автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методическое, алгоритмическое и программное обеспечение регистрации и анализа дефектограмм при ультразвуковом контроле рельсов

На правах рукописи

Шилов Максим Николаевич

МЕТОДИЧЕСКОЕ, АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА ДЕФЕКТОГРАММ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ

РЕЛЬСОВ

Специальность 05.11 13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03060296

Санкт-Петербург 2007 г

003060296

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» (ГУАП)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Семенова Елена Георгиевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гурвич Анатолий Константинович

кандидат технических наук, доцент Добросельский Михаил Анатольевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (г Москва)

Защита состоится « 20 » июня 2007 года в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 233 01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» по адресу 190000, Санкт-Петербург, ул Большая Морская, 67

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУАП Автореферат разослан- «18 » мая 2007 г Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор у/Х^*^Д К. Шелест

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Неразрушающий контроль рельсов - основное, и в ряде случаев, единственно возможное средство предотвращения чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте из-за изломов рельсов по причине образования в них дефектов

На железных дорогах России для своевременного выявления дефектов в рельсах используется около 5 тысяч съемных и мобильных средств ультразвукового (УЗ) контроля Эксплуатацией этих средств занято более 10 тыс операторов Ежегодно проверяется более 4,5 млн км рельсового пути, 3,5 млн сварных стыков рельсов Периодичность контроля - от 2 до 6 раз в месяц По результатам контроля в год выявляется более 50 тыс потенциально опасных дефектов Тем не менее, при этом допускается 110 - 150 изломов, приводящих в ряде случаев к сходу поездов Но, несмотря на высокую вероятность обнаружения дефектов, действующая система не удовлетворяет потребностям отечественного железнодорожного транспорта Затраты на УЗ контроль составляют существенную часть общих затрат на текущее содержание рельсового пути

Результаты контроля рельсов как съемными, так и мобильными средствами неразрушающего контроля во многом определяются квалификацией операторов, их сосредоточенностью в процессе контроля и другими субъективными факторами

Необходимость дальнейшего повышения эффективности системы контроля при одновременном снижении затрат и численности операторов очевидна Совершенствование используемых технологий диагностики пути предполагает развитие компьютерных методов анализа данных контроля, выявления дефектных сечений и оценки степени их опасности Следовательно, необходимые для развития этого направления методы обработки, регистрации и отображения сигналов УЗ контроля рельсов становятся наиболее актуальными

При этом основное внимание должно быть сосредоточено на разработке методов и алгоритмов анализа сигналов в зоне болтовых стыков рельса, на которые приходится около 40 процентов всех дефектов, возникающих в рельсовом пути Кроме того, в указанной зоне сосредоточены конструктивные отражатели, вызывающие сигналы, аналогичные эхо-сигналам от искомых дефектов Решение задачи по повышению достоверности обнаружения полезных сигналов на фоне конструктивных отражателей позволит повысить достоверность ультразвукового контроля рельсов в целом

При решении этой задачи необходимо учитывать результаты, полученные в работах отечественных (Н П Алешина, А К Гурвича, И Н Ермолова, В В Клюева, А А Маркова, С К Павроса, А И Потапова, С Я Соколова, В Г Щербинского и др) и зарубежных ученых (J1 Бергмана, М Кренинга, Й Крауткремера и Г Крауткремера и др), которые

внесли значительный вклад в развитие методов и средств дефектоскопии

Целью работы является повышение достоверности результатов ультразвукового контроля рельсов при одновременном снижении затрат на системы диагностики за счет создания методического, алгоритмического и программного обеспечения регистрации и анализа дефекто-грамм при многоканальном контроле в широком диапазоне скоростей сканирования

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи

1 Обосновать параметры дискретизации сигнала на выходе приемного тракта ультразвукового дефектоскопа (далее - «сигнала») для регистрации и последующего анализа дефектограмм проконтролированного участка рельсового пути

2 Разработать метод выделения информативной части ультразвукового сигнала, подлежащей сохранению и необходимой для оценки параметров дефектов по принятым методикам для сплошного контроля рельсов

3 Разработать алгоритм выделения на дефектограмме групп эхо-импульсов, полученных в последовательных тактах зондирования, от несплошности рельса (дефект или элемент конструкции)

4 Решить задачу сжатия дефектоскопической информации, для чего выбрать метод кодирования с учетом особенностей регистрируемых данных и построить код, обеспечивающий наименьший объем формируемых дефектограмм

5 Определить набор параметров выявляемых несплошностей для использования в качестве словаря признаков при распознавании элементов конструкции рельса и дефектов в зоне болтовых стыков, разработать методику оценки их значений

6 Построить описание элементов конструкции рельса с использованием предложенного словаря признаков и разработать алгоритм распознавания этих элементов (в частности, болтового стыка) с целью восстановления образа бездефектного рельса и последующего выделения на его фоне сигналов от дефектов

7 Разработать способ представления результатов ультразвукового контроля рельсов с использованием оценки реального положения точки отражения (координаты условного отражателя) для каждого эхо-импульса

Методы исследования. Теоретические исследования данной работы построены на использовании основных положений теории распространения и приема УЗ колебаний, статистической теории измерительных радиосистем, вероятностных методов распознавания образов Используемый в диссертации математический аппарат содержит элементы численных методов решения нелинейных уравнений Экспериментальные исследования включали в себя полунатурные испытания на специальном стендовом оборудовании, а также опытную эксплуатацию об-

разцов аппаратуры, изготовленной при непосредственном участии автора

Научная новизна работы

1 Предложено использование многоуровневой дискретизации сигналов ультразвукового контроля при регистрации, что по информативности эквивалентно многократному контролю участка пути при различных уровнях чувствительности дефектоскопа, в том числе, и выше нормативной (это способствует выявлению дефектов на ранней стадии развития)

2 Предложен и разработан метод выделения информативной параметров ультразвукового сигнала, в соответствии с которым для формирования записей о выявляемых несплошностях регистрируется временное положение и значение максимума эхо-сигналов, что обеспечивает сокращение массива обрабатываемых данных при сохранении их информативности

3 По результатам анализа особенностей регистрируемой информации (параметры сигналов, координаты положения преобразователей, основные параметры дефектоскопа) при ультразвуковом контроле рельсов решена задача кодирования дефектоскопической информации, обеспечивающего максимальное сжатие регистрируемых данных контроля

4 Определен набор параметров, характеризующих несплошности рельсов, и предложен алгоритм распознавания их типа, разработана методика оценки значений этих параметров по принятым последовательностям эхо-импульсов от несплошностей

5 Разработано описание основных конструктивных элементов рельса с использованием предложенного словаря признаков несплошностей, необходимое для построения процедуры распознавания конструктивных элементов и дефектов

6 Предложен способ представления получаемых дефектограмм, который, в отличие от традиционно используемой развертки, отражающей только время запаздывания эхо-импульсов, обеспечивает оценку реального положения условных отражателей

Практическая ценность результатов исследований

1 Создано методическое и алгоритмическое обеспечение для разработки систем многоуровневой регистрации рельсовых ультразвуковых дефектоскопов, в том числе, и для модернизации уже эксплуатируемых

2 Разработана методика расчета величины межтактового изменения задержки, обеспечивающая выделение последовательности эхо-импульсов от дефектов и конструктивных несплошностей

3 Предложен метод кодирования, обеспечивающий максимальное сжатие дефектоскопических данных, для использования в системах регистрации с ограниченным объемом носителя информации и энергопотреблением

4 Разработан алгоритм распознавания элементов конструкции рельса, который необходим для построения систем автоматизированной расшифровки дефектограмм

5 Предложен и защищен патентом РФ способ многоканального ультразвукового контроля рельсов, основными отличиями которого являются сравнение обнаруженного эхо-сигнала с совокупностью различных уровней, регистрация его амплитуды и задержки относительно зондирующего импульса, отображение информации по результатам совместного анализа результатов всех ультразвуковых каналов на контролируемом участке пути

Внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены при разработке средств неразрушающего контроля в ОАО «Радиоавионика» Регистратор информации РИ-01 для дефектоскопа АВИКОН-01 эффективно эксплуатируется (более 800 экземпляров) на сети железных дорог, метрополитенах и рельсосварочных предприятиях РФ, Казахстана, Грузии, Азербайджана С начала 2006 года на железных дорогах России введен в эксплуатацию дефектоскоп нового поколения АВИКОН-11 со сплошной регистрацией сигналов

Материалы диссертации использованы в НИОКР, проводимых в НИИ «Союз» ОАО «Радиоавионика» по заказу ОАО «РЖД»

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Метод и алгоритм выделения информативных параметров сигнала (выделение отдельных эхо-импульсов и регистрация положения их максимумов) с выхода приемного тракта специализированного многоканального дефектоскопа для ультразвукового контроля железнодорожных рельсов

2 Постановка и решение задачи кодирования дефектоскопической информации при многоканальном ультразвуковом контроле рельсов, уложенных в путь

3 Методика оценки значений параметров, характеризующих несплошность, которые используются для описания элементов конструкции рельса и дефектов в этой зоне с целью последующего их распознавания

4 Программное обеспечение, реализующее анализ и представление результатов ультразвукового контроля рельсов с выделением бездефектных элементов конструкции и дефектов в данных зонах

5 Способ оценки координат положения условных отражателей для каждого эхо-импульса при визуализации результатов контроля

Апробация результатов работы Результаты работы поэтапно докладывались и обсуждались на 56-ой научно-технической конференции СПбНТОРЭС (2001 г), 3-ей международной конференции «Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике» (2002 г), 16-ой Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (2002 г), 2-х Всероссийских научно-практического семинарах «Неразрушающий контроль и диагно-

стика материалов, конструкций и окружающей среды» (2003-2004 г г ), 18-ой Петербургской конференции «Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций» (2004 г)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, включающих 8 статей в сборниках научных трудов и журналах (2 из них являются реферируемыми изданиями, входящими в перечень ВАК), 6 публикаций в сборниках конференций, патент на изобретение и отчет по научно-исследовательской работе

Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на 153 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемых источников, включающего 91 наименование Основное содержание диссертации включает 37 рисунков и 5 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, приведена оценка новизны и практической ценности полученных результатов

В первой главе приведен обзор используемых в настоящее время методов УЗ контроля рельсов, терминология и ссылки на нормативные документы, действующие в отрасли, а также показаны масштабы использования средств контроля для содержания пути на железных дорогах России и других стран.

