Ray yüzeyindeki kusurlar, demiryolu taşımacılığını olumsuz etkileyen önemli bir sorun teşkil etmektedir. Bu tür kusurların zamanında tespit edilmesi, hat üzerindeki tehlikelerin belirlenmesi ve erken bakımın sağlanması sayesinde ciddi kazaların önlenmesine olanak tanır. Ancak, yüzeydeki pas ve yağ gibi safsızlıklar nedeniyle kusurların doğru şekilde tespit edilmesi oldukça zordur. Yüzey kusurlarının tespitinde temel amaç, yüksek doğruluk elde ederek gerçek kusurlar ile yalancı alarmların karıştırılmasını engellemektir. Bu çalışmada, söz konusu zorlukların üstesinden gelmek amacıyla iki aşamalı, hızlı bir ray yüzeyi kusur tespit yöntemi önerilmektedir. İlk olarak, demiryolu görüntüsünde rayları içeren piksellerin farklılıkları analiz edilerek ray çıkarımı gerçekleştirilir. Daha sonra, ön işleme adımında oluşabilecek gürültüler giderildikten sonra, sağlam bir ray görüntüsünün histogramı bulanık üyelik fonksiyonu kullanılarak modellenir. Kusurlu ray, bu bulanık üyelik değerlerine göre bölütlenir ve kusur olup olmadığı belirlenir. Kusur türünün sınıflandırılmasında ise Evrişimsel Sinir Ağı- Çift Yönlü Uzun Kısa Süreli Bellek (CNN-BILSTM) yöntemi kullanılır. Önerilen yüzey kusur tespit yöntemi, iki farklı kıyaslama veri kümesinde (Rail Surface Defect Datasets - RSDD-I/II) mevcut yöntemlerden daha yüksek performans göstermiştir. Ayrıca, kusur türünü belirlemede %98,00 oranında tanıma başarısı elde edilmiştir.
Demiryolu Görüntü Segmentasyonu Bulanık Ölçüm Evrişimsel Sinir Ağları Yüzey Kusurları Kusur Tespiti
Surface defects on railway tracks pose a significant challenge that adversely affects railway transportation. Timely detection of such defects enables the identification of potential hazards on the track and facilitates early maintenance, thereby preventing serious accidents. However, accurate detection of these defects is quite difficult due to surface impurities such as rust and oil. The primary objective in detecting surface defects is to achieve high accuracy to prevent confusion between actual defects and false alarms. In this study, a fast, two-stage method for detecting rail surface defects is proposed to address these challenges. First, rail extraction is performed by analyzing the differences in pixels containing rails in railway images. Then, after eliminating noise that may occur during the preprocessing step, the histogram of a sound rail image is modeled using a fuzzy membership function. The defective rail is segmented based on these fuzzy membership values to determine the presence of a defect. For the classification of defect types, a Convolutional Neural Network–Bidirectional Long Short-Term Memory (CNN-BILSTM) method is employed. The proposed surface defect detection method has demonstrated superior performance compared to existing methods on two benchmark datasets (Rail Surface Defect Datasets – RSDD-I/II). Furthermore, a classification accuracy of 98.00% was achieved in identifying defect types.
Railway Image Segmentation Fuzzy Measure Convolutional Neural Networks Surface Defects Defect Detection
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Veri İletişimleri |
Bölüm | Bilimsel Yayınlar (Hakemli Araştırma ve Derleme Makaleler) |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 31 Temmuz 2025 |
Gönderilme Tarihi | 14 Haziran 2025 |
Kabul Tarihi | 23 Temmuz 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Sayı: 22 |