)境差、養(yǎng)護(hù)維修人員少的特點(diǎn)，對(duì)及時(shí)更換磨損鋼軌帶來(lái)很大困難，同時(shí)也會(huì)大幅提高線路養(yǎng)護(hù)維修成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于深度學(xué)習(xí)的鋼軌磨損檢測(cè)方法，該方法利用激光輪廓傳感器測(cè)量鋼軌的磨損，對(duì)鐵軌的受損狀況與使用壽命做出預(yù)測(cè)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于深度學(xué)習(xí)的鋼軌磨損檢測(cè)方法，具體包括如下步驟：

步驟1，采用已有磨損的鋼軌構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/p>

步驟2，建立深度學(xué)習(xí)框架；

步驟3，基于步驟2建立的學(xué)習(xí)框架對(duì)鋼軌的實(shí)際磨損程度進(jìn)行測(cè)量。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑椋喊▋蓷l已有磨損的鋼軌，在兩條鋼軌上均安裝一對(duì)平行設(shè)置的推軸，在每對(duì)推軸中，兩個(gè)推軸的一端與測(cè)距輪連接，測(cè)距輪設(shè)置在鋼軌上，兩個(gè)推軸的另一端之間通過(guò)連桿連接，兩個(gè)連桿之間通過(guò)支架連接，支架上分別設(shè)有電腦和GPS定位器，連桿上安裝有激光輪廓傳感器，測(cè)距輪、GPS定位器及激光輪廓傳感器均與電腦連接。

步驟2的具體過(guò)程為：

步驟2.1，預(yù)先采集訓(xùn)練模型，對(duì)訓(xùn)練模型進(jìn)行深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲得學(xué)習(xí)模型；

步驟2.2，將訓(xùn)練好的模型導(dǎo)入電腦，設(shè)置人工操作界面，對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、存儲(chǔ)。

步驟3的具體過(guò)程為：

步驟3.1，將儀器單位、作業(yè)人員名稱(chēng)、起始里程、行程區(qū)間、鋼軌型號(hào)選擇、鋼軌測(cè)量間隔這些基本信息輸入電腦中；

步驟3.2，激光輪廓傳感器的光幕與鋼軌截面平行，激光輪廓傳感器的光幕相對(duì)于鋼軌剖面中心線偏斜45°角,掃出一條亮線，激光輪廓傳感器自動(dòng)測(cè)量出這條亮線上的每一個(gè)點(diǎn)的(Z,X)值，并傳輸?shù)诫娔X內(nèi)，通過(guò)電腦內(nèi)的計(jì)算機(jī)軟件將這一組數(shù)據(jù)換算成鋼軌剖面的x軸與y軸的值，由于鋼軌磨損發(fā)生到鋼軌軌面和鋼軌內(nèi)側(cè)，所以，只檢測(cè)鋼軌軌面及鋼軌內(nèi)側(cè)即可的磨損程度即可，將掃描的鋼軌磨損后的切面輪廓線與標(biāo)準(zhǔn)輪廓進(jìn)行對(duì)比，得到鋼軌垂直磨損和內(nèi)側(cè)磨損量，總磨損量為垂直磨損和內(nèi)側(cè)磨損量之和。

本發(fā)明的有益效果是，采用深度學(xué)習(xí)框架對(duì)鋼軌的輪廓圖進(jìn)行訓(xùn)練，獲得鋼軌磨損測(cè)試的模型，可以快速檢測(cè)出該輪廓圖屬于何種磨損程度，并且可以記錄當(dāng)前位置以便鋼軌磨損實(shí)際路線圖的生成。相比于傳統(tǒng)的測(cè)量方式有了極大的提高，減少了大量繁瑣的計(jì)算過(guò)程，節(jié)省了人力物力，最終實(shí)現(xiàn)快速、定期、智能化、信息化的鋼軌磨損檢測(cè)。

附圖說(shuō)明