• شماره ركورد
    23902
  • شماره راهنما
    TRA2 98
  • عنوان

    تشخيص عيوب خط ريل مبتني بر شبكه يادگيري عميق

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي خطوط راه آهن
  • دانشكده
    مهندسي عمران و حمل و نقل
  • تاريخ دفاع
    1403/06/19
  • صفحه شمار
    82 ص.
  • استاد راهنما
    هم , محمدعماد مطيعيان نجار
  • كليدواژه فارسي
    پردازش تصوير , تشخيص خرابي ريل , آزمايش غير مخرب , خرابي خط آهن , شبكه يادگيري عميق , بازرسي مسير راه‌آهن , YOLOv8
  • چكيده فارسي
    غفلت از ايرادات و خرابي‌هاي خطوط راه‌آهن مي‌تواند منجر به كاهش ايمني، افزايش هزينه‌ها، اتلاف وقت در تعميرات و افزايش زمان سير و بهره‌برداري از خط آهن شود. به دليل استفاده مكرر از خطوط راه‌آهن، حتي خرابي‌هاي كوچك مي‌تواند منجر به حوادث جدي شود. لذا خطوط ريلي نيازمند بازرسي و نگهداري منظم مي‌باشد. براي تحقق اين هدف، بازرسي و شناسايي ايرادات مانند شكست‌، ترك‌ و ساير خرابي‌هاي ريل و اجزاي ديگر خط به ويژه آنهايي كه ممكن است منجر به خروج قطار از ريل شوند، نيازمند سيستمي است كه در كمترين زمان، خرابي‌ها را تشخيص دهد. هدف اين تحقيق، ارائه روش تشخيص عيوب خط ريل مبتني بر شبكه يادگيري عميق مي‌باشد. براي اين منظور، با تصويربرداري از خط آهن با دوربين تلفن همراه، پيش پردازش تصاوير و آموزش در سيستم هوش مصنوعي، عيوب ريل استخراج مي‌گردد. در اين پژوهش، از دو نسخه n و s مدل YOLOv8 استفاده مي‌شود. در اين راستا، تعداد 1385 داده از ريل مربوط به سه ايستگاه راه‌آهن اصفهان كه شامل ايستگاه سيلو، ايرانكو و دپو با مسافتي حدود 4/4 كيلومتر، تهيه مي‌شود. در اين پژوهش از نرم‌افزارهاي CVAT، Python، Colab به ترتيب براي برچسب زدن قسمت‌هاي معيوب در تصوير براي آموزش مدل و سپس كدنويسي براي پيش پردازش تصاويردر پايتون و سپس اجراي توابع در محيط برنامه نويسي Colab استفاده مي‌شود. پيش پردازش تصاوير شامل نرمال سازي تصاوير، تغيير ابعاد تصوير به حالت قابل استفاده در مدل و افزايش و يا خاكستري كردن تصاوير به جهت سبك شدن پردازش مدل است. پس از پيش پردازش تصوير و آموزش مدل، تعدادي از تصاوير جديد كه مدل با آن آشنايي نداشته، براي ارزيابي مدل به آن داده مي‌شود. با توجه به نتايج بدست آمده، زمان اجراي هر تصوير در مدل YOLOv8n حدود 65 ميلي ثانيه و زمان اجرا هر تصوير در مدل YOLOv8s در حدود 120 ميلي ثانيه بوده است. با مقايسه زمان اجراي هر دو مدل مشخص مي‌گردد كه زمان اجراي مدل YOLOv8s تقريباً 84/1 برابر مدل YOLOv8n مي‌باشد و در بخش ارزيابي، تشخيص صحيح مدل YOLOv8n برابر 87 درصد و تشخيص صحيح مدل YOLOv8s برابر 86 درصد مي‌باشد.
  • كليدواژه لاتين
    Image processing , Rail Defects detection , Non-destructive test , Defects railway track , Deep learning network , Railway track inspection , YOLOV8
  • عنوان لاتين
    Rail Defect Detection Based on Deep Learning Network
  • گروه آموزشي
    مهندسي راه آهن و برنامه ريزي حمل و نقل
  • چكيده لاتين
    Neglecting the defects and damages of railway tracks can cause lower safety, higher costs, more repair time, and higher operation time of the railway line. Due to the frequent use of railway lines, even small defects can lead to serious accidents. Therefore, rail lines require regular inspection and maintenance. To achieve this goal, inspection and identification of defects such as breakage, cracks, other damages of rails and line components, especially those that may lead to train derailment, require a system that can detect defects in the shortest possible time. The main aim of this research is to present a rapid detection method of railway track defects based on image processing. For this purpose, by taking images of the railway line with a mobile phone camera, image processing, and training an artificial intelligence system, rail defects are extracted. In this study, two versions of the YOLOv8 model, namely n and s, are used. In this regard, 1385 data on rail and 196 data on sleepers are taken from three railway stations in Isfahan, including Silo, Iranko and Depo stations. The understudy lines have a distance of about 8 kilometers. In this study, CVAT, Python, and Colab software are used for image processing, programming, and function execution, respectively. Image processing includes noise reduction, image resizing, and light adjustment in images containing damage. After image processing and model training, a number of new images are given to it for model eva‎luation. Note that the model was not familiar with these new images. According to the results, the execution time of each image in the YOLOv8n model was about 65 milliseconds, and the execution time of each image in the YOLOv8s model was about 120 milliseconds. Comparing the execution time of both models, it is obvious that the execution time of the YOLOv8s model is approximately 1.84 times the YOLOv8n model. In the training section, the correct detection of the YOLOv8n model is 53% and the correct detection of the YOLOv8s model is 42%. In the eva‎luation section, the correct detection of the YOLOv8n model is 87% and the correct detection of the YOLOv8s model is 86%.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    75584
  • نويسنده

    نبي زاده، محمدپارسا