本發(fā)明涉及鐵軌探傷領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著近年來(lái)我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，鐵路里程也大大增加，對(duì)于鐵路的安全可靠性的要求也大大提高，相應(yīng)地也為鐵路維護(hù)檢修工作提出了更高的要求。

現(xiàn)階段我國(guó)的鐵路探傷設(shè)備主要以人工手推式的小型探傷車為主，具有穿透能力強(qiáng)、檢測(cè)敏感性好、檢出率較高的優(yōu)點(diǎn)，但其探傷效率低下，正常運(yùn)行的探傷速率為2km/h之內(nèi)，加之操作時(shí)要操作人員手推探傷車前行，將耗費(fèi)很大人力，也會(huì)影響探傷車的運(yùn)行平穩(wěn)性，探傷結(jié)果也會(huì)受操作人員的經(jīng)驗(yàn)、造作習(xí)慣等人為因素的影響，不可避免地會(huì)由于人為因素造成偏差。

國(guó)外的探傷檢測(cè)公司一般和鐵路系統(tǒng)是分離的，鐵路探傷檢測(cè)設(shè)備一般為大型超聲鋼軌探傷車，探傷系統(tǒng)搭載輪式或滑靴式的探傷輪，該探傷車功能齊全，檢測(cè)速率高，同時(shí)具有監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性好的優(yōu)點(diǎn)。但是大型超聲鋼軌探傷車成本極高，其檢測(cè)環(huán)境受限因素較多，一般需要軌面平整清潔，而且檢測(cè)方式為離線式的軌道檢測(cè)，無(wú)法在運(yùn)行時(shí)直接完成探傷數(shù)據(jù)處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)及其控制方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，包括探傷系統(tǒng)、小車控制器和第一工控機(jī)；所述探傷系統(tǒng)包括第二工控機(jī)、噴淋機(jī)構(gòu)、涂料機(jī)構(gòu)和與第二工控機(jī)連接的超聲波探輪；所述超聲波探輪包括填充有耦合劑的膠輪，和設(shè)置在膠輪上的超聲波換能器；所述小車控制器控制小車沿鐵軌運(yùn)動(dòng)或?qū)π≤囍苿?dòng)，還分別與第一工控機(jī)、第二工控機(jī)、噴淋機(jī)構(gòu)和涂料機(jī)構(gòu)連接；

在任意一個(gè)循環(huán)的探傷作業(yè)中，所述噴淋機(jī)構(gòu)根據(jù)所述小車控制器向其發(fā)送的啟動(dòng)信號(hào)，將耦合劑噴灑在鐵軌表面；

所述第二工控機(jī)將所述小車控制器發(fā)送的啟動(dòng)信號(hào)提供給超聲波探輪，以驅(qū)使所述超聲波探輪的超聲波換能器向鐵軌發(fā)出超聲波信號(hào)并接收來(lái)自鐵軌的反射信號(hào)；所述第二工控機(jī)還接收所述反射信號(hào)進(jìn)行處理，得到超聲波探傷圖像信息；

所述第一工控機(jī)包含有基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的深度學(xué)習(xí)模塊，其根據(jù)超聲波探傷圖像信息進(jìn)行判斷，將鐵軌是否存在缺陷的狀態(tài)信息輸出給所述小車控制器；

