Tezin Amacı ve Kapsamı

Bu tez çalışmasında, demiryolu rayları için çok amaçlı öğrenme yöntemleri kullanılarak bulanık otomata ile görme tabanlı kalite kontrol yaklaşımları geliştirilmiştir. Tez çalışması sürecinde geliştirilen algoritmaların temel amacı kameralardan alınan görüntüler üzerinde demiryolu hattında durum izleme ve arıza tespitinin yapılmasıdır. Durum izleme ve arıza tespiti yapılırken görüntü işleme ve sinyal işlemin yanı sıra, bulanık otomata, karmaşık bulanık sistem ve karmaşık bulanık otomata tabanlı yöntemler geliştirilmiştir. Görüntü işleme sonucunda elde edilen özellikler, karmaşık bulanık sistem ve bulanık otomata tabanlı yöntemler ile birlikte kullanılarak gerçek zamanlı kalite kontrol yaklaşımları geliştirilmiştir. Bu çerçevede tezin genel amaçları aşağıdaki şekilde verilmiştir.

 Frame kameralardan alınan görüntüler üzerinde gerçek zamanlı ray yüzeyinin tespit edilmesi,

 Ray yüzeyi üzerinde oluşan arızaların tespit edilmesi, arıza boyutlarının hesaplanması ve arıza türünün sınıflandırılması,

 Frame kameralardan alınan görüntülerde geçek zamanlı ray bağlantı elemanlarının tespit edilmesi ve gerçek zamanlı izlenmesi,

 Ray bağlantı elemanlarında yapısal arızaların öğrenme tabanlı yöntemler ile gerçek zamanlı tespit edilmesi,

 Makas geçişlerinin izlenmesi ve geçişlerde oluşan arızaların tespit edilmesi,

 Bağlantı elemanlarının tespiti ve arıza teşhisi için görüntü işleme tabanlı gerçek zamanlı çalışmaya uygun yaklaşımlar geliştirilmesi,

 Dört adet frame kameradan alınan görüntüler ilişkilendirilerek elde edilen özelliklerin birlikte kullanılması,

 Ray yüzeyi, ray bileşenleri, bağlantı elemanları ve makas geçişlerinde oluşan arızaların çok amaçlı öğrenme yöntemleri ve bulanık otomata kullanılarak kalite kontrol yaklaşımlarının geliştirilmesi,

 Bilgisayar ortamında geliştirilen yaklaşımların gömülü kartlar üzerinde çalıştırılması ve gerçek zamanlı uygulanması,

 Dört adet kameradan alınan görüntülerin gömülü kartlar üzerinde eş zamanlı çalışabilmesi ve elde edilen sonuçların birleştirilmesi için paralel bir yapının geliştirilmesi,

21

Bu tez çalışmasının amacı ve kapsamında yapılan sistemin genel mimarisi Şekil 1.18’de özetlenmiştir.

Sol Ray Sol Kamera Travers Ray Bağlantı Plakası Travers Ray Bağlantı Plakası Sol Ray Sağ

Kamera

Sağ Ray Sol Kamera

Sağ Ray Sağ Kamera

Sol Ray Sol Kamera Sol Ray Sağ Kamera Sağ Ray Sol Kamera Sağ Ray Sağ Kamera

Ray Yüzeyi ve Ray Bileşen Tespiti Ray Yüzeyi ve Ray Bileşen Tespiti

Durum İzleme ve Arıza Tespiti Durum İzleme ve Arıza Tespiti

Demiryolu Hattında Kalite Kontrol Yaklaşımları Görüntü İşleme ve Özellik Çıkarımı Görüntü İşleme ve Özellik Çıkarımı Görüntü İşleme ve Özellik Çıkarımı Görüntü İşleme ve Özellik Çıkarımı

Şekil 1.18. Tez çalışması kapsamında geliştirilen sistemin genel mimarisi

Bu tezde veri seti oluşturma ve geliştirilen yazılımların test edilebilmesi için bir deney aracı geliştirilmiştir. Geliştirilen sistemde rayları yakından izleyen dört adet frame kamera kullanılmıştır. Her bir kameradan alınan görüntüler üzerinde görüntü işleme ve özellik çıkarım yöntemleri geliştirilmiştir. Görüntüler üzerinde ray yüzeyi, demiryolu bileşenleri ve makas geçişi tespit edilmiştir. Durum izleme ve arıza tespiti için öğrenme ve bulanık otomata tabanlı yöntemler geliştirilmiştir. Dört adet kameradan elde edilen sonuçlar birleştirilerek demiryolu hattında kalite kontrol yaklaşımları geliştirilmiştir.

Bu tez çalışması kapsamında hazırlanma ve/veya değerlendirme aşamasında olan yayın çalışmalarına ilave olarak sonuçlanan akademik yayın çalışmaları aşağıda verilmiştir [101- 116].

 “Development of a Complex Fuzzy System-Based Thermography Approach for Predictive Maintenance in Railways”, Proceedings of the Institution of Mechanical

22

Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, (Hakem değerlendirmesinde), 2018.

 “Ray Yüzeyi ve Birleşme Noktası Tespiti için Complex Fuzzy Automata Tabanlı Yeni bir Yaklaşım”, International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium (IDAP), (Hakem değerlendirmesinde), 2018.

 “Method Based on Thermal Image Processing for Rail Surface Monitoring in Railways”, In International Conference on Advanced Technology & Sciences (ICAT'18), 704-708, 2018.

 “A New Approach for Condition Monitoring and Detection of Rail Components and Rail Track in Railway”, International Journal of Computational Intelligence Systems, 11(1), 830-845, 2018.

 “Demiryolu Hattında Oto-Korelasyon Tabanlı Makas Geçişi ve Ray Yüzeyi Durum İzleme Yöntemi”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(2), 41-50, 2017

 “Improved Rail Surface Detection and Condition Monitoring Approach with FPGA in Railways”, In International Conference on Advanced Technology & Sciences (ICAT'17) 108-111, 2017.

 “A Fault Diagnosis Approach for Rail Surface Anomalies Using FPGA in Railways”, International Journal of Applied Mathematics, Electronics and Computers, 5, 42-46, 2017.

 “A real time interface for vision inspection of rail components and surface in railways”, International in Artificial Intelligence and Data Processing Symposium (IDAP), 1-6, 2017.

 “A vision based diagnosis approach for multi rail surface faults using fuzzy classificiation in railways”, International Conference on Computer Science and Engineering (UBMK), 713-718, 2017.

 “A New Computer Vision Based Method for Rail Track Detection and Fault Diagnosis in Railways”, International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 6(1), 22-17, 2017.

 “Detection of rail switch passages through image processing on railway line and use of condition-monitoring approach”, In International Conference on Advanced Technology & Sciences (ICAT'16), 99-105, 2016

23

 “Real time implementation for fault diagnosis and condition monitoring approach using image processing in railway switches”, International Journal of Applied Mathematics, Electronics and Computers, 4(Special Issue-1), 307-313, 2016.

 “PSO Based Diagnosis Approach for Surface and Components Faults in Railways”, International Journal of Computer Science and Software Engineering, 5(5), 89-96, 2016.

 “Image processing based fault detection approach for rail surface”, In Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 1118-1121, 2015.

 “Görüntü Eşleştirme Kullanan Temassız Ray Hattı Durum Analizi Yöntemi”, Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, 1005-1009, 2015.

 “Fuzzy Logic Based Rail Component Detection Method Using Line Extraction from Continuously Images”, International Symposium on INnovations in Intelligent SysTems and Applications (INISTA 2015).