张博 刘秀波

中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京 100081

随着铁路运输系统的快速发展，列车速度、运量、轴重不断增加，钢轨承受的荷载幅值和频率也随之提高，钢轨表面滚动接触疲劳裂纹越来越严重。滚动接触疲劳裂纹会进一步发展为剥落掉块，甚至向钢轨内部扩展最终导致钢轨断裂［1］。因此，快速有效地检测钢轨接触疲劳裂纹对保障铁路的运营安全至关重要。

目前钢轨伤损的主要检测方法有目视、超声、涡流、漏磁、机器视觉等［2-3］。目视法依靠人工目视检查，检查速度慢，效率低，且检测结果易受人工主观因素影响。超声法通过观察超声波在钢轨中的波形、回波、衰减等传播变化来判定钢轨内部是否存在伤损，对钢轨内部裂纹有较好的检测效果，但难以识别钢轨表面和近表面的裂纹［4］。涡流法利用交变磁场在钢轨中产生感应交变电流，当钢轨表面或近表面有缺陷时就会引起涡流畸变，导致检测线圈的阻抗或电压发生变化，但涡流检测效果易受提离变化的影响，要求检测探头与被测钢轨表面的距离保持固定，实现难度大，检测效率较低［5］。漏磁法利用磁感应传感器获取缺陷漏磁场信号，通过该信号来检测钢轨是否存在伤损，但需要对钢轨进行磁化，要求探头和检测面的间隙保持恒定，实现难度大，检测效率较低，且随着检测速度提升漏磁场强度会显著降低，影响检测效果［6-7］。

基于机器视觉的检测方法具有非接触、快速高效等优点［8］，相关学者对钢轨表面伤损的机器视觉检测方法开展了研究并提出相应的伤损识别方法。……