跨座式单轨轨道梁损伤检测定位系统、方法和存储介质与流程

本发明涉及轨道交通无损检测，更具体地涉及跨座式单轨轨道梁损伤检测定位系统、方法和存储介质。

背景技术：

1、跨座式单轨是一种由单个轨道进行导向和支撑的轨道交通制式，车体采用橡胶轮胎骑跨于混凝土制轨道梁上，以高压电作为动力来源，具有噪声低、转弯半径小以及爬坡能力强等优点，跨座式单轨的建设成本较低，而且所占用的空间也相对较小，因此适合在地形复杂和人口密集的城市里铺设，它的轻巧灵活性使得它可以轻易地穿越市区，同时也可以便捷地融入现有的城市交通网络。

2、现有的对跨座式单轨轨道梁的操作检测定位有两种方式，第一种是借助工程车进行人工巡检，例如利用人工观测检查，对于轨道梁外侧巡检作业还需要配合使用登高机械，不仅成本高、效率低，而且高空作业危险性也很高；第二种是利用搭载在巡检工程车上的相机获取轨道梁图像，进而对采集的图像通过人工或者半人工的方式实现轨道梁的巡检，此方法虽然避免了人工高空作业的危险性，但是存在对检测到的损伤部位定位难的问题。

3、因此现有的对跨座式单轨轨道梁的操作检测定位无法对轨道梁进行规范化、系统化、数字化的检测，不利于对轨道梁生命周期的质量检测。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了跨座式单轨轨道梁损伤检测定位系统、方法和存储介质，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明提供如下技术方案：跨座式单轨轨道梁损伤检测定位系统，包括数据中心、数据信息采集模块、数据处理模块、损伤分析模块、定位关联模块、输出交互模块以及数据存储和处理模块；

3、所述数据中心用于存储已有的轨道梁数据，所述轨道梁数据包括但不限于轨道梁号、轨道梁的gps位置信息以及轨道梁的损伤类型；

4、所述数据信息采集模块用于通过采集设备对轨道梁的目标数据进行采集，并传输至数据处理模块，所述采集设备包括图像采集设备与位置采集设备，所述目标数据包括图像数据与位置数据，所述数据信息采集模块包括图像数据采集单元与位置数据采集单元；

5、所述数据处理模块用于对数据信息采集模块的数据进行处理，所述数据处理模块包括图像数据处理单元与位置数据处理单元；

6、所述损伤分析模块用于接收数据处理模块处理后的图像数据与位置数据，并对图像数据进行损伤分析，判断轨道梁是否存在损伤与损伤程度，计算得出整体损伤程度，并将存在损伤的轨道梁位置数据传输至定位关联模块，所述损伤分析模块包括损伤判断单元与损伤程度分析单元；

7、所述定位关联模块用于接收损伤分析模块的数据，并从数据中心已有的轨道梁数据中映射出存在损伤的轨道梁号、轨道梁的gps位置信息以及轨道梁的损伤类型，并计算出损伤状态传输至输出交互模块；

8、所述输出交互模块用于将定位关联模块映射出的存在损伤的轨道梁号、轨道梁的gps位置信息以及轨道梁的损伤类型输出至人机交互端；

9、所述数据存储与处理模块包括至少一个处理器，用于存储至少一个程序，当所述程序被处理器执行时，使处理器实施跨座式单轨轨道梁损伤检测定位系统。

10、优选的，所述图像数据采集单元用于通过图像采集设备对轨道梁的图像数据进行采集，所述位置数据采集单元用于通过位置采集设备对轨道梁的位置数据进行采集。

11、优选的，所述图像数据处理单元用于对图像数据进行处理，得到处理后的图像数据并传输至损伤分析模块，所述位置数据处理单元用于对位置数据进行处理，得到处理后的位置数据并传输至损伤分析模块。

12、优选的，所述损伤判断单元用于接收数据处理模块处理后的图像数据，利用深度网络模型对处理后的图像数据进行分析，并基于边缘检测算法判断轨道梁是否存在损伤，若判断结果为存在损伤，则向损伤程度分析单元发送指令，同时将损伤数据传输至损伤程度分析单元，对轨道梁的损伤程度进行分析，并将判断结果传输至定位关联模块，若判断结果为不存在损伤，则直接判断结果传输至输出交互模块。

