随着高速铁路运行速度的提升,使得弓网系统的运行环境更加复杂,在恶劣天气铁路路线崎岖等情况时弓网电弧频发,因此弓网系统的稳定性和安全性需要进一步提高。弓网电弧已经成为弓网关系研究的关键科学问题。弓网电弧不仅严重侵蚀了受电弓滑板和接触网导线,同时还会产生高频辐射,影响车载设备的安全稳定工作。然而在实际运行现场难以对弓网电弧的特征数据进行采集,所以探索一种可以在实际列车运行中可以直观采集弓网电弧相关特性的方法是很重要的。本文介绍了利用弓网电弧图像来提取电弧等离子体形态的特征的方法,并总结了相应规律。本文实验基于高速铁路弓网电弧试验系统,一方面,利用高速摄像机和电弧同步采集系统来获取弓网动态燃弧图像和电弧电压电流波形,保留记录了弓网电弧从产生到熄灭之间的形态图像和对应的电气参数,并利用数字图像处理技术提取弓网电弧图像的相关信息,进而以弓网电弧二值化后图像的面积和周长对弓网电弧形态和燃烧强烈程度进行分析,总结了电弧形态特性参数与电弧功率,燃弧时间的对应关系,对电弧形态的动态变化实现了量化;另一方面,利用图像特征提取技术分析了电弧图像的纹理特征,提出通过灰度等值曲线和灰度共生矩阵来确定电弧等离子体的外观特征。进一步地,研究了弓网系统不同运行条件下,电弧形态特性和等离子体温度的变化,探究了弓网系统压力、电流以及运动速度对于电弧面积、周长以及等离子体纹理的影响规律,并结合试验结果与电弧理论解析了相关特性参数变化的原因。