Методика оценки степени дефектности рельса определена действующими на железной дороге нормативными документами В зависимости от типа дефекта и степени опасности для движения поездов, рельсы подразделяются на остродефектные (представляющие прямую угрозу безопасности движения из-за возможного разрушения под поездом или схода колес с рельса из-за его повреждения и, поэтому, подлежащие немедленной замене) и дефектные (служебные свойства которых ниже нормативного уровня, но еще обеспечивают безопасный пропуск поездов с установленными или ограниченными скоростями) Дефектные рельсы могут быть оставлены в пути до замены в плановом порядке с соблюдением указаний по их эксплуатации, приведенных в каталоге дефектов рельсов

В УЗ дефектоскопах в качестве излучающего и принимающего элементов (по совмещенной и раздельной схемам) используются пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) с различными углами ввода УЗ волны Необходимо отметить, что при механизированном сплошном контроле установка ПЭП возможна только на поверхности катания рельса Обычно для сканирования всего профиля (за исключением перьев подошвы) используют не более 10 УЗ каналов на одну рельсовую нить

Для оценки зоны залегания дефекта и его условных размеров используют измерения амплитуды и временной задержки отраженного

эхо-сигнала При перемещении ПЭП вдоль зоны залегания дефекта измеряют зону, в пределах которой сигнал превышает браковочный уровень, оценивая, таким образом, условные размеры дефекта

Как уже было отмечено, в последние годы в эксплуатацию на железных дорогах России были внедрены съемные дефектоскопы со сплошной регистрацией сигналов, кроме того, активно развивается направление мобильных средств диагностики, технология использования которых изначально базируется на такой регистрации При этом в рельсовой дефектоскопии получил широкое применение метод регистрации, при котором развертка дискретизируется по времени, и для каждого отсчета записывается только факт превышения установленного порога При этом за временное значение задержки эхо-сигнала, необходимое для расчета положения отражателя, принимают момент превышения им порога

Все регистрируемые сигналы расшифровываются опытным оператором на стационарной ПЭВМ Результаты контроля представляются в виде развертки типа «В», которая содержит отметки о сигналах, превысивших порог, для каждой координаты сканирования Очевидно, среди данных сигналов присутствуют не только отражения от дефектов, но и, в первую очередь, отражения от конструктивных элементов рельса, что значительно повышает трудоемкость поиска дефектных сечений

Задачи данной работы направлены на построение систем регистрации и анализа результатов УЗ контроля рельсов, которые обеспечивали бы измерение параметров обнаруженных дефектов, распознавая при этом элементы конструкции самого рельса и дефекты в этих зонах

Во второй главе разработаны методы и алгоритмы цифровой обработки сигнала с выхода приемного тракта дефектоскопа, выделения информации, подлежащей регистрации, и ее кодирования

Очевидно, задача построения системы регистрации эхо-сигналов, полученных при контроле рельсов УЗ дефектоскопом, предполагает выбор характеристик точности их измерения, имея ввиду тот факт, что указанные измерения будут производиться на основании записанной информации Как уже было отмечено, в рельсовой дефектоскопии для оценки степени дефектности сечения используются измерения амплитудных и временных параметров эхо-сигналов, а также размера зоны сканирования, в пределах которой сигнал от дефекта превышает порог Таким образом, первоначально должны быть определены параметры дискретизации сигнала по времени и по уровню для отдельного такта излучение-прием и интервал по координате сканирования между соседними точками измерений с учетом всего диапазона рабочих скоростей

К недостаткам существующих систем регистрации сигналов ультразвукового контроля, подобных разрабатываемой в данной работе, можно отнести

- низкую частоту дискретизации по времени задержки эхо-сигнала относительно зондирующего импульса, значение которой задается грубее точности глубиномера самого дефектоскопа, что не позволяет повторять измерение параметров дефектов при анализе записанных де-фектограмм,

- отсутствие регистрации амплитуды сигналов в данных системах, что не позволяет производить сравнение уровня сигнала от выявленного дефекта с сигналом от образцовой меры (отверстие 0 6 мм иа глубине 44 мм, ГОСТ 14782-86)

Глубину залегания дефекта оценивают, используя выражение Л = (с (г — 2í„) cosa)/2, где с - скорость распространения колебаний в изделии, t - задержка эхо-сигнала относительно зондирующего импульса, 2tn - двойное время задержки колебаний в ПЭП, а - угол ввода луча в контролируемое изделие Если учесть значения углов ввода УЗ волны, а также то, что скорость распространения С|=5,9х103 м/с для продольной волны и с,=3,26х103 м/с для поперечной волны, то дискретность измерения времени запаздывания эхо-сигнала может быть принята 5t|=l/3 мкс и 5t,= 1 мкс соответственно для разных типов волн, что примерно соответствует 1 мм по глубине рельса

Для оценки амплитуды сигнала предложено использовать следующие пороговые уровни основной порог обнаружения дефектов, дополнительный порог с чувствительностью выше пороговой, дополнительные пороги в пределах динамического диапазона дефектоскопа, которые позволяют уточнять амплитуду сигналов

Минимальная величина шага измерений по длине рельса определяется максимальной скоростью сканирования и частотой следования зондирующих импульсов

Не менее важной задачей при построении системы регистрации УЗ сигналов является выбор способа преобразования информации к виду, который подлежит записи То есть, должны быть определены те характеристики сигнала, которые содержат информацию для дальнейшей его обработки

Растровый метод регистрации амплитудно-временных разверток каждого такта излучение-прием является наиболее полным, но приводит к большим объемам выходных файлов контроля Так, например, при записи 4-битных значений амплитуды объем одной развертки длительностью 200 мкс составит W = 200 4 =100 байт, что соответствует объему

8

100 Мбайт на каждый километр проконтролированного пути для каждого ультразвукового канала (при шаге сканирования 1 мм) В тоже время принимаемый сигнал имеет очевидные особенности эхо-импульсы, подлежащие оценке, появляются только в зоне несплошности рельса (порядка 10-20 эхо-импульсов на канал), в ряде случаев возможно появление нескольких эхо-импульсов в пределах одного такта зондирования

(многократные переотражения от дефектов) Для определения степени опасности дефекта нормативные документы предписывают измерение условных размеров дефекта (условная высота и условный размер по длине рельса) При измерении этих параметров, а также амплитуды сигнала требуется отыскание точного положения максимума сигнала Отмеченные особенности оценки степени дефектности рельса позволяют сделать вывод о том, что запоминание огибающей эхо-сигналов (т е значение амплитуды и временной задержки пика сигнала при каждом положении ПЭП) позволит восстанавливать значения всех параметров дефекта по таким записям Алгоритм работы в пределах одного такта зондирования устройства, выделяющего такую информацию, представлен на рис 1 При этом объем выходных файлов сократится при сохранении параметров дискретизации сигнала

Результаты опытной эксплуатации показали, что при регистрации по предложенному в работе алгоритму на один ультразвуковой канал в среднем приходится около 200 кбайт на километр (данный объем во многом зависит от количества болтовых стыков и стрелочных переводов на участке)

При наличии несплошности в контролируемом рельсе при сканировании образуется последовательность эхо-сигналов, отраженных от несплошности Это, фактически, соответствует серии измерений и должно быть использовано для накопления информации об объекте и, следовательно, для снижения погрешности измерений То есть, все сигналы такой пачки должны анализироваться совместно

Задача выделения последовательности сигналов от одной несплошности в работе решена на основе анализа межтактового изменения задержки эхо-импульса Изменение расстояния от точки выхода луча до отражателя за один шаг сканирования не превышает данного шага сканирования (рис 2) Если г,2=/,2+/гг и г!=1}+Ь\ то ^-;-/=/,2-/22 То