13、优选的，所述损伤程度分析单元用于接收损伤判断单元的指令与损伤数据，对存在损伤的轨道梁进行损伤程度分析，并将分析结果传输至定位关联模块。

14、优选的，所述对存在损伤的轨道梁进行损伤程度分析包括以下步骤：

15、步骤s01：对存在损伤的所有轨道梁图像标记为1、2、3……n，并依次进行损伤程度分析；

16、步骤s02：计算第i张轨道梁图像的裂纹损伤程度αi：基于裂纹数据计算得出裂纹损伤程度，计算公式为：，其中，sαi为第i张轨道梁图像中裂纹的面积，hαi为第i张轨道梁图像中裂纹的深度，gαi为第i张轨道梁图像中存在的裂纹数量，si为第i张轨道梁图像的图像面积；

17、步骤s03：计算第i张轨道梁图像的锈蚀损伤程度βi：基于锈蚀数据计算得出锈蚀损伤程度，计算公式为：，其中，sβi为第i张轨道梁图像中被锈蚀的面积，gβi为第i张轨道梁图像中存在的被锈蚀区域的数量，si为第i张轨道梁图像的图像面积，εi为第i张轨道梁图像中锈蚀程度；

18、步骤s04：计算第i张轨道梁图像的磨损损伤程度γi：基于磨损数据计算得出磨损损伤程度，计算公式为：，其中，sγil为第i张轨道梁图像中垂直磨损的面积，gγil为第i张轨道梁图像中垂直磨损区域的数量，sγic为第i张轨道梁图像中侧面磨损的面积，gγic为第i张轨道梁图像中侧面磨损区域的数量，si为第i张轨道梁图像的图像面积，k1与k2为对应的比例系数常数；

19、步骤s05：计算第i张轨道梁图像的整体损伤程度ζi：基于步骤s02的裂纹损伤程度αi、步骤s03的锈蚀损伤程度βi以及步骤s04的磨损损伤程度γi， 通过加权平均计算得出整体损伤程度ζi，计算公式为：，其中，k1´、k2´以及k3´为对应的权重系数。

20、优选的，所述定位关联模块映射出存在损伤的轨道梁号后，结合轨道梁的质量因子计算得出第i张轨道梁图像的轨道梁状态系数δi，计算公式为：，其中，mi为第i张轨道梁图像所对应的轨道梁号的使用寿命，φi为第i张轨道梁图像所对应的轨道梁号的质量因子。

21、跨座式单轨轨道梁损伤检测定位方法，包括以下步骤：

22、步骤s11：通过采集设备对轨道梁的目标数据进行采集，并执行步骤s12，所述采集设备包括图像采集设备与位置采集设备，所述目标数据包括图像数据与位置数据；

23、步骤s12：对步骤s11中采集的图像数据与位置数据进行处理，并执行步骤s13；

24、步骤s13：基于步骤s12中的图像数据与位置数据，对轨道梁进行损伤分析，判断轨道梁是否存在损伤与损伤程度，计算得出整体损伤程度，并执行步骤s14；

25、步骤s14：从数据中心已有的轨道梁数据中映射出存在损伤的轨道梁号、轨道梁的gps位置信息以及轨道梁的损伤类型，并计算出损伤状态，而后执行步骤s15；

26、步骤s15：将步骤s14中映射出的存在损伤的轨道梁号、轨道梁的gps位置信息以及轨道梁的损伤类型输出至人机交互端。

27、一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令使所述计算机执行上述任一项所述的跨座式单轨轨道梁损伤检测定位系统。

28、本发明的技术效果和优点：

29、（1）本发明通过设有损伤分析模块，有利于通过损伤判断单元判断轨道梁是否存在损伤，若存在损伤，则通过损伤程度分析单元对轨道梁的损伤程度进行分析，基于轨道梁的裂纹损伤程度、锈蚀损伤程度以及磨损损伤程度，计算得出整体损伤程度，从而检测出轨道梁的损伤情况，为计算轨道梁状态系数提供了数字化依据，能够直观地看出轨道梁的损伤情况。

30、（2）本发明通过设有定位关联模块，有利于通过对存在损伤的轨道梁图像进行定位检测，及时检测到存在损伤的轨道梁位置，并结合损伤分析模块得出的轨道梁损伤情况，按轨道梁的损伤程度为轨道梁安排合理的维修处理顺序，通过规范化、系统化以及数字化的检测，有利于轨道梁生命周期的质量检测，同时避免了人工高空作业的危险。