高速铁路作为大国重器,对整个社会的发展、经济的进步有着重要的意义。保障高速铁路的运行安全对于整个列车的发展有着重要的意义。列车受电弓是列车获得电能的关键电气设备,对列车受电弓的监测对于保障列车安全是至关重要的。受电弓与接触网的触点保持良好接触是保障受电弓从接触网获得稳定电源的关键,羊角的完整性保障受电弓稳定运行,碳滑板是触网和受电弓的接触部分,它的磨耗影响着电能的供给稳定性。目前的受电弓监测技术难度高,难对受电弓进行全面的监测,针对此问题本文进行如下方面的研究:(1)针对弓网图像数据量大、背景复杂及特征提取问题,对受电弓视频进行预处理方法研究。首先,通过对连续的视频帧图像进行弓网视频图像帧分离,提取关键帧,建立关键帧模型。然后,为了解决图像背景复杂问题,分别采用K-means,超像素,形态分水岭和Grabcut算法对弓网视频图像处理效果进行分析对比,从而确定适用于实际弓网动态监测的背景分离方法。在此基础上,进一步采用LBP、Harris及SURF算法对弓网特征进行提取,并对每种方法提取受电弓图像特征进行分析。(2)针对基于机器视觉的弓网动态监测问题,分别对弓网监测四个重要指标检测方法进行研究。1.受电弓与接触网的接触位置实时动态监测,提出一种改进的Yolo-tiny-strong算法实现对接触位置目标的有效监测;2.受电弓羊角的完整性,建立基于受电弓羊角关键点面积特征数学模型,对羊角变形可以进行定量分析检测;3.受电弓燃弧现象,研究受电弓燃弧区域定位及目标识别监测方法;4.受电弓的碳滑板磨耗,研究一种通过提取碳滑板磨耗轮廓矩特征定量分析受电弓碳滑板磨耗的检测方法。(3)搭建弓网视频动态监测试验平台。依托实验室现有弓网试验台,采用CCD相机,Jetson TX2硬件平台完成实验平台搭建,并进行环境配置。分别对基于视频图像的弓网动态实时监测中提出的接触位置、羊角形变、燃弧及碳滑板磨耗监测及检测方法进行实验验证。通过对视频数据进行采集及处理分析,获得的实验结果,验证了弓网视频动态监测方法的可行性及有效性。通过基于视频图像的弓网接触位置动态实时监测方法研究,实现了从视频图像角度对受电弓进行自动监测的目的。对于轨道智能监测技术的是至关重要的,为保障列车平稳安全的运行,提出了有效的可行方案,对智能轨道监测有促进的作用。