目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 列車運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)的研究背景及意義 1
1.2 列車運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 列車輪軌相對(duì)位移產(chǎn)生的原因 2
1.2.2 列車運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3 國(guó)內(nèi)外脫軌研究現(xiàn)狀 7
1.3.1 國(guó)外脫軌研究現(xiàn)狀 7
1.3.2 國(guó)內(nèi)脫軌研究現(xiàn)狀 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 基于激光源的機(jī)車輪軌相對(duì)橫移圖像檢測(cè) 12
2.1 圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12
2.1.1 圖像采集系統(tǒng) 13
2.1.2 圖像尺度變換 14
2.2 圖像處理及特征提取 15
2.2.1 圖像預(yù)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 圓擬合 16
2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析 18
2.4 結(jié)論 19
參考文獻(xiàn) 20
第3章 基于改進(jìn)Hough變換的輪軌相對(duì)橫移圖像檢測(cè) 21
3.1 系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)原理 21
3.1.1 系統(tǒng)組成 21
3.1.2 設(shè)計(jì)原理 22
3.2 基于精簡(jiǎn)粒子群優(yōu)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(jiǎn)粒子群算法 26
3.2.3 基于精簡(jiǎn)粒子群優(yōu)化的Hough變換算法結(jié)構(gòu)圖 28
3.2.4 原算法的局限性 30
3.3 基于粒子群優(yōu)化的Hough變換算法的改進(jìn) 31
3.3.1 改進(jìn)算法的原理 31
3.3.2 車輪圖像檢測(cè)結(jié)果對(duì)比 34
3.4 激光點(diǎn)檢測(cè) 36
3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析 38
參考文獻(xiàn) 43
第4章 基于車載式相機(jī)的機(jī)車搖頭角圖像檢測(cè) 45
4.1 檢測(cè)系統(tǒng)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(yù)處理 49
4.2.2 基于RED算法的車輪橢圓特征檢測(cè) 51
4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析 53
參考文獻(xiàn) 54
第5章 基于激光線檢測(cè)的輪軌沖角檢測(cè) 56
5.1 檢測(cè)方法原理 57
5.2 軌道邊緣線的檢測(cè)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 激光線的檢測(cè) 62
5.4 輪軌沖角檢測(cè) 63
5.4.1 輪軌沖角的模擬仿真 63
5.4.2 手動(dòng)測(cè)量與系統(tǒng)測(cè)量對(duì)比 65
5.4.3 測(cè)量精度分析 66
參考文獻(xiàn) 67
第6章 基于雙目視覺(jué)車輪姿態(tài)提取的輪軌位移檢測(cè) 69
6.1 雙目視覺(jué)系統(tǒng)模型 70
6.1.1 三維特征點(diǎn)與圖像坐標(biāo)的映射關(guān)系 70
6.1.2 兩正交相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系 71
6.2 輪軌位移檢測(cè)模型 72
6.2.1 輪軌位移檢測(cè)步驟 72
6.2.2 輪軌位移檢測(cè)原理 73
6.3 相機(jī)系統(tǒng)的參數(shù)標(biāo)定 74
6.4 車輪邊緣的圖像檢測(cè) 76
6.4.1 車輪的內(nèi)外邊緣檢測(cè) 76
6.4.2 基于改進(jìn)型隨機(jī)Hough變換的輪緣檢測(cè) 77
6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 78
6.5.1 實(shí)驗(yàn)可行性分析 78
6.5.2 位移檢測(cè)結(jié)果分析 80
6.5.3 實(shí)驗(yàn)誤差分析 82
參考文獻(xiàn) 82
第7章 基于VI-Rail軟件的車輛動(dòng)力學(xué)建模與仿真 84
7.1 VI-Rail軟件簡(jiǎn)介 84
7.2 CRH2C動(dòng)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(yàn)證 91
7.5.1 預(yù)載分析 91
7.5.2 線性分析 92
7.5.3 動(dòng)力學(xué)仿真 93
7.6 非線性臨界速度 100
參考文獻(xiàn) 101
第8章 基于輪軌間幾何位置的脫軌狀態(tài)評(píng)價(jià) 102
8.1 輪軌間幾何位置關(guān)系與脫軌的靜態(tài)分析 102
8.1.1 以輪軌接觸位置的不同狀態(tài)來(lái)分析 102
8.1.2 以車輪抬升量為分析源 103
8.2 基于爬軌的輪軌幾何位置關(guān)系與脫軌的動(dòng)態(tài)分析 104
8.2.1 輪軌間幾何位置關(guān)系與脫軌機(jī)理的時(shí)域分析 104
8.2.2 輪軌間幾何位置關(guān)系與脫軌機(jī)理的參數(shù)軌跡變化分析 106
8.3 基于跳軌的輪軌幾何位置關(guān)系與脫軌的動(dòng)態(tài)分析 109
8.4 輪軌間幾何位置關(guān)系引為脫軌評(píng)判指標(biāo)的分析 112
8.4.1 輪軌間幾何位置關(guān)系引為脫軌評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的可行性探討 112
8.4.2 輪軌間幾何位置關(guān)系假定為脫軌評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的確定 116
參考文獻(xiàn) 122