The railway network is rapidly growing in the world, due to the spread of high-speed trains and the safety of railway transportation. As railway transportation is widespread in the whole world, the importance given to the safety of railway transportation and the maintenance of railway components is also increasing. The most basic measure to be taken to reduce railway accidents is to check at regular intervals of railway components. Diagnosis of rails and track components by contact monitoring techniques can be a great burden in terms of both time and human resources. Controlling the rail surface using touching manual measurement techniques will both damage rail surface and cause railway access to be temporarily disabled. In many methods available in the literature, rail line and rail components are diagnosed using contactless image processing techniques. In this thesis study, three basic methods for image processing based monitoring, diagnosis and detection of the railway track have been developed. In the first method, defects such as abrasion, fracture, carving occurred on the rail surface have been detected by using image processing techniques. In order to carry out the mentioned process, the rail line in the image as the input parameter is determined first. In the second method, railway scissor transitions have been detected using SVM (Support Vector Machine) and some image processing techniques. In the last method, the detection of the level crossings and the foreign objects that can cause accidents on the level crossing are detected by image processing based techniques.As a result, the railway track has monitored, diagnosed and detected with image processing based methods in this thesis study. This study has been supported by a research project in TUBITAK 1001 program under Project No: 114E202 and the studies were concluded with various national and international publications.

Demiryolu ulaşım ağı, yüksek hızlı trenlerin yaygınlaşmasıyla ve demiryolu ulaşımının güvenli olması sebebiyle dünyada hızlı bir şekilde büyümektedir. Demiryolu ulaşımı tüm dünyada yaygınlaştıkça demiryolu ulaşımının güvenliğine ve demiryolu bileşenlerinin bakımına verilen önem de artmaktadır. Demiryolu kazalarının azaltılması için alınması gereken en temel önlem, demiryolu bileşenlerinin düzenli aralıklarla kontrol edilmesidir. Rayların ve ray bileşenlerinin temaslı izleme teknikleriyle teşhis edilmesi hem zaman hem de insan kaynağı açısından büyük bir yük getirebilmektedir. Ray yüzeyinin temaslı manuel ölçüm teknikleri kullanılarak kontrol edilmesi hem ray yüzeyine zarar verecektir hem de demiryolu ulaşımının geçici olarak devre dışı bırakılmasına sebep olacaktır. Literatürde var olan birçok yöntemde temassız görüntü işleme teknikleri kullanılarak ray hattı ve ray bileşenlerinin teşhisi yapılmıştır. Bu tez çalışmasında demiryolu ray hattının görüntü işleme tabanlı izlenmesi, teşhisi ve tespiti için üç temel yöntem geliştirilmiştir. Birinci yöntemde görüntü işleme teknikleri kullanılarak ray yüzeyinde meydana gelen aşınma, kırılma, oyulma gibi arızalar tespit edilmiştir. Bahsedilen işlemin gerçekleştirilmesi için öncelikli olarak giriş parametresi olan görüntüdeki ray hattının tespiti yapılmıştır. İkinci yöntemde ise demiryolu makas geçişleri DVM (Destek Vektör Makinesi) ve birtakım görüntü işleme teknikleri kullanılarak tespit edilmiştir. Son yöntemde ise hemzemin geçitlerin tespiti ve hemzemin geçit üzerinde kazaya sebep olabilecek nitelikte olan yabancı nesneleri görüntü işleme tabanlı teknikler ile tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu tez çalışmasında demiryolu ray hattının görüntü işleme tabanlı yöntemlerle izlenmesi, teşhisi ve tespit edilmesi sağlanmıştır. Bu tez çalışması 114E202'nolu TÜBİTAK 1001 programı kapsamında yürütülen araştırma projesi ile desteklenmiş, yapılan çalışmalar çeşitli ulusal ve uluslararası yayınlar ile sonuçlandırılmıştır.