есть г,-г2 =(/,Где

П+г, к+п

Рис 1 Алгоритм выделения информативных параметров эхо-сигнала

_L_

„_I,

Pul 2 К определению величины изменения зтдсрлки эхо-сигнала за один такт

Значит, для обнаружения очередного импульса в последовательности на каждый последующий такт необходимо формировать строб-импульс шириной, равной максимально возможному изменению задержки сигнала относительно зондирующего импульса Для съемных средств диагностики (скорость сканирования (v) не более 6 км/ч или 1,6 м/с) при периоде следования зондирующих импульсов (г), равном 1 мс, ширина такого строб-импульса может быть выбрана равной v Т 16 110"3

Д/ = 2-= 2 ' — » 1 10"6с Для того, чтобы следящий строб-импульс

с 3260

гарантированно отработал изменение задержки сигнала в любую сторону, на практике необходимо задавать ширину, равной 2Дt

Задача разработки формата сохраняемых данных предполагает выбор и обоснование метода кодирования информации применительно к данным ультразвукового контроля, а также последующее формирование алфавита событий

Выбор метода регистрации параметров сигнала, представленный выше, предполагает формирование записи только в случае появления эхо-сигнала Очевидно, такой же подход может быть применен и к другим регистрируемым данным ультразвукового контроля рельсов (изменение параметров работы дефектоскопа, служебные отметки) Следовательно, запись будет содержать коды различных событий в порядке их появления Существенная разница в частоте появления различных событий создает предпосылки для использования кода с переменной длиной слова

Для оценки эффективности кода

Л1-1

используем стоимость кода Л = ^ р,Х,,

1=0

которая характеризует среднее число двоичных цифр (длина сообщения \), приходящихся на одно сообщение с учетом вероятностей появления сообщений р, То есть, для построения оптимального, либо близкого к оптимальному кода необходимо, чтобы событию с большей вероятностью появления ставилось в соответствие сообщение с меньшей длиной На гистограмме (рис 3) представлен закон распределения основных событий, составляющих информацию контроля рельса Данные получены по результатам исследования более 50-ти файлов (общим объемом 49 Мбайт) Протяженность пути при этом составила 158 км Установлено, что более половины от общего объема занимают сообщения о параметрах выявленных эхо-сигналов

В третьей главе рассмотрены вопросы анализа данных контроля после сканирования рельса с целью оценки параметров выявленных не-сплошностей и представления результатов

эхо сигналы коорд прочее

Рис 3 Закон распределения основных событий при сплошном контроле

Для решения задачи определения типа выявляемых объектов необходимо определить набор характеризующих признаков, а также порядок поиска соответствия между выявленным объектом и известными типами

Сигнал с выхода приемной части после дискретизации по времени и уровню целесообразно рассматривать как смесь сигнала (функции задержки эхо-импульса от перемещения ПЭП и параметров условного отражателя) и ошибок дискретизации В работе для формирования функционального описания изменения задержки эхо-сигналов в качестве модели несплошности рельса используется ненаправленный цилиндрический отражатель с координатой (по оси сканирования) Хо, глубиной залегания Но и радиусом Яо (рис 4) На вход вычислительного устройства поступает последовательность значений расстояний до условного отражателя (г,), измеренных для соответствующих положений ПЭП (х,) Измерения содержат ошибки дискретизации ^ = г, - ((*, - Хй)2 + Я^5 + й0 Оптимальные (согласно критерию минимума среднеквадратической ошибки) оценки этих параметров должны сводить к минимуму значение =£(/-,-((*,-Л"0)! +Я02)°5 +Я0)Г и могут 1-0 1=0

быть использованы в качестве набора признаков объекта Значение самой ошибки в точке, соответствующей оптимальным значениям аргументов, может быть использовано для определения степени «близости» объекта к определенному типу

Л

"Л—

1 V

)

______________

Рис 4 Параметры условного отражателя

Таким образом, необходимо решить систему уравнений - п

2|г, +Л0) ((*,-Х0У + Н^5 -1) (х, -*„))= 0,

» = 0

»=0

с!Хп

8

¿Я„

:0,

= 0, откуда

= 0,

Ввиду того, что система уравнений является нелинейной, для вычисления оценок был использован итерационный вычислительный метод Ньютона-Гаусса Решение данной системы может быть найдено путем последовательных приближений следующего вида дг"4" =*""-ж-,(д"")/(л:"") (р=0, 1,2, )

В данном выражении совокупность аргументов Хо, Но, Яо записа-

на как вектор х =

Л Но

д„

, а совокупность функций

в^х

¿Я„

<1К„

как вектор-функция / =

, Щх)=

з/, 3/, 3/,

дХ0 дна ЗЛ0

з/2 з/г з/2

ЗЯ0 ЗЛ0

з/, З/з З/з

_дХ0 дЯ0 ЭД„.

- матрица Якоби

Далее приведены преобразованные значения для каждого элемента матрицы \У(х)

Их.

с!Х0

Ж-¿я„

<ж0

Ёк. с!Х0

Л

ан0 Их.

¿X 0

Ж ан,

Мо

Таким образом, зная значения вектора аргументов можно рассчитать значения /(х'р)) и а затем и уточненное значение

вектора аргументов х(р*" Для расчета начальных приближений параметров используются значения времени задержки одного из сигналов последовательности и угла ввода УЗ волны

Для удобства дальнейших вычислений введем следующие обозначения

- последовательность точек дефектограммы (эхо-импульсов) от одного отражателя ),г2(дг2), ,/„(х„)) обозначим, как £>(*),

= (х,-1=0

=-2 2 ((/: + /?„) ((х:-а-0)2 + я02У5 Я„ 1-0

= 2 £(((*,-^Г0)2+Я0гГ5 (,,-*„)), 1=0

= -2 £((, + «„) ((х,-Л-0)Ч//0г) '5 (*, »=0

1=0 -Ь+ъ) {(х1-х0у+н;У5+\),

= -2 + Я0), 1=0

= 2 £(((.,-Х0)2+Я02)"5 (*,-*„)), 1=0

^-гХ^-^у+я^У'5 Я.), 1=0

= 2 2(1)

- усредненное по количеству эхо-импульсов в последовательности значение ошибки (критерий оптимальности при оценке параметров не. 2Х

сплошности, введенный ранее) обозначим, как е = ——,

п

- рассчитываемые оценки параметров несплошностей будем обозначать, как ^

Решение задачи выделения последовательностей эхо-импульсов от несплошности в пределах одного канала было представлено выше Тем не менее, особенности формирования дефектограммы при контроле рельса многоканальными средствами диагностики заключаются в том, что такие последовательности могут появляться по нескольким каналам Кроме того, по причине низкого качества акустического контакта даже последовательность в одном канале может прерываться, то есть, может быть разбита на несколько отдельных последовательностей

В работе предложено предварительно объединять такие последовательности следующим образом Пусть на дефектограмме образованы

г, п, л,

А последовательностей от несплошности £>2(лг), , йк(х), из которых

образуется новая последовательность бг(х) Оценки параметров предполагаемой несплошности будут найдены из условия

Я „, Д01 = агёттД1 (X),х0,н0,Л0Условием существования общей

несплошности для образованной последовательности будет являться выражение тце Я, - допустимый порог значений

среднеквадратической ошибки

Задача распознавания элементов конструкции рельса требует разработки описаний для каждого из этих элементов и метода их селекции (формулировки решающего правила) Описания основных типов конструктивных отражателей (отверстий в болтовых стыках и стрелочных переводах, торцевых углов рельсов) были сформированы с использованием полученного набора параметров несплошности Автоматическое распознавание этих конструктивных элементов позволяет исключать сигналы, отраженные ими, при дальнейшем анализе дефектограммы

Тем не менее, далее будет показано, что для описания некоторых типов отражателей используются значения координаты центра болтового стыка и величины стыкового зазора Действительно, процедуре распознавания всех элементов конструкции предшествует процедура вычисления координат болтового стыка, перед которой, в свою очередь, требуется среди всех выявленных на анализируемом отрезке рельса несплошностей предварительно выделить болтовые отверстия, для которых известны значения двух параметров н, = 101,5л/и , Л, =18ш( (индекс

«I» указывает на данный тип отражателя по табл 1) Недостающий параметр может быть вычислен из выражения

Х0 = агё шш] "е[Ь(х),Х0 , н,, я,

Условием принадлежности последова-

тельности эхо-импульсов к типу прямого отражения от болтового отверстия будет выглядеть следующим образом Е^Ь(х),Хй,Н ,,11,П7, где

пг - устанавливаемый порог допустимой средиеквадратической ошибки

Полученные значения Хо для каждой из последовательностей эхо-импульсов (каждой несплошности) в том случае, если она была отнесена к типу «I», используются для формирования функции болтового стыка ¡\ (х) Стандартные размеры болтовых

Рис 5 Эскиз болтового стыка (г-стыковой зазор) стыков упрощают задачу расп0_

знавания его элементов (рис 5) В работе используются не только данные о размерах и глубине залегания болтовых отверстий, но и известные расстояния между ними Они используются для формирования эталонной функции стыка рОбе функции представлены ниже

