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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着轨道交通的快速发展，轮轨间的噪声和轨道损伤问题日益凸显，钢轨踏面上出现的规律性凹凸不平现象称为钢轨波浪形磨耗(简称钢轨波磨)[1]，不仅影响了乘客的舒适度，而且降低了车辆和轨道结构部件的使用寿命，严重的波磨甚至会导致车辆的脱轨事故[2]。我国近几年铁路运输也在向着重载、高速方向发展，波磨问题越来越严重[3]。此外波磨会引起很大的轮轨附加动力，额外消耗牵引能源，加速轨面伤损和道床永久变形，增加维修养护成本，给铁路系统带来很大的损失[4, 5]。在国内很多城市轨道养护方面目前仍采用人工波磨测量，效率低且劳动强度大，急需一种高效可行的自动化测量方法。
目前，国外与钢轨波磨的测量及评价有关的标准主要有：bs en iso 3095:2005《铁路专用标准-声学-轮轨系统引起的噪声测量》[6]，bs en 13231-3:2006《徽路专用标准-轨道-工程验收：钢轨打磨、铣磨和刨磨验收标准》[7]，bs en 15610 :2009《徽路专用标准噪声排放与引起轮轨滚动噪声相关的钢轨表面短波不平顺的测量》[8]。在此之中，bs en 13231 3:2006标准规定了钢轨表面短波不平顺的打磨验收要求，采用移动波深幅值峰-峰平均值ppr、移动波深幅值有效值平均值rms和固定测量长度内的超限比例作为钢轨表面纵向不平顺的评价指标，并说明了ppr和rms的计算方法和相关测量参数的容许值和容许超限比。bs en 15610 :2009完善了钢轨表面短波不平顺的测量，提出了过滤钢轨缺陷数据及轮缘修正的方法，使得钢轨波磨的测量更接近于轮轨接触的不平顺状态。而国内铁道部、中国铁路总公司、国家标准化管理委员会参照国外几项标准，根据我国铁路情况也出台了《铁运[2006] 146号铁路线路修理规则》[9]、《gb/t 5111-2011声学轨道机车车辆发射噪声测量》[10]、《铁总运[2014] 357号高速铁路钢轨打磨管理办法》[11]这几项轨道打磨、验收标准。
在波磨测量方式上，目前国内外大多可分为接触式测量和非接触式测量[12]。其中接触式测量包括：人工卡尺法、惯性基准法和弦测法。国内大多采用专用卡尺进行人工抽样检测，但这种方法效率低[12]，且直尺与轨道表面接触零点的位置，受到钢轨变形以及表面损伤的影响，通常不在同一水平面上，从而影响了测量精度[13]；惯性基准法通过转向架轴向加速度的二次积分来表征波磨值[14]，可以精确描绘波长100mm～50mm的钢轨波磨[15-17]，但这种方法对测量车速敏感，低速测量时误差较大[18, 19]，而且轨检车费用昂贵，且不能达到理想的检测精度[20]；弦测法属于静态测量，仅适用于短距离短时间测量[20]，其传递函数幅值不恒定，会造成测量数据失真及虚假波形[21]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容：
（1）设计波磨自动化测量流程与分析方法，确定测量使用的硬件设备；
（2）设计基于激光摄像技术的钢轨波磨图像采集系统，以树莓派作为开发板，完成采集图像的roi提取，并发送至上位机；
3. 研究计划与安排
第1周：查阅文献与专利，翻译英文文献，完成综述撰写；
第2周：设计测量方法及系统架构，完成测量设备初步选型；
第3周：学习树莓派、python、maltab编程及图像处理相关知识；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 范钦海. 钢轨波浪形磨耗形成机理及减缓措施研究. 中国铁道科学, 1994(02): 22-40.
[2] 张立民,张卫华. 轮轨波磨形成机理与再现试验. 西南交通大学学报, 2005(04): 435-439.
[3] 张波,刘启跃. 钢轨波浪形磨损的研究分析[j]. 西南交通大学学报, 2001(05): 500-504.
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