接触网动态检测系统设计与应用.docx

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接触网动态检测系统设计与应用

西安科技大学

毕业设计（论文）任务书

站名

姓名

杨利龙

专业

年级

设计（或论文）题目：

接触网动态检测系统设计与应用

2011年11月20日

完成日期：

1、具体要求：

电气化铁路因其运输能力强、运营成本低、能源消耗少和环境污染小等优点，受到世界各国的普遍重视，成为了当今铁路的发展方向。

而接触网作为电气化铁路的重要组成部分，其状态的优劣直接影响到电气化铁路的运行安全，因此通过检测接触网状态，及时发现整治存在的问题，对于电气化铁路的安全运行举足轻重。

同时，为了不断积累设计、施工和维护经验，提高检修效率，节约运行成本，使得持续提高接触网检测技术水平成为了电气化铁路迅猛发展的必然需求和重要保障。

　　二十世纪末期，接触网的接触式检测技术已日趋成熟，在国内外得到了广泛应用。

但由于技术复杂、成本较高且存在一定安全隐患等原因，极大地制约了这种检测技术的普及推广和检测精度的进一步提高。

非接触式检测技术是将检测设备安装于车项，完全与高压设备脱离接触，使得技术和设备相对简单，安全性能大大提高，成本大幅下降。

2、学生应完成的任务

本文针对目前国内基于图像处理的非接触式检测系统的图像预处理和目标识别计算，在高速检测情况下存在的主要问题进行研究，并运用自适应阀值法和自适应控制技术对其进行了改进。

主要是对摄像机采集的图像进行多阀值段划分，采用自适应阀值和两次二值化处理方法进行图像预处理，然后运用跟踪识别技术将干扰目标排除，最终得到有效目标的几何参数，目标识别质量和技术参数获取效率明显提高。

另外，该系统还优化了车项检测设备的设置，针对阀值段优化划分、多目标识别、照明光源开闭控制、断点接续等问题，提出了改进思路。

3、参考文献

[1]陈唐龙．高速铁路接触网检测若干关键技术研究．西南交通大学博士研究生学位论文，2006

[2]冯金柱．2003年68个国家和地区电气化里程及电气化率．世界轨道交通，2004（6）

[33于万聚．高速电气化铁路接触网．成都：

西南交通大学出版社，2002

[4]于万聚．接触网设计及检测原理．北京：

中国铁道出版社，1993

[5]中华人民共和国铁道部．中长期铁路网规划，2004．1

[6]吴积钦，董昭德等。

铁道部客运专线接触网培训教材．成都：

西南交通大学出版社，2007

[7]张道俊，张韬．接触网运营检修和管理．北京：

中国铁道出版社，2006

[8]张韬．接触网状态修工作的思考．铁道机车车辆，2004

（2）

[9]朱德胜．德国接触网动态检测技术．电气化铁道，2004（3）

[lO]李大为．德国接触网动态接触压力检测及其缺陷判别技术浅析．铁道标准设计，2005（8）

[11]陈唐龙．接触网检测车振动补偿研究．西南交通大学学报，1999（2

[12]于正平，张弘，吴鸿标，昌月朝．高速电气化铁路接触网一受电弓统的研究．中国铁道科学，1999．20

（1）

[13]蔡学敬陈唐龙牛大鹏．基于OnuriS线阵列CCD摄像技术的高速电化铁路接触网动态检测系统．轨道交通，2007（5）

指导教师：

年月日

审批人：

年月日

指导老师：

职称：

年月日

继续教育学院盖章

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

摘要

　　电气化铁路因其运输能力强、运营成本低、能源消耗少和环境污染小等优点，受到世界各国的普遍重视，成为了当今铁路的发展方向。

而接触网作为电气化铁路的重要组成部分，其状态的优劣直接影响到电气化铁路的运行安全，因此通过检测接触网状态，及时发现整治存在的问题，对于电气化铁路的安全运行举足轻重。

同时，为了不断积累设计、施工和维护经验，提高检修效率，节约运行成本，使得持续提高接触网检测技术水平成为了电气化铁路迅猛发展的必然需求和重要保障。

　　二十世纪末期，接触网的接触式检测技术已日趋成熟，在国内外得到了广泛应用。

但由于技术复杂、成本较高且存在一定安全隐患等原因，极大地制约了这种检测技术的普及推广和检测精度的进一步提高。

非接触式检测技术是将检测设备安装于车项，完全与高压设备脱离接触，使得技术和设备相对简单，安全性能大大提高，成本大幅下降。

本文针对目前国内基于图像处理的非接触式检测系统的图像预处理和目标识别计算，在高速检测情况下存在的主要问题进行研究，并运用自适应阀值法和自适应控制技术对其进行了改进。

主要是对摄像机采集的图像进行多阀值段划分，采用自适应阀值和两次二值化处理方法进行图像预处理，然后运用跟踪识别技术将干扰目标排除，最终得到有效目标的几何参数，目标识别质量和技术参数获取效率明显提高。

另外，该系统还优化了车项检测设备的设置，针对阀值段优化划分、多目标识别、照明光源开闭控制、断点接续等问题，提出了改进思路。

　　关键词：

接触网；非接触式检测；图像处理；自适应算法

Abstract

Electrifiedrailwaytransportcapacitybecauseofitsstrong,lowoperatingcosts,energyconsumptionandenvironmentalpollutionfeweradvantages,suchasbythegeneralemphasisoncountriesintheworldhasbecometoday'srailwaydevelopment.Thecatenaryelectrificationoftherailwayasanimportantcomponentofthemeritsofitsstatedirectlyaffectsthesafeoperationofelectricrailways,sobydetectingthecatenarystate,thetimelydetectionofcrimeproblems,forthesafeoperationofelectricrailwaysvital.Atthesametime,inordertoconti