所述小車控制器根據(jù)鐵軌不存在缺陷的狀態(tài)信息，發(fā)送執(zhí)行下一循環(huán)的探傷作業(yè)的啟動(dòng)信號(hào)；或者，所述小車控制器根據(jù)鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息，驅(qū)使所述涂料機(jī)構(gòu)將涂料噴涂在存在缺陷的鐵軌上進(jìn)行標(biāo)記后，發(fā)送執(zhí)行下一循環(huán)的探傷作業(yè)的啟動(dòng)信號(hào)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)還包括與小車控制器連接的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接的車輪，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括與小車控制器連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接的電機(jī)和分別與電機(jī)和車輪連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；在需要小車行駛時(shí)，小車控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而使與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接的電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)；在需要小車行駛時(shí)，小車控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)還包括分別與小車控制器和車輪連接的制動(dòng)系統(tǒng)，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括與小車控制器連接的制動(dòng)器和分別與制動(dòng)器和車輪連接的減速機(jī)；在需要小車制動(dòng)時(shí)，小車控制器發(fā)送制動(dòng)信號(hào)至制動(dòng)器，進(jìn)而通過(guò)與制動(dòng)器連接的減速機(jī)對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)；在需要小車制動(dòng)時(shí)，小車控制器發(fā)送制動(dòng)信號(hào)至制動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)而使車輪制動(dòng)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述小車控制器包含有里程計(jì)，其用于計(jì)算小車所行駛的里程數(shù)；當(dāng)所述小車控制器接收到鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息時(shí)，所述小車控制器通過(guò)里程計(jì)記錄該缺陷的里程信息。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)還包括用于給所述小車系統(tǒng)各部分供電的供電系統(tǒng)；所述噴淋機(jī)構(gòu)包括耦合劑箱和分別與耦合劑箱和小車控制器連接的噴淋耦合劑泵；所述涂料機(jī)構(gòu)包括涂料箱和分別與涂料箱和小車控制器連接的涂料噴頭；所述超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)設(shè)置在車體上；所述車體上部設(shè)置有用于放置耦合劑箱的耦合劑箱柜和用于放置供電系統(tǒng)的供電系統(tǒng)柜；所述耦合劑箱柜和供電系統(tǒng)柜內(nèi)部的底面兩側(cè)設(shè)置有滑道；所述超聲波鐵軌探傷小車還包括底部設(shè)置有與所述滑道匹配的活動(dòng)軌的耦合劑箱架和供電系統(tǒng)架，其用于將耦合劑箱和供電系統(tǒng)以可抽出的方式分別放置于耦合劑箱柜和供電系統(tǒng)柜內(nèi)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)還包括用于懸掛超聲波探輪的探輪支架，其分別與超聲波探輪和車體底部連接，并使得所述超聲波探輪懸掛于鐵軌的上方。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述探輪支架包括分別與超聲波探輪和車體底部連接的探輪安裝支架及設(shè)置在探輪安裝支架上的高度調(diào)整裝置；所述高度調(diào)整裝置用于調(diào)整超聲波探輪相對(duì)于鐵軌的位置。

本發(fā)明還提供了一種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建方法，所述深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型適用于上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)模塊，所述構(gòu)建方法包含以下步驟：

步驟s1、將歷史的超聲波探傷圖像數(shù)據(jù)按照正常鐵軌和不同缺陷形式的鐵軌進(jìn)行分類；

步驟s2、將經(jīng)步驟s1分類后的超聲波探傷圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)并進(jìn)行序列化，以轉(zhuǎn)變?yōu)樘絺?xùn)練數(shù)據(jù)集；

步驟s3、將步驟s2所得到的探傷訓(xùn)練數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集與測(cè)試集；

步驟s4、采用自下上升的非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，逐層構(gòu)建單層神經(jīng)元；首先根據(jù)探傷訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練第一層，在之后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，以第n-1層的輸出作為第n層的輸入，進(jìn)行第n層的訓(xùn)練，由此計(jì)算出各層的具體權(quán)重及參數(shù)數(shù)據(jù)，最終得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

本發(fā)明還提供了一種上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)的控制方法，其中，所述小車控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以控制小車沿鐵軌前進(jìn)，同時(shí)控制里程計(jì)開始記錄里程信息；

在進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，所述小車控制器向噴淋機(jī)構(gòu)以及通過(guò)第二工控機(jī)向超聲波探輪分別發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；所述噴淋機(jī)構(gòu)接收到啟動(dòng)信號(hào)后將耦合劑噴灑在鐵軌表面；所述超聲波探輪接收到啟動(dòng)信號(hào)后通過(guò)超聲波換能器向鐵軌發(fā)出超聲波信號(hào)并接收來(lái)自鐵軌的反射信號(hào)；所述第二工控機(jī)對(duì)接收到的所述反射信號(hào)進(jìn)行處理并得到超聲波探傷圖像信息；所述深度學(xué)習(xí)模塊將接收到的所述超聲波探傷圖像信息進(jìn)行處理并輸出鐵軌是否存在缺陷的狀態(tài)信息；