-|- 1

г ) © С 3 с ) с 5 <1 Ь

по 5414 —<

192*-

РсМ-

1, если ¡г-Л^Ю 1, если |*-ЛГ2|<10

1, если |л: - Xы | < 10

О, в остальных случаях

рЛ2>х) =

1, если 1, если 1, если 1, еаи 1, если 1, если

< 10 г-130[ < 10 г — 350| < 10 л:-(542 + 2)| <10 х-(762 + г)| < 10 х-(892 +г) <10

0, в остальных счучаях Для определения положения стыка используется корреляционная функция вида к(2,Х) = ^^11рАх) рДг-г.х-Х) Искомые значения по-

г х

ложения стыка и величины зазора будут равны (гст,Х^т) = аг%так{к(г,Х)) В тех случаях, когда на анализируемом участке рельса болтовой стык отсутствует, корреляционная функция не превысит порог обнаружения наличия стыка к(г1т,х1т)< п1

Таким образом, далее могут быть сформированы описания всех основных элементов конструкции рельса (в табл 1 приведены описания некоторых из них) Последовательности, которые не были отнесены к типу «I», последовательно проверяются на соответствие остальным типам Так, например, для выявления угла, образованного торцом и донной поверхностью рельса, необходимо проверить условие

е^Ъ{х),х„,h,nrn j< п2 Для сигналов, переотраженных от границ рельса,

(случаи «III» - «V») значения параметров получены с учетом свойств симметрии

Таблица 1 Результаты классификации элементов конструкции болтового стыка

Название (описание) Значения параметров Иллюстрация

I Ботговое отверстие Я0= 18 мм, Но = 101,5 мм о

II Угол, образованный торцом и донной поверхностью рельса = 0 мм, Н0 = 180 мм, Х0 = Х<. ± г / 2, где Хс - координата центра болтового стыка, т. - величина зазора ' / Ö-

III Болтовое отверстие (с отражением от донной поверхности) Расчет ведется относительно горизонтальной оси симметрии, соответствующей донной поверхности = 18 мм, Н„ = (2НР - 101,5) мм = (360 - 101,5) мм = 258,5 мм, где Н,, - высота рельса о

IV Боатовое отверстие (с отражением от торца рельса) Расчет ведется относительно вертикальной оси симметрии, соответствующей торцу рельса Я,, = 18 мм. Но = 101,5 мм, Х0 = Х^ + ъ! 2 + 96, где Хс - координата центра болтового стыка, т. - величина зазора •Л / , о

V Болтовое отверстие (с отражением от торца и донной поверхности рельса) Расчет ведется относительно центра симметрии соответствующего точке пересечения торца рельса и донной поверхности Ъ, = 18 мм, Н0 = (2Нр - 101,5) мм = (360 - 101,5) мм = 258,5 мм, где Нр - высота рельса, Хо = Хс + т.} 2 + 96, где X,, - координата центра болтового стыка, ъ ~ величина зазора о \

Результаты экспериментальных исследований показали, что после распознавания и «отбрасывания» отражений от элементов конструкции в зоне болтового стыка общее количество сигналов сокращается в 30 — 50 раз, что характеризует снижение трудоемкости анализа записей

Приведенный выше алгоритм распознавания элементов болтового стыка позволяет синтезировать изображение рельса с целью отображения на нем отраженных сигналов, что, безусловно, повышает наглядность получаемого изображения

-Хп)2+//02

"о

--« ; -

\

Для несплошностей, которые не были распознаны как элементы конструкции, рассчитанные значения параметров их расположения (Хо, Но) могут быть использованы при определении геометрического места точек (сигналов) на дефектограмме следующим образом (рис 6) Расстояние, соответствующее задержке эхо-сигнала, откладывается на луче, выходящем из точки текущего положения ПЭП на поверхности катания, и проходящем через точку с координатами (Х0, Н0)

хт,=х,+(Х0-х,)х- г

Ут, = нох-

Рис 6 Определение положения сигналов на дефектограмме

^(х,-Х0 )2+Я02

Как известно, отображаемые размеры дефекта зависят и от ширины диаграммы направленности ПЭП Предлагаемый способ определения положения точки на дефектограмме исключает данную зависимость Расчет координат каждой точки на дефектограмме производится по результатам совместной обработки всей группы сигналов от несплошности Вследствие этого, вычисляется наиболее вероятное положение отражателя и все точки (эхо-импульсы) группируются в одной зоне

В четвертой главе рассмотрены особенности практической реализации результатов исследований, полученных в работе, приведены сведения об ультразвуковых дефектоскопах со сплошной регистрацией сигналов, при построении которых использованы алгоритмы и методы, представленные в диссертации, проведен анализ результатов опытной эксплуатации данных приборов

Практические исследования диссертации включали в себя на первом этапе стендовые испытания разработанного алгоритмического обеспечения Далее была проведена опытная эксплуатация на двух дистанциях пути (Гатчинской и Балтийской) регистратора для съемного многоканального дефектоскопа АВИКОН-01

В ходе стендовых экспериментов на специализированной установке осуществлялось одноканальное сканирование отрезков рельса, содержащих модели дефектов (пропилы и сверления) В табл 2 представлены результаты измерения условных размеров таких моделей дефектов с помощью дефектоскопа УД2-12 и на основе записей, полученных с помощью специализированной установки Результаты свидетельствуют о том, что при выбранных ранее параметрах дискретизации УЗ сигнала погрешности, вносимые при регистрации параметров сигнала, являются пренебрежительно малыми

Таблица 2 Условные размеры моделей дефектов (эксперимент)

Эскиз модели дефекта Условные размеры (по УД2-12) Условные размеры (по дефектограмм е) Относительная погрешность

? г" П 1 •„■" ЛЬ ~ 34 мм ДЬ =33 мм 0,03

ДН =16 мм ДН =15 мм 0,06

о II -ПК*» ДЬ =17 мм ДЬ =16 мм 0,06

ДН =8 мм ДН =8 мм 0,00

«V,, О 1 ДЬ =39 мм ДЬ =37 мм 0,05

ДН =19 мм ДН =20 мм -0,05

Таблица 3 Распознавание сигналов от моделей дефектов и прочих эхо-сигналов*

Всего эхо-сигналов ог моделей дефектов 2970 шт Всего прочих эхо-сигналов 2145 шт

Правильно обнаружено Пропущено Ложно обнаружено Правильно не обнаружено

2430 540 40 2105

Рправ обмар = 0,82 Рпр с = 0,18 Рложн обнар =0,02 Рправ н =0,98

"статистика приведена в среднем на один километр пути

По причине того, что обнаружение дефектов является весьма редким событием (приблизительно 1 дефект на 100 км проконтролированного пути), в качестве модели дефекта в процессе экспериментальных исследований выбраны наиболее часто встречающиеся конструктивные отверстия в зоне болтовых стыков. Результаты оценки достоверности распознавания моделей дефектов приведены в табл 3 В ходе опытной эксплуатации 2-х дефектоскопов АВИКОН-01 с регистратором было проконтролировано 560 км пути, выявлено 4 дефекта, при этом 1 из них (код дефекта 53 1) был выявлен в ходе анализа записанных дефекто-грамм

Кроме того, результаты эксплуатации подтверждают снижение расхода памяти носителя при использовании предложенных методов регистрации дефектограмм При введении регистрации на 8-ми пороговых уровнях объем файлов остался на прежнем уровне (по сравнению с аналогичными системами регистрации) и составил порядка 1 Мбайт на 1 километр проконтролированного пути Сокращение сигналов, подлежащих анализу «вручную», после процедуры выделения элементов конструкции составляет в среднем 2-3 раза

Разработанные алгоритмы и методы позволяют создавать системы регистрации и анализа результатов УЗ контроля рельсов (структурная схема представлена на рис

Генератор дефектоскопа

Приемное устройство дефектоскопа

Аналого-цифровой преобразователь

ь

Датчик положения УЗ преобразователей

Устройство сбора служебной информации

К01ГГр0ЛЯ

Устройство кодирования дефсктограмм

Устройство выделения и измерения эхо-импульсов

Т

Накопитель информации

Устройство визуализации

Устройство распознавания

элементов конструкции

Устроит во ВЫДС 1С11ИЯ струк-■ гурш IX эземипов ди|ккто! рачмы

Рис 7 Структурная схема системы регистрации и анализа данных УЗ контроля рельсов

7) Данные технические решения были внедрены при разработке систем диагностики для нужд ОАО «РЖД» В настоящее время на железных дорогах России и ряда других стран эксплуатируется порядка 1000 дефектоскопов типа АВИКОН с регистрацией результатов контроля Внедрение дефектоскопов со сплошной регистрацией позволило перейти на современный технический уровень диагностики состояния рельсов, одновременно способствуя снижению эксплуатационных затрат на содержание пути

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Обоснованы параметры дискретизации сигнала с выхода приемного тракта ультразвукового дефектоскопа, необходимые и достаточные для оценки характеристик выявляемых дефектов при сплошном контроле рельсов в широком диапазоне скоростей сканирования

Введение многоуровневой дискретизации при регистрации сигналов по информативности эквивалентно многократному контролю рельсового пути при различных уровнях чувствительности используемого ультразвукового дефектоскопа

