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內容簡介

《列車輪軌位移圖像檢測與運行安全評價》主要介紹瞭列車運行安全過程中輪軌狀態視頻監測方法的原理及應用。《列車輪軌位移圖像檢測與運行安全評價》共分為9章：第1章對列車運行安全監測的國內外研究現狀作瞭介紹，第2章～第6章分彆提齣瞭輪軌衝角、搖頭角、輪軌位移等輪軌接觸狀態參數的視頻測量方法，並通過實驗數據分析驗證瞭各個方法的科學性和有效性。第7章～第9章通過組建機車運行模型對列車運行過程進行瞭仿真，為列車脫軌係數評判及列車脫軌預測提供瞭理論依據。

目錄

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 列車運行安全監測與安全評價的研究背景及意義 1
1.2 列車運行安全監測與安全評價的國內外研究現狀 2
1.2.1 列車輪軌相對位移産生的原因 2
1.2.2 列車運行安全監測的國內外研究現狀 4
1.3 國內外脫軌研究現狀 7
1.3.1 國外脫軌研究現狀 7
1.3.2 國內脫軌研究現狀 8
參考文獻 9
第2章 基於激光源的機車輪軌相對橫移圖像檢測 12
2.1 圖像采集係統設計 12
2.1.1 圖像采集係統 13
2.1.2 圖像尺度變換 14
2.2 圖像處理及特徵提取 15
2.2.1 圖像預處理 15
2.2.2 圖像二值化分割 15
2.2.3 圖像濾波 16
2.2.4 圓擬閤 16
2.3 實驗數據處理及誤差分析 18
2.4 結論 19
參考文獻 20
第3章 基於改進Hough變換的輪軌相對橫移圖像檢測 21
3.1 係統組成和設計原理 21
3.1.1 係統組成 21
3.1.2 設計原理 22
3.2 基於精簡粒子群優化的Hough變換算法原理與缺陷 23
3.2.1 Hough變換算法 23
3.2.2 精簡粒子群算法 26
3.2.3 基於精簡粒子群優化的Hough變換算法結構圖 28
3.2.4 原算法的局限性 30
3.3 基於粒子群優化的Hough變換算法的改進 31
3.3.1 改進算法的原理 31
3.3.2 車輪圖像檢測結果對比 34
3.4 激光點檢測 36
3.5 實驗數據處理及誤差分析 38
參考文獻 43
第4章 基於車載式相機的機車搖頭角圖像檢測 45
4.1 檢測係統組成及原理 45
4.2 圖像中車輪橢圓提取 49
4.2.1 采集圖像預處理 49
4.2.2 基於RED算法的車輪橢圓特徵檢測 51
4.3 實驗數據處理及誤差分析 53
參考文獻 54
第5章 基於激光綫檢測的輪軌衝角檢測 56
5.1 檢測方法原理 57
5.2 軌道邊緣綫的檢測算法 58
5.2.1 圖像獲取及校正 58
5.2.2 Meanshift聚類平滑算法 59
5.3 激光綫的檢測 62
5.4 輪軌衝角檢測 63
5.4.1 輪軌衝角的模擬仿真 63
5.4.2 手動測量與係統測量對比 65
5.4.3 測量精度分析 66
參考文獻 67
第6章 基於雙目視覺車輪姿態提取的輪軌位移檢測 69
6.1 雙目視覺係統模型 70
6.1.1 三維特徵點與圖像坐標的映射關係 70
6.1.2 兩正交相機坐標係的轉換關係 71
6.2 輪軌位移檢測模型 72
6.2.1 輪軌位移檢測步驟 72
6.2.2 輪軌位移檢測原理 73
6.3 相機係統的參數標定 74
6.4 車輪邊緣的圖像檢測 76
6.4.1 車輪的內外邊緣檢測 76
6.4.2 基於改進型隨機Hough變換的輪緣檢測 77
6.5 實驗結果分析 78
6.5.1 實驗可行性分析 78
6.5.2 位移檢測結果分析 80
6.5.3 實驗誤差分析 82
參考文獻 82
第7章 基於VI-Rail軟件的車輛動力學建模與仿真 84
7.1 VI-Rail軟件簡介 84
7.2 CRH2C動車組拖車模型的建立 84
7.3 軌道模型的建立 91
7.4 輪/軌接觸模型的建立 91
7.5 模型的驗證 91
7.5.1 預載分析 91
7.5.2 綫性分析 92
7.5.3 動力學仿真 93
7.6 非綫性臨界速度 100
參考文獻 101
第8章 基於輪軌間幾何位置的脫軌狀態評價 102
8.1 輪軌間幾何位置關係與脫軌的靜態分析 102
8.1.1 以輪軌接觸位置的不同狀態來分析 102
8.1.2 以車輪抬升量為分析源 103
8.2 基於爬軌的輪軌幾何位置關係與脫軌的動態分析 104
8.2.1 輪軌間幾何位置關係與脫軌機理的時域分析 104
8.2.2 輪軌間幾何位置關係與脫軌機理的參數軌跡變化分析 106
8.3 基於跳軌的輪軌幾何位置關係與脫軌的動態分析 109
8.4 輪軌間幾何位置關係引為脫軌評判指標的分析 112
8.4.1 輪軌間幾何位置關係引為脫軌評判標準的可行性探討 112
8.4.2 輪軌間幾何位置關係假定為脫軌評判標準的確定 116
參考文獻 122
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