Комплекс «АСТРА» для регистрации расшифровки результатов диагностики рельсового пути
С целью повышения надежности обнаружения дефектов рельсового пути разработчики идут по пути комплексирования применяемых методов и средств неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики (ТД), усложнения схем прозвучивания и увеличения числа каналов ультразвукового (УЗ) и магнитного контроля [1, 2]. Кроме того, необходимость одновременного контроля двух ниток рельсового пути приводит к удвоению числа каналов системы НК И ТД. Такая избыточность увеличивает надежность обнаружения, так как дефект может быть выявлен сразу несколькими каналами. Но при этом значительно возрастает информационная нагрузка на оператора, так как увеличивается время поиска нужных данных, их опознавание, интерпретация, вследствие чего появляются ошибки при принятии решения, которые приводят к пропуску опасных дефектов.
Многими фирмами-производителями ведутся работы по созданию автоматической (автоматизированной) системы расшифровки дефектограмм [3-5]. Это объясняется большим количеством преимуществ этих систем по сравнению с расшифровкой дефектограмм человеком. Во-первых, такие системы исключают человеческий фактор и действуют однообразно. Во-вторых, они могут обеспечивать стабильно высокое качество распознавания дефектов и конструктивных элементов. В-третьих, использование автоматических систем в ряде задач может обеспечить невозможное для человека быстродействие. Автоматический контроль позволяет вести мониторинг объектов, идентификацию помех и применение соответствующих алгоритмов шумоподавления, повысить качество передачи информации.
ЗАО «Фирма ТВЕМА» разработан и внедрен на ряде предприятий России и ближнего зарубежья аппаратно-программный комплекс «АСТРА» [6]. Целью работы являлось создание аппаратно-программного комплекса, позволяющего осуществлять автоматизированную расшифровку дефектограмм, поиск дефектов в рельсах, а также расчет показателей, характеризующих состояние объекта контроля, проводить мониторинг технологии НК, паспортизацию рельсов и элементов стрелочных переводов в условиях эксплуатации с высокой надежностью, эффективностью и производительностью.
Указанная цель достигается разработкой уникальной архитектуры аппаратно-программного комплекса автоматизированной расшифровки и анализа измерительной информации средств НК и ТД рельсов и элементов стрелочных переводов, а также использованием эффективных алгоритмов распознавания сигналов: как классических [7-11], так и собственной разработки.
Структура АПК «АСТРА»
Аппаратно-программный комплекс (рис. 1) содержит блок хранения данных, блок продолжительного хранения данных, блок памяти программ, блок параллельного вывода данных с разъемом для подключения принтера, блок сигнализации, блок последовательного порта, блок сопряжения с разъемом для подключения средств НК и ТД, соединенный с программным блоком обработки и анализа измерительных данных, блок модема, соединенные с общей шиной, блок часов реального времени, блок контроллера клавиатуры и блок отображения информации, выполненный на жидкокристаллическом индикаторе, соединенные с шиной управления, блок процессора, соединенный с общей шиной и шиной управления, интерфейсный блок, соединенный с блоком процессора, блок питания, электрически соединенный с каждым из вышеперечисленных блоков, элемент питания, соединенный с блоком управления питанием, аналоговый и дискретный вход, дискретный выход, связанные с блоком процессора, блок управления питанием, соединенный с блоком процессора, блоком часов реального времени и блоком продолжительного хранения данных, блок ввода информации, соединенный с блоком контроллера клавиатуры, блок последовательного порта, блок сопряжения с разъемом для подключения средств НК и ТД, соединенный с программным блоком визуализации, обработки и анализа измерительных данных. Последний содержит также подсистему визуализации параметров технологических процессов, подсистему с базой измерительных и паспортных данных объектов эксплуатационной инфраструктуры, подсистему анализа данных средств НК и ТД, включающую математическое ядро оперативного и интегрального уровня с централизованной архитектурой принятия решений, подсистему формирования отчетов, а также подсистему криптографической защиты.
Указанные выше подсистемы, блоки и связи формируют рациональную структуру комплекса. Ввод в комплекс подсистемы анализа измерительных данных различной природы (ультразвуковых, магнитных, оптических), а также данных базы паспортных данных объектов контроля существенно повышает вероятность корректного распознавания дефектов и конструктивных элементов, позволяет формировать комплексную надежную оценку состояния рельсов и элементов стрелочных переводов. Применение электронного USB-ключа позволяет использовать современные тенденции в области защиты программного обеспечения, основная из которых — технология загружаемого кода. Исполняемый код хранится в защищенной среде - электронном ключе.
Данные, поступающие от средств НК и ТД через блок сопряжения, обрабатываются блоком обработки измерительных данных и приводятся к виду стандартных значений параметров. Далее параметры через блок последовательного порта поступают в блок процессора, преобразуются в специализированную форму и через общую шину записываются в блок продолжительного хранения данных. Данные поступают через блок памяти программ в программный блок «АСТРА», отображаются блоком отображения информации на жидкокристаллическом индикаторе и, при необходимости, выводятся на принтер подсистемой отчетов через блок параллельного вывода данных.
В.Ф. Тарабрин, А.В. Зверев, О.Е. Горбунов
ЗАО «Фирма ТВЕМА», Москва
Cкачать PDF (1.75 Mb)