當(dāng)所述小車控制器接收到鐵軌不存在缺陷的狀態(tài)信息時(shí)，所述小車控制器通過(guò)第二工控機(jī)向超聲波探輪發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而啟動(dòng)下一循環(huán)的探傷作業(yè)；當(dāng)所述小車控制器接收到鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息時(shí)，所述小車控制器向所述涂料機(jī)構(gòu)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，所述涂料機(jī)構(gòu)將涂料噴涂在存在缺陷的鐵軌上以進(jìn)行標(biāo)記；所述小車控制器在所述涂料箱進(jìn)行標(biāo)記后將鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息和該缺陷的里程信息進(jìn)行存儲(chǔ)并通過(guò)第二工控機(jī)向超聲波探輪發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而啟動(dòng)下一循環(huán)的探傷作業(yè)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)小車結(jié)構(gòu)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法及其快速拆裝特性，將供電系統(tǒng)、耦合劑箱、超聲波探輪等進(jìn)行模塊化的劃分，能夠?qū)崿F(xiàn)小車重要部件的快速拆裝，方便其重要設(shè)備的維護(hù)、更換；

(2)將深度學(xué)習(xí)運(yùn)用到鐵軌探傷應(yīng)用中，利用預(yù)先大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練好的成熟的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)在探傷小車上的探傷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、高效、高準(zhǔn)確率檢測(cè)，同時(shí)能夠根據(jù)探傷數(shù)據(jù)，不斷反饋更新深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)一步提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)的工作流程圖；

圖3為本發(fā)明基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明超聲波探輪及其探輪支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，包括探傷系統(tǒng)100、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)200、制動(dòng)系統(tǒng)300、與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)200和制動(dòng)系統(tǒng)300連接的車輪400，小車控制器500、第一工控機(jī)600以及用于給所述小車系統(tǒng)各部分供電的供電系統(tǒng)700；

所述探傷系統(tǒng)100包括第二工控機(jī)110、與第二工控機(jī)110連接的超聲波探輪120、噴淋機(jī)構(gòu)130和涂料機(jī)構(gòu)140；所述超聲波探輪120包括內(nèi)部充填有耦合劑的膠輪121和設(shè)置在膠輪121上的超聲波換能器122；所述噴淋機(jī)構(gòu)130包括耦合劑箱131和與耦合劑箱131連接的噴淋耦合劑泵132；所述涂料機(jī)構(gòu)140包括涂料箱141和與涂料箱141連接的涂料噴頭142；

所述小車控制器500分別與第一工控機(jī)600、第二工控機(jī)110、噴淋耦合劑泵132、涂料噴頭142、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)200和制動(dòng)系統(tǒng)300連接；

所述第一工控機(jī)600包含有基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的深度學(xué)習(xí)模塊610，其用于判斷鐵軌是否存在缺陷；

在需要小車行駛時(shí)，小車控制器500發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)200，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車輪400前進(jìn)；在需要小車制動(dòng)時(shí)，小車控制器500發(fā)送制動(dòng)信號(hào)至制動(dòng)系統(tǒng)300，進(jìn)而使車輪400制動(dòng)；

