Об определении уровня полезных сигналов при расшифровке магнитных и вихретоковых дефектограмм

Для обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте регулярно проводится неразрушающий контроль рельсов с применением различных подходов и методов, включая методы магнитной и вихретоковой дефектоскопии. Статья посвящена задаче автоматического определения порогового уровня амплитуд полезных сигналов (от дефектов и конструктивных элементов рельсового пути) при расшифровке дефектограмм магнитных и вихретоковых дефектоскопов. Сигнал считается полезным (и подлежит дальнейшему анализу), если отклонение его значения от среднего значения всех сигналов как минимум в два раза превосходит пороговый уровень шума рельсов. Вероятность появления сигнала с некоторой амплитудой в бездефектных рельсах на участке без конструктивных элементов, т. е. являющегося рельсовым шумом, характеризуется законом нормального распределения. Таким образом, для вычисления порогового уровня шума может быть задействовано правило трех сигм. А удвоение порога шума дает уровень, превышение которого по амплитудному отклонению от выборочного среднего означает, что сигнал является полезным. В статье предлагается алгоритм нахождения порогового уровня шума рельсов и дается его теоретическое обоснование, а также рассматриваются примеры его работы на нескольких фрагментах реальных магнитных и вихретоковых дефектограмм.

1. Марков А. А., Кузнецова Е. А., Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов. Кн. 1. Основы, КультИнформПресс, СПб., 2010;

2. Марков А. А., Кузнецова Е. А., Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов. Кн. 2. Расшифровка дефектограмм, Ультра Принт, СПб., 2014;

3. Тарабрин В. Ф., Зверев А. В., Горбунов О. Е., Кузьмин Е. В., “О фильтрации данных при автоматической расшифровке дефектограмм АПК «АСТРА»”, В мире неразрушающего контроля, 64:2 (2014), 5–9;

4. Тарабрин В. Ф., Кузьмин Е. В., Горбунов О. Е., Зверев А. В., “Об определении динамического порога уровня сигналов при автоматической расшифровке дефектограмм АПК «АСТРА»”, Сборник тезисов научных докладов XX Всероссийской научно-техн. конф. по неразрушающему контролю и технической диагностике, ИД «Спектр», М., 2014, 145–147;

5. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А., Теория вероятностей и ее инженерные приложения, Высшая школа, М., 2000;

6. Гмурман В. Е., Теория вероятностей и математическая статистика, Высшая школа, М., 2004;

7. Феллер В., Введение в теорию вероятностей и ее приложения, Пер. с англ. Т. 1–2, Мир, М., 1984