2 Предложен метод выделения информативных параметров ультразвукового сигнала, подлежащих регистрации, в соответствии с которым для формирования записей о выявляемых несплошностях регистрируется временное положение и значение максимума эхо-сигналов Разработано алгоритмическое и программное обеспечение метода Лабораторные испытания с использованием фрагментов рельсового пути показали, что погрешность дискретизации информативных параметров не превышает 6%

Реализация метода сокращает объем регистрируемых данных более чем в 2 раза при сохранении их информативности

3 Предложен и разработан алгоритм выделения последовательности эхо-импульсов от несплошности рельса путем анализа изменения их временной задержки в процессе изменения расстояния от точки ввода

ультразвуковой волны до условного отражателя при перемещении пье-зопреобразователя Введен дополнительный укороченный временной строб выделения эхо-импульса на очередной такт зондирования Разработана методика расчета длительности этого строба с учетом возможной максимальной скорости перемещения пьезопреобразователя Выделение всех эхо-импульсов, отраженных от отдельной несплошности, необходимо для автоматизации процедуры оценки ее характеристик

4 Проведен статистический анализ дефектограмм ультразвукового контроля более 150 км рельсового пути, определены перечень типов событий (выделение эхо-сигналов, изменение координаты положения пьезо-преобразователей, изменение параметров работы дефектоскопа и другие), подлежащих кодированию, и частота появления этих событий Обоснована целесообразность использования метода кодирования с переменной длиной слова, обеспечивающего максимальное сжатие регистрируемых дефектограмм

5 В качестве моделей выявляемых несплошностей рельса при их последовательном озвучивании с различных точек поверхности катания предложено использовать условные ненаправленные отражатели цилиндрической формы, а в качестве словаря признаков, характеризующих несплошности для их классификации на «конструктивные элементы» и «дефекты», - параметры таких условных отражателей (координаты залегания и радиус) Разработана методика оценки этих параметров на основе совместного анализа временных задержек последовательностей выделенных эхо-импульсов

Предложенная методика послужила основой для разработки алгоритма автоматизированного анализа сигналов ультразвукового контроля рельсов

6 На основе введенного словаря признаков разработано описание основных конструктивных элементов рельсов наиболее распространенного типа (Р65) Предложен и разработан алгоритм автоматизированного распознавания конструктивных элементов, позволяющий выделять сигналы от дефектов на фоне сигналов от болтовых стыков и элементов стрелочных переводов

Данный алгоритм в сочетании с используемыми в дефектоскопах алгоритмами работы порогового устройства обнаружения всех несплошностей рельса реализует обнаружение дефектов по всей длине рельса, в том числе и в зонах расположения элементов конструкции При этом общее количество обрабатываемых сигналов для всего контролируемого участка пути сокращается в 2 - 3 раза По результатам опытной эксплуатации показано, что вероятность правильного распознавания моделей искомых дефектов в рельсах составляет « 0,82

7 Разработан способ представления результатов ультразвукового контроля рельсов, который обеспечивает оценку реального положения ус-

ловных отражателей с привязкой к профилю рельса Соответствующий программный модуль в 2002 году реализован в эксплуатируемых дефектоскопах типа АВИКОН По данным ОАО «РЖД» в 2006 году по результатам анализа дефектограмм этих дефектоскопов (около 600 единиц на всей сети дорог) дополнительно выявлено около 2 тыс дефектов (20 % от общего количества), которые не были зафиксированы в ходе традиционной процедуры сплошного контроля (без использования разработанного алгоритмического обеспечения)

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс на кафедре «Инноватики и управления качеством» Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, а также в Центре подготовки «Радиоавионика» при проведении курсов повышения квалификации специалистов - расшифровщиков дефектограмм съемных дефектоскопов

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

1 Белоусов Н А, Марков А А, Шпагин Д А , Шилов М Н и др Доработка двухниточного дефектоскопа АВИКОН-01 по результатам эксплуатации с введением системы сплошной регистрации// Отчет НИОКР для МПС по теме "Комплекс средств для неразрушающего контроля рельсов и других конструкций железнодорожного транспорта" Этапы 2 и 3, СПб, ОАО «Радиоавионика» - 2000г

2 Шилов М Н Системы регистрации для съемных рельсовых ультразвуковых дефектоскопов// Материалы 56-й научно-технической конференции СПбНТОРЭС им А С Попова, изд СПбГЭТУ «ЛЭТИ», СПб, 2001г С 35

3 Марков А А , Шпагин Д А , Шилов М Н и др Система регистрации результатов сплошного контроля рельсов дефектоскопом АВИКОН-01// Сб научных трудов "Современные технологии извлечения и обработки информации", СПб, ОАО "Радиоавионика" - 2001 -С.68-76

4 Моделирование сигналов при ультразвуковой дефектоскопии железнодорожных рельсов/Марков А А , Шпагин Д А , Шилов М Н , Федоренко Д В //3-я Международная конференция "Компьютерные методы и обратные задачи в НК и диагностике" Тезисы докладов - М, РОКОНД -2002 -С 191-192

5 Марков А А Шпагин Д А , Мосягин В В , Шилов М Н Регистратор сигналов сплошного контролбя рельсов//Путь и путевое хозяйство - 2002, - №11 -С 12-15

6 Шилов М Н , Шпагин Д А , Мосягин В В Обоснование параметров регистрации результатов ультразвукового контроля// XVI Российская научно-техническая конференция "Неразрушающий контроль и диагностика" Тезисы докладов - СПб, 2002 С19-22

7 Патент №2227911, МКИ вО 1 N 29/04 Способ многоканального ультразвукового контроля рельсов / Марков А А, Шпагин Д А , Шилов МН, Веревкин АЮ - № 2002134325, Заявл 19 12 02 Опубл 27 04 04 Бюлл № 12 -27 с

8 Марков А А, Шпагин Д А , Шилов М Н. Ультразвуковой многоканальный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов с регистрацией сигналов //Дефектоскопия - 2003 № 2 - С 24-35

9 Шилов М Н Особенности регистрации информации при сплошном контроле рельсов съемными дефектоскопами// В мире нераз-рушающего контроля и диагностики материалов, промышленных изделий и окружающей среды Материалы VI Всероссийского с Международным участием научно-практического семинара - СПб СЗТУ, 2003, С 130

10 Шилов М Н , Мосягин В В , Козьяков А Б и др Оптимизация обработки сигналов сплошного ультразвукового контроля рельсов// Сборник докладов 18-ой Петербургской конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций" 2004г С 29-32

11 Шилов М Н , Мосягин В В Обработка сигналов сплошного ультразвукового контроля рельсов// Сборник докладов У-го Всероссийского научно-практического семинара "Неразрушающий контроль и диагностика материалов, конструкций и окружающей среды", СПб, СЗТУ, 2004, С 165

12 Марков А А, Шилов М Н , Мосягин В В , Федоренко Д В Новый дефектоскоп «АВИКОН-11» для сплошного контроля рельсов// В мире неразрушающего контроля 2006г, -№ 2 (32) - С 75-79

13 Шилов М Н , Мосягин В В , Федоренко Д В Особенности построения и функциональные возможности дефектоскопа сплошного контроля рельсов АВИКОН-11// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления сборник научных трудов - СПб Береста, 2006, С 45-58

14 Шилов М Н , Мосягин В В , Федоренко Д В , Кескинов М В Многоканальная установка на базе дефектоскопа АВИКОН-11 для сплошного контроля рельсов в условиях рельсо-сварочных предприятий// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления сборник научных трудов - СПб Береста, 2006, С 59-63

15 Марков А А , Козьяков А Б , Шилов М Н и др Многоканальный ультразвуковой дефектоскоп МИГ-УКС для контроля сварных стыков рельсов// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления сборник научных трудов - СПб Береста, 2006, С 64-69

16 Шилов М Н Оптимальные методы обработки дефектограмм// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления сборник научных трудов - СПб Береста, 2006, С 79-85

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Основные принципы ультразвукового контроля рельсов.

1.2. Обзор и анализ современных методов и средств ультразвуковой дефектоскопии рельсов.

1.3. Постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО И АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕГИСТРАТОРА УЛЬТРАЗВУКОВОГО РЕЛЬСОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА

2.1. Анализ особенностей формирования дефектограмм при одномерном сканировании рельса.

2.2. Разработка требований к параметрам обработки ультразвукового сигнала с выхода приемного тракта дефектоскопа.

2.3. Разработка метода и алгоритма выделения информации ультразвукового контроля, подлежащей регистрации.

2.3.1. Общие замечания к разрабатываемому методу.

2.3.2. Методика расчета параметров временного строба при формировании последовательностей эхо-импульсов.

2.3.3. Алгоритм регистрации ультразвукового сигнала при контроле рельсов.

2.4. Постановка и решение задачи сжатия дефектоскопической информации.

Железнодорожный транспорт является одной из наиболее важных отраслей для экономики любой страны. Масштабы развития железнодорожной транспортной системы России, а также постоянно возрастающие объемы перевозок грузов и пассажиров и суровые климатические условия требуют уделять особое внимание вопросам повышения безопасности движения, в том числе, и за счет совершенствования методов неразрушающего контроля состояния пути.

