Применение нейронных сетей для распознавания конструктивных элементов рельсов на магнитных и вихретоковых дефектограммах
Егор Владимирович Кузьмин,
Олег Евгеньевич Горбунов,
Петр Олегович Плотников,
Вадим Александрович Тюкин,
Владимир Анатольевич Башкин Аннотация
Для обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте регулярно проводится неразрушающий контроль рельсов с применением различных подходов и методов, включая методы магнитной и вихретоковой дефектоскопии. Актуальной задачей является автоматический анализ больших массивов данных (дефектограмм), которые поступают от соответствующего оборудования. Под анализом понимается процесс определения по дефектограммам наличия дефектных участков наряду с выявлением конструктивных элементов рельсового пути. Данная статья посвящена задаче распознавания образов конструктивных элементов железнодорожных рельсов по дефектограммам многоканальных магнитных и вихретоковых дефектоскопов. Рассматриваются три класса конструктивных элементов рельсового пути: 1) болтовой стык с прямым или скошенным соединением рельсов, 2) электроконтактная сварка рельсов и 3) алюмотермитная сварка рельсов. Образы, которые не могут быть отнесены к этим трем классам, условно считаются дефектами и выносятся в отдельный четвертый класс. Для распознавания образов конструктивных элементов на дефектограммах применяется нейронная сеть, реализованная в рамках открытой библиотеки TensorFlow. С этой целью каждая выделенная для анализа область дефектограммы преобразуется в графический образ в градации серого цвета размером 20 на 39 пикселей.
Об авторах
Егор Владимирович Кузьмин
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Россия
Россия
д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры теоретической информатики
ул. Советская, 14, г. Ярославль, 150003
Олег Евгеньевич Горбунов
ООО «Центр инновационного программирования», NDDLab
Россия
Россия
канд. физ.-мат. наук, генеральный директор
ул. Союзная, 144, г. Ярославль, 150008
Петр Олегович Плотников
ООО «Центр инновационного программирования», NDDLab
Россия
Россия
инженер-технолог
ул. Союзная, 144, г. Ярославль, 150008
Вадим Александрович Тюкин
ООО «Центр инновационного программирования», NDDLab
Россия
Россия
руков. сектора разработки
ул. Союзная, 144, г. Ярославль, 150008
Владимир Анатольевич Башкин
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Россия
Россия
д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры теоретической информатики
ул. Советская, 14, г. Ярославль, 150003
Список литературы
1. Кузьмин Е. В., Горбунов О. Е., Плотников П. О., Тюкин В. А., “ Об определении уровня полезных сигналов при расшифровке магнитных и вихретоковых дефектограмм”, Модел. и анализ информ. систем, 24:6 (2017), 760–771;
2. Кузьмин Е.В., Горбунов О.Е., Плотников П.О., Тюкин В.А., “Эффективный алгоритм определения уровня полезных сигналов при расшифровке магнитных и вихретоковых дефектограмм”, Модел. и анализ информ. систем, 25:4 (2018), 382–387;
3. Марков А. А., Кузнецова Е. А., Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов. Кн. 1. Основы, КультИнформПресс, СПб., 2010;
4. Марков А. А., Кузнецова Е. А., Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов. Кн. 2. Расшифровка дефектограмм, Ультра Принт, СПб., 2014;
5. 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;
6. Simard P. Y., Steinkraus D., Platt J. C., “Best Practices for Convolutional Neural Networks Applied to Visual Document Analysis”, 7th International Conference on Document Analysis and Recognition (ICDAR-2003), 2-Volume Set, (3–6 August 2003, Edinburgh, Scotland, UK), IEEE Computer Society, 2003, 958–962.
7. Goodfellow I., Bengio Y., Courville A., Deep Learning, MIT Press, 2016.
8. Chollet F., Deep Learning with Python, Manning Publications Co., 2018.
9. TensorFlow https: // www. tensorflow. org/.
Для цитирования:
Кузьмин Е.В., Горбунов О.Е., Плотников П.О., Тюкин В.А., Башкин В.А. Применение нейронных сетей для распознавания конструктивных элементов рельсов на магнитных и вихретоковых дефектограммах. Моделирование и анализ информационных систем. 2018;25(6):667-679. https://doi.org/10.18255/1818-1015-2018-6-667-679
For citation:
Kuzmin E.V., Gorbunov O.E., Plotnikov P.O., Tyukin V.A., Bashkin V.A. Application of Neural Networks for Recognizing Rail Structural Elements in Magnetic and Eddy Current Defectograms. Modeling and Analysis of Information Systems. 2018;25(6):667-679. (In Russ.) https://doi.org/10.18255/1818-1015-2018-6-667-679
Просмотров: 634
Послать статью по эл. почте 