铁道学报

2026, v.48;No.344(06) 38-49

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基于CA-DFM-Swin模型的接触网覆冰类型识别方法
Catenary Icing Type Identification Method Based on CA-DFM-Swin Model

王思敏,周利军,刘博凯,王东阳,黄文勋,王继来

摘要(Abstract):

电气化铁路接触网覆冰是制约列车安全运行的隐患,准确识别覆冰类型对制定科学的除冰策略具有重要意义。为此,针对接触网覆冰类型的识别开展研究。通过对真实覆冰图像、气候模拟实验平台覆冰图像及等效模型物理覆冰图像进行标注与预处理,构建包含多种典型覆冰类型的接触网覆冰图像数据集,该数据集共包含2 800张图像,涵盖雨凇、雾凇、混合凇、湿雪和无覆冰5种类型;从自适应特征融合和空间感知能力两个方面优化Swin Transformer模型,引入自适应特征融合模块(α_HybridAttention),对不同特征层次的贡献进行自适应调整,以实现多尺度特征动态整合,提高模型对不同覆冰类型细微差异的识别精度,同时,采用坐标注意力模块(CA),进一步增强模型的空间感知能力,通过关注输入特征图中的关键区域,有效捕捉接触网覆冰的几何特征,提出基于CA-DFM-Swin模型的接触网覆冰类型识别方法;通过消融实验及方法比对试验,验证分析了所提方法的识别效果。结果表明:CA-DFM-Swin模型的分类准确率达到98.51%,F1分数达到98.46%,较基准Swin Transformer分别提升2.29个百分点和3.87个百分点;在混合凇和湿雪等易混淆类别的识别中表现出显著优势,对隧道反光、雪地背景等复杂场景具有较强鲁棒性,验证了所提方法的有效性。

关键词(KeyWords): 接触网覆冰分类;Swin Transformer;动态特征融合;深度学习

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(U2469212)

作者(Author): 王思敏,周利军,刘博凯,王东阳,黄文勋,王继来

参考文献(References):

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