Железнодорожные рельсы являются основным элементом верхнего строения пути, непосредственно воспринимающим динамическую нагрузку подвижного состава. В условиях повышенного воздействия, оказываемого на рельсы современными транспортными средствами и режимами их эксплуатации, осуществление систематического контроля за состоянием рельсов является важнейшим мероприятием, обеспечивающим работу железнодорожного транспорта [1].

Ультразвуковой (УЗ) контроль - эффективное средство предотвращения чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте из-за изломов рельсов по причине образования в них дефектов. Наряду с другими неразру-шающими физическими методами, УЗ контроль является наиболее перспективным для диагностирования рельсов с целью оценки их технического состояния и определения ресурса. Это обусловлено, во-первых, тем, что объектом диагностирования является рельсовый металл, обладающий необходимыми физическими свойствами. Во-вторых, созданные на базе неразрушаю-щих физических методов средства диагностирования способны обеспечить достаточно высокую чувствительность и экспрессность оценки ресурса, относительно легко поддаются механизации и автоматизации и, что не менее важно, способны к перемещению по колее [2].

Целью диагностирования рельсов служит, прежде всего, обеспечение безопасности работы транспорта и увеличение его пропускной и провозной способности за счет сокращения ремонтных перерывов движения поездов и суммарного времени ограничения скорости. Определение технического состояния рельса является основой для прогнозирования его остаточного ресурса и соответственно для принятия решения об условиях его дальнейшей эксплуатации, ремонта, либо перевода в категорию невосстанавливаемых конструкций. Ресурс старогодных рельсов может быть частично восстановлен ремонтом за счет их перекладки на участки с облегченными условиями работы, что значительно увеличит срок их службы и полноту использования заложенного в них ресурса. К числу операций восстановления относятся вырезка дефектных зон и другие [3].

Изломы рельсов являются наиболее опасными отказами при эксплуатации пути. Одиночный выход рельсов зависит от многих факторов, главными из которых являются мощность, конструкция и качество содержания пути, служебные свойства самих рельсов, уровень и интенсивность силового воздействия на путь, температурный режим.

Для предупреждения изломов действует система неразрушающего контроля, которая позволяет выявить трещины в металле на ранней стадии развития и обеспечить изъятие потенциально опасных рельсов до их разрушения [4]. Рельсовая дефектоскопия входит в общую систему диагностики пути и должна, наряду с повышением надежности выявления опасных дефектов, обладать возможностью решения задач рациональной периодичности контроля. Затраты на рельсовую дефектоскопию составляют около 3 % эксплуатационных расходов путевого хозяйства. С целью обеспечения безопасности движения поездов на отечественных железных дорогах рельсы, уложенные в пути 1 и 2-го класса, в зависимости от интенсивности движения поездов, пропущенного тоннажа и других факторов, в соответствии с Приказом МПС РФ № 2-ЦЗ от 25 февраля 1997 г., должны подвергаться дефектоскопированию

УЗ съемными дефектоскопами, магнитными и УЗ вагонами-дефектоскопами до 84 раз в год, то есть, даже чаще, чем один раз в каждую неделю [5].

Необходимо отметить, что в различных странах подход к организации мониторинга состояния пути значительно отличается. Различия касаются не только используемых технологий контроля и периодичности, но и определений степени опасности дефектных сечений. Это определяется и качеством эксплуатируемых рельсов, и условиями эксплуатации, такими, как степень грузонапряженности дорог, климатические условия. Так, например, критической площадью трещины в головке рельса (т. е. ее минимальный размер, при котором реально были зафиксированы случаи излома рельсов под поездами) в Венгрии считается 45%, в Германии - 50%, во Франции - 55%, в России -30% площади поперечного сечения головки рельса.

Система неразрушающего контроля пути на железных дорогах РФ включает в себя, в первую очередь, УЗ дефектоскопные тележки для сплошного контроля обеих нитей пути, использование которых не препятствует графику движения поездов. Обслуживанием всего парка средств дефектоскопии (около 5 тыс. шт.) требуется около 10 тыс. операторов. Так в течение 2006 года, при средней периодичности контроля около 2 раз в месяц, проверено более 4,11 млн. километров рельсового пути и обнаружено более 55 тыс. критических дефектов, что своевременно предотвратило возможные отказы пути. Однако при этом было допущено 113 изломов рельсов по дефектам, не обнаруженным средствами дефектоскопии, в том числе около 40% пропущенных по вине операторов.

Как видно, существующие способы и средства путевой дефектоскопии рельсов в ряде случаев не полностью соответствуют предъявляемым им требованиям. В целях снижения погрешностей путевой дефектоскопии и повышения надежности результатов контроля в перспективе необходимо переходить на более совершенные способы проверки состояния рельсов в пути, позволяющие увеличить объем информации о степени их дефектности.

В настоящее время на железных дорогах РФ решается задача по уменьшению периодичности контроля рельсов различными средствами контроля при сохранении требуемой достоверности результатов. Активно внедряются новые скоростные средства дефектоскопии: вагоны- и автомотрисы-дефектоскопы, в которых большое внимание уделяется непрерывной записи результатов проездов. Прогнозирование состояния пути с точки зрения развития дефектов и планирование своевременной замены рельсов в путевом хозяйстве становится возможным только при анализе результатов последовательных проездов, их сопоставлении с текущим. Но достигнутые производительность и надежность контроля рельсов мобильными средствами контроля пока не соответствуют современным требованиям. Доля выявляемых ими дефектов составляет лишь несколько процентов от общего числа.

В то же время дефектоскопные тележки по-прежнему являются самым массовым средством контроля. На ряде дистанций пути и сегодня эксплуатируются приборы старого образца. Информация, предоставляемая оператору индикаторами данных дефектоскопов, не всегда достаточна для обоснованного принятия решений о качестве проконтролированного пути, что приводит к пропуску дефектных сечений и последующим изломам рельса. Разработанные и введенные в эксплуатацию за последние годы новые микропроцессорные дефектоскопы, безусловно, повысили процент выявляемых дефектов, в первую очередь за счет совершенствования схем прозвучивания, а также дополнительных функциональных возможностей. Тем не менее, низкое качество состояния пути и вследствие этого высокие психофизиологические нагрузки на оператора требуют от него высокой квалификации и большого опыта при анализе дефектоподобных сечений. В то же время массовость использования данных средств контроля не позволяет обеспечить необходимый уровень квалификации всего штата работников.

До недавнего времени съемные средства дефектоскопии не имели возможности записи сигналов, и решение об отбраковке рельса принимал оператор "на месте", имея только звуковой индикатор превышения эхо-сигналом установленного порога, а также отображение на дисплее прибора амплитудно-временной развертки одного из каналов. Очевидно, что при указанных методах анализа сигналов УЗ контроля, его достоверность полностью зависит от квалификации оператора. В тоже время до 95 % дефектов критических размеров по-прежнему обнаруживается данными средствами контроля.

Очевидно, отмеченные проблемы необходимо решать путем дальнейшего совершенствования функциональных возможностей дефектоскопических средств, позволяющих автоматизировать ряд процедур выполняемых оператором при сплошном контроле протяженного участка пути. Сама задача распознавания дефектных сечений должна быть упрощена за счет новых методов представления сигналов максимально приближенных к реальному виду контролируемого участка рельса.

Необходимо отметить, что уже в процессе работы над данной диссертацией ситуация в путевом хозяйстве значительно изменилась. Так, на сегодняшний день съемные средства дефектоскопии со сплошной регистрацией контроля стали неотъемлемой частью системы диагностики. Такой скачок в развитии данного направления внес некоторые коррективы в планы по постепенному переходу на сплошной контроль только с помощью мобильных средств. Съемные дефектоскопные тележки к своим традиционным функциональным преимуществам получили еще и возможность полной паспортизации пути и создания баз данных результатов контроля. Алгоритмы регистрации, предлагаемые в данной работе, доказали свою эффективность на практике. Внедрение данных алгоритмов успешно реализовано на базе УЗ многоканальных дефектоскопов АВИКОН-01 (около 800 штук находятся в эксплуатации на железных дорогах и рельсосварочных предприятиях различных стран) и АВИКОН-11 (дефектоскоп поступил в эксплуатацию с начала 2006 года). Анализ результатов внедрения данных систем приведен в четвертой главе данной работы.

Внедренные за последние годы на железных дорогах РФ новые скоростные средства дефектоскопии (вагоны- и автомотрисы-дефектоскопы) изначально предусматривают непрерывную запись всех данных контроля с целью последующего их анализа квалифицированным персоналом. И, хотя, переход к такой технологии контроля уже дает положительные результаты, данные методы не могут быть напрямую использованы при построении систем регистрации съемных тележек вследствие целого ряда причин. Так, например, жесткие ограничения по показателям массы и энергопотребления для съемных средств требуют выработки новых принципов обработки дефектоскопической информации, скорость поступления которой на вход вычислителя составляет более 1 Мбит/с на каждый УЗ канал. Кроме существования технических сложностей построения таких систем, необходимо отметить трудности внедрения технологии с использованием анализа данных в стационарных условиях. Такие факторы, как массовость использования съемных средств и недостаточная подготовка персонала к работе с более сложными дефектоскопами, значительно усложняют организацию такого дополнительного анализа.

