本書主要介紹了列車運行安全過程中輪軌狀態(tài)視頻監(jiān)測方法的原理及應(yīng)用。全書共分為9章：第1章對列車運行安全監(jiān)測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了介紹，第2章～第6章分別提出了輪軌沖角、搖頭角、輪軌位移等輪軌接觸狀態(tài)參數(shù)的視頻測量方法，并通過實驗數(shù)據(jù)分析驗證了各個方法的科學(xué)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了仿真，為列車脫軌系數(shù)評判及列車脫軌預(yù)測提供了理論依據(jù)。
更多科學(xué)出版社服務(wù)，請掃碼獲取。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 列車運行安全監(jiān)測與安全評價的研究背景及意義 1
1.2 列車運行安全監(jiān)測與安全評價的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 列車輪軌相對位移產(chǎn)生的原因 2
1.2.2 列車運行安全監(jiān)測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3 國內(nèi)外脫軌研究現(xiàn)狀 7
1.3.1 國外脫軌研究現(xiàn)狀 7
1.3.2 國內(nèi)脫軌研究現(xiàn)狀 8
參考文獻 9
第2章 基于激光源的機車輪軌相對橫移圖像檢測 12
2.1 圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 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 實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析 18
2.4 結(jié)論 19
參考文獻 20
第3章 基于改進Hough變換的輪軌相對橫移圖像檢測 21
3.1 系統(tǒng)組成和設(shè)計原理 21
3.1.1 系統(tǒng)組成 21
3.1.2 設(shè)計原理 22
3.2 基于精簡粒子群優(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 精簡粒子群算法 26
3.2.3 基于精簡粒子群優(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 31
3.3.1 改進算法的原理 31
3.3.2 車輪圖像檢測結(jié)果對比 34
3.4 激光點檢測 36
3.5 實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析 38
參考文獻 43
第4章 基于車載式相機的機車搖頭角圖像檢測 45
4.1 檢測系統(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 51
4.3 實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析 53
參考文獻 54
第5章 基于激光線檢測的輪軌沖角檢測 56
5.1 檢測方法原理 57
5.2 軌道邊緣線的檢測算法 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 激光線的檢測 62
5.4 輪軌沖角檢測 63
5.4.1 輪軌沖角的模擬仿真 63
5.4.2 手動測量與系統(tǒng)測量對比 65
5.4.3 測量精度分析 66
參考文獻 67
第6章 基于雙目視覺車輪姿態(tài)提取的輪軌位移檢測 69
6.1 雙目視覺系統(tǒng)模型 70
6.1.1 三維特征點與圖像坐標的映射關(guān)系 70
6.1.2 兩正交相機坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系 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 相機系統(tǒng)的參數(shù)標定 74
6.4 車輪邊緣的圖像檢測 76
6.4.1 車輪的內(nèi)外邊緣檢測 76
6.4.2 基于改進型隨機Hough變換的輪緣檢測 77
6.5 實驗結(jié)果分析 78
6.5.1 實驗可行性分析 78
6.5.2 位移檢測結(jié)果分析 80
6.5.3 實驗誤差分析 82
參考文獻 82
第7章 基于VI-Rail軟件的車輛動力學(xué)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(yù)載分析 91
7.5.2 線性分析 92
7.5.3 動力學(xué)仿真 93
7.6 非線性臨界速度 100
參考文獻 101
第8章 基于輪軌間幾何位置的脫軌狀態(tài)評價 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)系與脫軌的動態(tài)分析 104
8.2.1 輪軌間幾何位置關(guān)系與脫軌機理的時域分析 104
8.2.2 輪軌間幾何位置關(guān)系與脫軌機理的參數(shù)軌跡變化分析 106
8.3 基于跳軌的輪軌幾何位置關(guān)系與脫軌的動態(tài)分析 109
8.4 輪軌間幾何位置關(guān)系引為脫軌評判指標的分析 112
8.4.1 輪軌間幾何位置關(guān)系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(guān)系假定為脫軌評判標準的確定 116
參考文獻 122
書單推薦
