Real-time fault detection for freight trains plays a vital role in guaranteeing the security and optimal operation of railway transportation under stringent resource requirements. Despite the promising results for deep learning based approaches, the performance of these fault detectors on freight train images, are far from satisfactory in both accuracy and efficiency. This paper proposes a unified light framework to improve detection accuracy while supporting a real-time operation with a low resource requirement. We firstly design a novel lightweight backbone (RFDNet) to improve the accuracy and reduce computational cost. Then, we propose a multi region proposal network using multi-scale feature maps generated from RFDNet to improve the detection performance. Finally, we present multi level position-sensitive score maps and region of interest pooling to further improve accuracy with few redundant computations. Extensive experimental results on public benchmark datasets suggest that our RFDNet can significantly improve the performance of baseline network with higher accuracy and efficiency. Experiments on six fault datasets show that our method is capable of real-time detection at over 38 frames per second and achieves competitive accuracy and lower computation than the state-of-the-art detectors.


翻译:在严格的资源要求下,对货运列车进行实时故障探测在保障铁路运输安全和最佳运行方面发挥着至关重要的作用。尽管在深层学习方法方面取得了令人乐观的成果,但货运列车图像上的故障探测器的性能在准确性和效率方面都远远不能令人满意。本文件提议了一个统一的光度框架,以提高探测准确性,同时支持资源需求低的实时操作。我们首先设计了一个新型的轻质骨干(RFDNet),以提高准确性并降低计算成本。然后,我们提议建立一个多区域建议网络,使用RFDNet制作的多尺度地貌地图来改进探测性能。最后,我们提出了多级别对位置敏感的分数图和利益汇集区域,以通过少量的重复计算进一步提高准确性。关于公共基准数据集的广泛实验结果表明,我们的RFDNet能够以更高的准确性和效率大大改进基线网络的性能。对六个断层数据集进行实验表明,我们的方法能够每秒38个以上的实时探测,并实现比州级探测器更具有竞争力的准确性和低的计算。

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