基于曲波变换的受电弓滑板裂纹故障检测

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1、国内图书分类号：U226．5国际图书分类号：TP391．41西南交通大学研究生学位论文滑板裂纹故障检测年级2QQ昼级姓名医塑峰申请学位级别工堂亟±专业电左丕统区墓自动丝指导教师刻壶园I数援二零一一年五月一奄一一，半血月密级：公开CURVELETTRANSFORMGrade：Candidate：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Supervisor：2008ChenKunfengMasterofScienceinEngineeringPowerSystemand

2、ItsAutomationProf．LiuZhigang、May,2011西南交通大学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。本人授权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名．刁每埘崎

3、导师签名．俐日期：二o¨年r月，-Et日期：Ⅳf年歹自乡泊西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)使用图像处理方法对受电弓图像进行了图像融合、图像增强、滑板截取等一系列的预处理，从受电弓原始图像中获取滑板部分图像：(2)对受电弓滑板图像进行二代曲波变换，分析滑板上各种图像曲波系数特征，并总结其分布规律，对其分别进行阈值处理。提出了一种基于曲波域移动平行窗的受电弓滑板裂纹算法，对滑板裂纹故障特征进行提取，实验结果证明，本文所提出的算法准确有效；(3

4、)设计了受电弓滑板裂纹故障检测软件，实现受电弓图像处理的整体过程。‘本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成’果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名．乍辱坤哼日期：20ll一夕P二≥西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要受电弓是电力机车从接触网上汲取电流的重要设备，其滑板与接触网导线直接接触，受电弓

5、与接触导线配合共同担负着把从牵引网获得的电能输送给电力机车使用的重要任务，受电弓状态的好坏直接影响着电气化铁路的运输安全，其故障可能会引起恶劣的弓网故障，阻碍电气化铁路的发展。目前，我国高速铁路发展迅速，对受电弓的安全可靠运行也提出了更高的要求。因此，实现对受电弓的实时在线监测具有重要意义。目前已有的受电弓故障检测技术主要有人工检测方式、定点在线检测方式和基于图像处理的检测识别方式等，通过传感器、红外线设备、摄像机等辅助装置实现对受电弓状态的检测。但是，现有对受电弓故障的研究集中于对滑板磨耗超限的

6、检测，对滑板表面不良状态检测(如裂纹检测)的研究较少，而滑板裂纹故障极易造成更加严重的弓网事故。本文以受电弓滑板图像为检测对象，采用图像处理的手段，提出了一种基于曲波变换的提取滑板裂纹故障特征的方法，实现受电弓的滑板裂纹故障检测。首先对采集到的受电弓图片进行图像去噪、图像增强、边缘检测、图像分割等一系列预处理，从原始的受电弓图像中截取滑板部分；然后对滑板图像进行曲波变换，通过对曲波分解系数的特征分析，将裂纹图像特征与其它滑板图像固有特征加以区分，并对曲波系数矩阵进行阈值处理，最后提取出裂纹特征，实

7、现对受电弓滑板裂纹故障的检测。针对现场图片与实验图片不同的特点，运用图像融合和图像增强等手段，弥补现场图片清晰度不足的缺陷。实验在M蜘，AB环境下，通过编程实现受电弓滑板提取和裂纹识别算法。并用该算法对不同清晰度、曝光度的图片进行分析、验证，实验结果证明，该算法能有效提取受电弓滑板的裂纹故障。论文的最后设计了受电弓滑板裂纹检测系统软件，软件按照本文的算法流程实现了受电弓裂纹故障的提取检测。关键词：电力机车；受电弓：图像处理；裂纹检测；曲波西南交通大学硕士研究生学位论文第fI页曼曼曼曼-I舅曼量曼曼

8、鼍皇皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼鼍曼曼!!曼!曼曼曼曼曼曼曼曼曼舅曼曼皇曼舅舅舅曼舅曼曼量曼曼曼鼍曼曼曼寡量置曼曼曼曼曼曼曼曼AbstractPantographisa11importantdeviceofelectriclocomotivetogetcurrentfromcatenary,anditssliderscontactwithcatenarydirectly．Thepantographcoordinateswitllthecatenaryandtheyareresp