如圖2所示，在超聲波鐵軌探傷小車開始工作之前，小車系統(tǒng)開始自檢，檢查其各部分是否狀態(tài)正常，若狀態(tài)異常，則發(fā)送錯(cuò)誤信息，等待人工處理；若自檢正常，則小車開始正常工作。在進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，所述小車控制器500向噴淋耦合劑泵132以及通過(guò)第二工控機(jī)110向超聲波探輪120分別發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；所述噴淋耦合劑泵132接收到啟動(dòng)信號(hào)后將耦合劑箱131內(nèi)的耦合劑噴灑在鐵軌表面，使超聲波探輪120與鐵軌之間耦合接觸；所述超聲波探輪120接收到啟動(dòng)信號(hào)后通過(guò)超聲波換能器122向鐵軌發(fā)出超聲波信號(hào)并接收來(lái)自鐵軌的反射信號(hào)，再將所述反射信號(hào)回傳至所述第二工控機(jī)110；所述第二工控機(jī)110對(duì)接收到的所述反射信號(hào)進(jìn)行處理并得到超聲波探傷圖像信息，再將所述超聲波探傷圖像信息回傳至小車控制器500；所述小車控制器500將接收到的超聲波探傷圖像信息傳送至第一工控機(jī)600的深度學(xué)習(xí)模塊610；所述深度學(xué)習(xí)模610塊將接收到的所述超聲波探傷圖像信息進(jìn)行處理并輸出鐵軌是否存在缺陷的狀態(tài)信息，再將所述狀態(tài)信息回傳至所述小車控制器500；當(dāng)所述小車控制器500接收到鐵軌不存在缺陷的狀態(tài)信息時(shí)，所述小車控制器500通過(guò)第二工控機(jī)110向超聲波探輪120發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而啟動(dòng)下一循環(huán)的探傷作業(yè)；當(dāng)所述小車控制器500接收到鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息時(shí)，所述小車控制器500向所述涂料噴頭142發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，所述涂料噴頭142將涂料箱141內(nèi)的涂料噴涂在存在缺陷的鐵軌上以進(jìn)行標(biāo)記；所述小車控制器500在所述涂料箱141進(jìn)行標(biāo)記后將鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息進(jìn)行存儲(chǔ)并通過(guò)第二工控機(jī)110向超聲波探輪120發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而啟動(dòng)下一循環(huán)的探傷作業(yè)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)200包括與小車控制器500連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210、與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210連接的電機(jī)220和分別與電機(jī)220和車輪400連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)230；在需要小車行駛時(shí)，小車控制器500發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210，進(jìn)而使與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210連接的電機(jī)220通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)230帶動(dòng)車輪400運(yùn)動(dòng)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述制動(dòng)系統(tǒng)300包括與小車控制器500連接的制動(dòng)器310和分別與制動(dòng)器310和車輪400連接的減速機(jī)320；在需要小車制動(dòng)時(shí)，小車控制器500發(fā)送制動(dòng)信號(hào)至制動(dòng)器310，進(jìn)而通過(guò)與制動(dòng)器310連接的減速機(jī)320對(duì)車輪400進(jìn)行制動(dòng)。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述小車控制器500包含有里程計(jì)510，其用于計(jì)算小車所行駛的里程數(shù)；當(dāng)所述小車控制器500接收到鐵軌存在缺陷的狀態(tài)信息時(shí)，所述小車控制器500通過(guò)里程計(jì)510記錄該缺陷的里程信息。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)，其中，所述深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建方法包含以下步驟：

步驟s1、將歷史的超聲波探傷圖像數(shù)據(jù)按照正常鐵軌和不同缺陷形式的鐵軌進(jìn)行分類；

步驟s2、將經(jīng)步驟s1分類后的超聲波探傷圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)并進(jìn)行序列化，以轉(zhuǎn)變?yōu)樘絺?xùn)練數(shù)據(jù)集；

步驟s3、將步驟s2所得到的探傷訓(xùn)練數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集與測(cè)試集；

步驟s4、采用自下上升的非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，逐層構(gòu)建單層神經(jīng)元；首先根據(jù)探傷訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練第一層，在之后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，以第n-1層的輸出作為第n層的輸入，進(jìn)行第n層的訓(xùn)練，n為大于2的正整數(shù)，由此計(jì)算出各層的具體權(quán)重及參數(shù)數(shù)據(jù)，最終得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

如圖3所示，本發(fā)明還提供了一種基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車，其中，包括車體800和設(shè)置在車體800上的上述基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車系統(tǒng)。

如圖4所示，上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車還包括用于懸掛超聲波探輪120的探輪支架900，其分別與超聲波探輪120和車體800底部連接，并使得所述超聲波探輪120懸掛于鐵軌的上方。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車，其中，所述探輪支架900包括分別與超聲波探輪120和車體800底部連接的探輪安裝支架910及設(shè)置在探輪安裝支架910上的高度調(diào)整裝置920；所述高度調(diào)整裝置920用于調(diào)整超聲波探輪120相對(duì)于鐵軌的位置。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車還包括設(shè)置在車體800上部的用于放置耦合劑箱131的耦合劑箱柜133和用于放置供電系統(tǒng)700的供電系統(tǒng)柜710。

