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基于热成像技术的接触网载流安全研究
| 论文题名： | 基于热成像技术的接触网载流安全研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;接触网发热;温度监测;热成像技术 |
| 摘要： | 接触网作为电气化铁路的关键部件之一，是电力机车牵引动力的唯一电流来源，且无备用设备，其发生故障直接影响铁路的正常运营。而接触网载流安全故障最直接的体现是接触线及其附属设备由于过流或接触不良而引起发热，且不易及早发现，导致电力机车不能正常受流。为此，对接触线及其附属设备的发热情况进行在线检测能够及时发现接触网的载流安全隐患，保障电气化铁路的正常运营。而红外热成像检测技术是当前温度变化检测的有力手段，将其引入到接触网载流安全检测中，具有现实意义。 本文在分析图像预处理和红外图像特性的基础上，研究了针对接触网红外图像的特定图像预处理方法，其包括图像灰度化、图像增强和图像滤波等方法。并针对椒盐噪声对接触网红外图像的影响，提出一种将中值滤波与高通滤波混合的图像滤波算法，并比较其与邻域平均法、中值滤波法、选择式掩模法的滤波效果。结果表明，该混合滤波算法的滤波效果最佳。为将接触网红外图像的发热区域进行提取，在详细研究传统阈值分割算法分割原理的基础上，结合红外图像的温度特征，提出基于温度阈值的全局阈值双峰分割算法，并且采用传统阈值分割算法和全局阈值双峰分割算法对接触网红外图像进行分割。通过图像的分割结果可知，全局阈值双峰分割算法分割出的发热区域最准确。为定位具有明显形状特征的发热区域，利用基于互信息的红外图像匹配算法来实现。将在发热区域图像上选取初始点和初始方向，并在对应匹配图像上寻找最大互信息值，实现了图像匹配，即找到发热区域在红外图像上的位置。针对图像匹配中NP(Non-Parametric,无参数)窗的插值计算时间长的问题，在双线性插值中引入MNP(Modified Non-Parametric window,改进无参数窗)法进行计算，由图像匹配的结果可知，MNP法具有较短的插值计算时间，是一种有效的插值计算法。为定位不具有明显形状特征的发热区域，采用基于Contourlet变换的红外图像与可见光图像融合算法进行实现。在多尺度分解接触网红外与可见光图像的基础上，采用融合准则D对高低频子带进行融合并重构得到融合图像。通过融合评价参数的结果可知该融合图像质量较好，且在融合图像中实现了发热区域定位。 |
| 作者： | 王红霞 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 闵永智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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