Очевидно, дальнейшее совершенствование методов и средств дефектоскопии предполагает автоматизацию процессов анализа данных контроля. Следовательно, необходимые для развития этого направления методы обработки, регистрации и отображения сигналов УЗ контроля рельсов становятся наиболее актуальными.

Целью диссертационной работы является создание методологии, алгоритмов и программ регистрации и анализа дефектограмм при многоканальном УЗ контроле рельсов в широком диапазоне скоростей сканирования, обеспечивающих повышение достоверности результатов при одновременном снижении затрат на системы диагностики рельсов.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Обосновать параметры дискретизации сигнала на выходе приемного тракта УЗ дефектоскопа (далее - «сигнала») для регистрации и последующего анализа дефектограмм проконтролированного участка рельсового пути.

2. Разработать метод выделения информативной части УЗ сигнала, подлежащей сохранению и необходимой для оценки параметров дефектов по принятым методикам для сплошного контроля рельсов.

3. Разработать алгоритм выделения на дефектограмме групп эхо-сигналов, полученных в последовательных тактах зондирования, от несплошности рельса (дефект или элемент конструкции).

4. Решить задачу сжатия дефектоскопической информации, для чего выбрать метод кодирования с учетом особенностей регистрируемых данных и построить код, обеспечивающий наименьший объем формируемых дефек-тограмм.

5. Определить набор параметров выявляемых несплошностей для использования в качестве словаря признаков при распознавании элементов конструкции рельса и дефектов в зоне болтовых стыков; разработать метод оценки их значений.

6. Построить описание с использованием словаря признаков элементов конструкции рельса и разработать метод распознавания этих элементов (в частности, болтового стыка) с целью восстановления образа бездефектного рельса и последующего выделения на его фоне сигналов от дефектов.

7. Разработать способ представления результатов УЗ контроля рельсов с использованием оценки реального положения точки отражения (координаты условного отражателя) для каждого эхо-импульса.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод и алгоритм выделения информативных признаков сигнала (выделение отдельных эхо-импульсов и регистрация положения их максимумов) с выхода специализированного многоканального дефектоскопа для УЗ контроля железнодорожных рельсов.

2. Постановка и решение задачи кодирования дефектоскопической информации при многоканальном УЗ контроле рельсов, уложенных в путь.

3. Метод оценки значений параметров, характеризующих несплошность, которые используются для описания элементов конструкции рельса и дефектов в этой зоне с целью последующего их распознавания.

4. Программное обеспечение, реализующее анализ и представление результатов УЗ контроля рельсов с выделением бездефектных элементов конструкции и дефектов в данных зонах.

5. Способ оценки координат положения условных отражателей для каждого эхо-импульса при визуализации результатов контроля.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные результаты диссертационной работы внедрены при разработке средств неразрушающего контроля в ОАО «Радиоавионика». Регистратор информации РИ-01 для дефектоскопа АВИКОН-01 эффективно эксплуатируется на сети железных дорог, метрополитенах и рельсосварочных предприятиях РФ, Казахстана, Грузии, Азербайджана. С начала 2006 года введен в эксплуатацию дефектоскоп нового поколения АВИКОН-11 со сплошной регистрацией сигналов. Результаты эксплуатации указанных дефектоскопов на всей сети железных дорог РФ показывают, что ими обнаруживается большее число дефектов различного типа в рельсах, чем дефектоскопами предыдущего поколения, существенно повышая достоверность и надежность контроля пути.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Каменская Г.А., Марков А.А., Виденеев В.П. Дефектоскопия рельсов. Методы и средства. В кн.: Железнодорожный транспорт в СССР и за рубежом. Обзор. Выпуск 9//Под ред. Аветикяна А.А. - М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1978.-С. 88-112.

2. Контроль рельсов: Сб. науч. тр./ Под ред. Г.В. Зароченцева. М.: Транспорт, 1986. - 142с.

3. Бугаенко В.М. Система диагностики пути и неразрушающий контроль рельсов основа автоматизированной системы управления путевым хозяйством// В мире НК. - 2000, №4(10). - С. 51-53.

4. Гурвич А.К., Довнар Б.П., Козлов В.Б., Круг Г.А., Кузьмина Л.И., Матвеев А.И.; под ред. Гурвича А.К. Неразрушающий контроль рельсов при их эксплуатации и ремонте. М.: Транспорт, 1983. - 318 с.

5. Гурвич А.К. Повысить эффективность мобильных средств дефектоскопии рельсов необходимо и возможно // Евразия вести. 2005. - N 8. - С. 25

6. Классификация дефектов рельсов НТД/ЦП-1-1993. Каталог дефектов рельсов НТД/ЦП-2-1993. Признаки дефектных и остро дефектных рельсов НТД/ЦП-3-1993. М.: Транспорт, 1993.

7. ГОСТ 16504-81. Качество продукции. Контроль и испытание. Основные термины и определения. М.: Изд. стандартов, 2003.

8. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути. ЦП-774. М.: Транспорт.-2000.-224 с.

9. Методы акустического контроля металлов/Н. П. Алешин, В. Е. Белый, А. X. Вопилкин и др.: Под ред. Н. П. Алешина. -М.: Машиностроение, 1989. -456 е.; ил.

10. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. М.: Изд. стандартов, 1987.

11. ГОСТ 18576 96. Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые. М.: Госстандарт. 2000.

12. Гурвич А.К., Кузьмина Л.И. Справочные диаграммы направленности преобразователей ультразвуковых дефектоскопов. Киев: Техника. - 1980. -101 с.

13. ГОСТ 23702-90. Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний. М.: Госстандарт. 2005.

14. ГОСТ 23667-85. Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров. М.: Госстандарт. 2005.

15. ГОСТ 23049-84. Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Основные параметры и общие технические требования. М.: Госстандарт. 2005.

16. Козлов В. В. Поверка средств неразрушающего контроля. М.: Издательство стандартов, 1989,215 е.; с ил.

17. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

18. Марков А. А., Шпагин Д. А. Ультразвуковая дефектоскопия рельсов., -СПб.: «Образование Культура», 1999,- 230 с.

19. Щербинский В.Г., Алешин Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. М.:МГТУ им Н.Э. Баумана. 2000.

20. Патент 2184373, МКИ G01 N 29/04.Способ неразрушающего контроля изделий / Марков А.А., Бершадская Т.Н., Белоусов Н.А. №2001113676; За-явл.15.05.01. 0публ.27.06.02. Бюлл.№ 18.-15с.

21. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение. - 1995. - 352 с.

22. И. Матаушек. Ультразвуковая техника. Перевод с немецкого И. П. Га-ляминой, A. J1. Поляковой, Я. А. Рублева. / М.: Металлургиздат, 1962.

23. Поляков В. Е., Потапов А. И., Сборовский А. К. Ультразвуковой контроль качества конструкций / Л.: Судостроение, 1978, с. 200.

24. Гурвич А.К. Надёжность НК, как надёжность комплекса « дефектоскоп оператор - среда ». // Дефектоскопия, 1992, № 2. С. 15-18.

25. Башкатова Л.В., Гордели В.И., Гурвич А.К., Лохач А.В., Марков А.А. Компьютеризированные средства диагностики железнодорожного пути и системы их использования. Кишинев, 1996 г., 89 стр.

26. Башкатова Л.В., Гурвич А.К., Марков А.А., Лохач А.В. Компьютеризированные средства неразрушающего контроля и диагностики железнодорожного пути. СПб: Радиоавионика, 1997. - 128 с.

27. Марков А.А., Козьяков А.Б., Кузнецова Е.А. Расшифровка дефектограмм ультразвукового контроля рельсов. СПб.: «Образование - Культура». 2006. - 206 с.

28. Метелкин А.П. Комплексное использование методов контроля путь к повышению эффективности дефектоскопии рельсов. // В мире неразрушающего контроля - 2005, -№ 2 (28).-С.65-67.

29. Лупин А. В. Решение задач системотехники на этапах разработки и модернизации системы сбора и обработки информации для вагонов-дефектоскопов. Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления. Сборник научных трудов. 2006. с. 153 - 156.

30. Марков А. А., Шпагин Д. А. Регистрация и анализ сигналов ультразвукового контроля рельсов. Энциклопедия рельсовой дефектоскопии. Том 3, -СПб.: «Образование Культура», 2003.- 148 с.

31. Шилов М.Н. Системы регистрации для съемных рельсовых ультразвуковых дефектоскопов// Материалы 56-й научно-технической конференции СПбНТОРЭС им. А.С. Попова, изд. СПбГЭТУ «ЛЭТИ», СПб, 2001г. С.35.

32. Дефектоскоп ультразвуковой УД2-12. Руководство по эксплуатации. ШЮ2.068.136РЭ1. г. Кишинев, ВНИИНК, 1986.

33. Свистов В.М. Радиолокационные сигналы и их обработка. М.: Советское радио, 1977. - 448 с.

34. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. М., «Сов. радио», 1974, 360 с.

35. Дымкин Г.Я., Цомук С.Р. Исследование случайных погрешностей измерения условных размеров дефектов//Дефектоскопия. -1981. № 8. - С. 7884.

36. Марков А.А. Особенности оценки условных размеров дефектов при значительных скоростях сканирования//Дефектоскопия. -1989. № 3. - С. 811.

37. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. М., «Советское радио», 1975., 336 с. с ил.

38. Гурвич А.К. Огибающие последовательности эхо-сигналов и их основные числовые характеристики//Дефектоскопия. 1975. -№ I. - С. 141-144.

39. Карминский Ю.А., Кондратьев Ю.А., Королев М.В. Оценка выигрыша при накоплении полезного сигнала на фоне структурных помех //Дефектоскопия. 1973. - № 1. - С. 97-99.

40. Максимов М.В., Меркулов В.И. Радиоэлектронные следящие системы. (Синтез методами теории оптимального управления). М.: радио и связь, 1990.-256 е.: ил.

41. М. Вернер Основы кодирования. Учебник для ВУЗов. Москва: Техносфера, 2006. 288с.

42. Шилов М.Н., Шпагин Д.А., Мосягин В.В. Обоснование параметров регистрации результатов ультразвукового контроля// XVI Российская научно-техническая конференция "Неразрушающий контроль и диагностика": Тезисы докладов СПб, 2002. С19 - 22.

43. Дискретная математика и математические вопросы кибернетики, т. 1, под общей редакцией С.В. Яблонского и О.Б. Ляпунова, Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 1974,312 стр. с илл.

44. ГОСТ Р 51685-2000. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия. М.: Госстандарт. 2002.

45. ГОСТ 18232-83. Рельсы контррельсовые. Технические условия. М.: Госстандарт. 1983.

46. ГОСТ 9960-85. Рельсы остряковые. Технические условия. М.: Госстандарт. 1987.

47. Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов. Пер. с англ., под ред. А.м. Трахтмана. М., «Сов. радио», 1973, 368 с.

48. Фалькович С.Е. Оценка параметров сигнала. М., Изд-во «Советское радио», 1970, 336стр.

49. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М. Изд-во «Советское радио», 1968, 504 стр.

50. Фалькович С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных радиосистем. -М.: Радио и связь, 1981 г. 288стр., ил.

51. Шилов М.Н. Оптимальные методы обработки дефектограмм. Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления. Сборник научных трудов. 2006.-с. 79 85.

52. Шилов М.Н., Мосягин В.В., Козьяков А.Б. и др. Оптимизация обработки сигналов сплошного ультразвукового контроля рельсов// Сборник докладов 18-ой Петербургской конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций". 2004г. С.29-32.

53. Крянев А.В., Лукин Г.В. Математические методы обработки неопределенных данных. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 216 с.

54. Таблицы интегралов и другие математические формулы. Двайт Г. Б.-М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.-176 с.

55. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М., Изд-во «Наука», 1970 г., 432 стр. с илл.

56. Б.П. Демидович и И.А. Марон. Основы вычислительной математики. М., 1970 г., 664 стр. С илл.

57. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука. - 1986 . - 544 с.

58. Крейнис 3. Л., Федоров И. В. Железнодорожный путь. Учебник для техникумов и колледжей ж.-д.транспорта. М,: УМК МПС России 2000 368 с.

59. Лысюк B.C., Бугаенко В.М. Повреждения рельсов и их диагностика. М.:ИКЦ «Академкнига» 2006 638 с.

60. Дж. Ту, Р. Гонсалес. Принципы распознавания образов. Перевод с английского И. Б. Гуревича под редакцией Ю. И. Журавлева. Издательство «Мир». Москва. 1978., с. 411.

61. Горелик А.Л. Методы распознавания: Учеб. пособие для вузов/ А.Л. Горелик, В.А. Скрипкин.-4-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2004.- 261 е.: ил.

62. Беляевский JI. С. и др. Обработка и отображение радионавигационной информации/Л. С. Беляевский, В. С. Новиков, П. В. Олянюк; Под ред. П. В. Олянюка.-М.: Радио и связь, 1990.-232с.: ил.

63. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 2. Акустические методы контроля/ И.Н. Ермолов, Н.П.Алешин, А.И.Потапов; Под. ред. В.В.Сухорукова.-М.:Высш. шк., 1991-283 с.

64. Патент № 2227911, МКИ G01 N 29/04. Способ многоканального ультразвукового контроля рельсов / Марков А.А., Шпагин Д.А., Шилов М.Н., Ве-ревкин А.Ю. № 2002134325; Заявл. 19.12.02. 0публ.27.04.04. Бюлл.№ 12. -27 с.

65. Марков А.А., Шилов М.Н., Мосягин В.В., Федоренко Д.В. Новый дефектоскоп «АВИКОН-11» для сплошного контроля рельсов// В мире неразрушающего контроля. 2006г, -№ 2 (32) С.75-79.

66. Шилов М.Н., Мосягин В.В., Федоренко Д.В. Особенности построения и функциональные возможности дефектоскопа сплошного контроля рельсов АВИКОН-11.// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления. Сборник научных трудов. 2006. с. 45- 58.

67. Марков А.А., Мосягин В. В. Опыт эксплуатации дефектоскопов АВИ-КОН-01. // В мире неразрушающего контроля 2004, -№ 2 (24).-С.67-69.

68. Марков А.А., Шпагин Д.А., Шилов М.Н. Ультразвуковой многоканальный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов с регистрацией сигналов. //Дефектоскопия. 2003. № 2.- С.24-35.

69. Марков А.А. Альтернативное представление дефектоскопической информации в переносных ультразвуковых дефектоскопах // В мире неразрушающего контроля 2000, -№ 1 (7).- С. 42-44.

70. Марков А.А., Шпагин Д.А. Разработка требований к унифицированному представлению информации многоканальных ультразвуковых дефекто-скопов//ХУ1 Российская н-т конф. "Неразрушающий контроль и диагностика": Тез. докл.- СПб, 2002.-С.20.

71. Марков А.А., Шпагин Д.А., Шилов М.Н. и др. Система регистрации результатов сплошного контроля рельсов дефектоскопом АВИКОН-01// Сб. научных трудов "Современные технологии извлечения и обработки информации", СПб, ОАО "Радиоавионика". 2001. - С.68-76.

72. Турин В.П., Крысанов Л.Г., Елистратов Р.А. Трещиностойкость рельса в зоне болтовых отверстий//Вестник ВНИИЖТ.-1991.-№ 6.-с.36-40.

73. Марков А.А., Миронов Ф.С. Ультразвуковой способ обнаружения трещин в стенках отверстий изделий//Патент № 2052808.- 1996,-Бюлл. № 2.-9с.

74. Марков А.А., Крупное А.П. Опытная эксплуатация дефектоскопов "Авикон-01" с регистраторами //Путь и путевое хозяйство. -2003. -№ 1. -С.12-14.

75. Марков А.А. Первый опыт эксплуатации съемных двухниточных дефектоскопов с регистратором// В мире неразрушающего контроля 2002, -№ 2 (16).-С.68-69.

76. Бершадская Т.Н., Белоусов Н.А. Марков А.А., Шпагин Д.А. Об эксплуатации двухниточных дефектоскопов с регистраторами//Путь и путевое хозяйство. -2003,- №3.- С.21-24.

77. Бугаенко В.М. Эффективность работы средств дефектоскопии на магистралях ОАО «Российские железные дороги» // В мире неразрушающего контроля 2005, -№ 3 (29).-С.63-65.

78. Марков А.А. Шпагин Д.А., Мосягин В.В., Шилов М.Н. Регистратор сигналов сплошного контроля рельсов//Путь и путевое хозяйство 2002, -№11. -С. 12-15.

79. Марков А.А., Гурвич А.К. Испытания регистраторов съемных двух-ниточных дефектоскопов// В мире неразрушающего контроля 2001, - № 3(13). - С.57-58.

80. Бершадская Т.Н., Белоусов Н.А, Марков А.А. Комплексное развитие средств неразрушающего контроля.// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления. Сборник научных трудов. 2006. с. 23-34.

81. Бугаенко В.М. О мерах по усилению контроля за состоянием рельсов и выявлением дефектов на ранней стадии их зарождения.// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления. Сборник научных трудов. 2006. с. 35-44.

82. Марков А.А., Кузнецова Е.А. К мониторингу рельсов по результатам дефектоскопии// В мире неразрушающего контроля 2004, №4(26). -С. 28-31.

83. Марков А.А. Шпагин Д.А., Бершадская Т.Н., Белоусов Н.А. Комплексный анализ дефектоскопической информации неразрушающего контроля железнодорожных рельсов.// В мире неразрушающего контроля 2003, №2(20). -С. 67-70.

84. Марков А.А., Федоренко Д.В., Кузнецова Е.А. Использование программ отображения дефектограмм при оценке качества контроля рельсов.// Радиоэлектронные комплексы многоцелевого направления. Сборник научных трудов. 2006. с. 79 - 85.