上述的基于深度學(xué)習(xí)的超聲波鐵軌探傷小車，其中，所述耦合劑箱柜133和供電系統(tǒng)柜710內(nèi)部的底面兩側(cè)設(shè)置有滑道1000；所述超聲波鐵軌探傷小車還包括底部設(shè)置有與所述滑道1000匹配的活動(dòng)軌的耦合劑箱架134和供電系統(tǒng)架720，其用于將耦合劑箱131和供電系統(tǒng)700以可抽出的方式分別放置于耦合劑箱柜133和供電系統(tǒng)柜710內(nèi)。

在上述第一工控機(jī)的超聲波軌道探傷數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，結(jié)合深度學(xué)習(xí)，通過(guò)大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析。超聲波軌道探傷小車在探傷過(guò)程中需要處理的數(shù)據(jù)量往往比較大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法無(wú)法做到實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)，且其探傷缺陷的自動(dòng)識(shí)別準(zhǔn)確性往往較低，無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。因此本發(fā)明中將深度學(xué)習(xí)的方法融入到軌道探傷的自動(dòng)識(shí)別處理中，通過(guò)預(yù)先訓(xùn)練的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理分析。

在基于深度學(xué)習(xí)的超聲波探傷數(shù)據(jù)處理方法中，在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的構(gòu)建過(guò)程中，首先將歷史的探傷圖片數(shù)據(jù)按照正常鐵軌及缺陷鐵軌(如正常、白點(diǎn)、氣泡、劃痕、折斷等)進(jìn)行分類，再將探傷圖片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)并進(jìn)行序列化，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)樘絺?xùn)練數(shù)據(jù)集。具體的訓(xùn)練集與測(cè)試集按照5:1的比例進(jìn)行劃分。在數(shù)據(jù)訓(xùn)練的過(guò)程中，采用自下上升的非監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，逐層構(gòu)建單層神經(jīng)元，首先根據(jù)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練第一層，在之后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，以第n-1層的輸出作為第n層的輸入，進(jìn)行第n層的訓(xùn)練，由此得到各層的具體權(quán)重及參數(shù)數(shù)據(jù)，最終得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

在超聲波探傷小車的實(shí)際使用中，第一工控機(jī)接收到超聲波探傷圖像數(shù)據(jù)之后，輸入到預(yù)先針對(duì)軌道探傷應(yīng)用訓(xùn)練的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，通過(guò)該模型進(jìn)行探傷數(shù)據(jù)的分析，得到軌道缺陷檢測(cè)的結(jié)果。該深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型由大量已知的軌道探傷數(shù)據(jù)在高性能計(jì)算機(jī)中進(jìn)行訓(xùn)練而得到的，包含了軌道探傷中的多層次的特征信息，能夠保障絕大部分情況下軌道探傷分析結(jié)果的正確性。

在后續(xù)的軌道探傷過(guò)程中，繼續(xù)通過(guò)現(xiàn)有獲取得到的軌道探傷數(shù)據(jù)，豐富深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練集合，進(jìn)行進(jìn)一步的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，并不斷的更新深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)一步提高其自動(dòng)探傷的準(zhǔn)確性。

綜上所述，小車結(jié)構(gòu)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法及其快速拆裝特性，將供電系統(tǒng)、耦合劑箱、超聲波探輪等進(jìn)行模塊化的劃分，能夠?qū)崿F(xiàn)小車重要部件的快速拆裝，方便其重要設(shè)備的維護(hù)、更換；

本發(fā)明同時(shí)將深度學(xué)習(xí)運(yùn)用到鐵軌探傷應(yīng)用中，利用預(yù)先大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練好的成熟的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)在探傷小車上的探傷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、高效、高準(zhǔn)確率檢測(cè)，同時(shí)能夠根據(jù)探傷數(shù)據(jù)，不斷反饋更新深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)一步提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。