Автоматизация тепловизионного контроля и мониторинга промышленного и транспортного электрооборудования на основе обработки термо- и видеоизображений

• Автор: Капустин, Антон Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 229 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность развития тепловизионного метода контроля и диагностики оборудования локомотивов при обслуживании и ремонте

1.1. Анализ работы локомотивного парка ОАО РЖД по Восточному региону.

1.2. Техническое состояние, обследование и ремонт локомотивного парка

1.2.1. Техническое состояние локомотивного парка.

1.2.2. Система технического обслуживания и ремонта локомотивов, технологическое обеспечение ремонтного производства

1.3. Технология диагностики на ПТО

1.4. Система контроля и диагностики ДОКТОР ОЗОгм

1.5. Тепловой метод неразрушающего контроля и диагностики

как перспективный для оборудования электровозов

1.5.1. Основы метода.

1.5.2. Области применения метода.
1.5.3. Актуальность применения метода для диагностики состояния электровозного парка.
1.6. Использование ТНК для управления техническим состоянием
электрооборудования
1.6.1. Перспективы внедрения бсзразборной диагностики машин подвижного состава и обслуживания с учетом фактического состояния.
1.6.2. Методология управления техническим состоянием машинного оборудования. Определение технического состояния машин без останова и разборки
1.6.3. Использование результатов термоконтроля в системе ОФС
1.7. Цель и задачи исследования.
2. Применение тепловизионного контроля и диагностики для определения технического состояния электровозов.
2.1. Исследование возможности применения метода ТНКиД для
диагностики оборудования электровозов
2.2. Необходимость дополнительной обработки и анализа тепло
визионной информации.
2.3. Методики обследования с использованием метода ТНКиД
для электрического и механического оборудования электровозов
2.3.1. Активный тепловой метод неразрушающего контроля метод тепловой волны.
2.3.2. Тепловизионный контроль контактных соединений при техническом обслуживании и ремонте.
2.3.3. Тепловизионный контроль состояния обмоток полюсов тяговых электродвигателей при ремонте.
2.3.4. Тепловизионный контроль тяговых трансформаторов
2.3.5. Определение внутренних дефектов некоторых узлов электромашинного оборудования
2.4. Задачи увеличения производительности и автоматизации обработки информации в ТНКиД
2.4.1. Метод распознавания и обработки мелких и нетермоконтрастных узлов на термограмме
2.4.2. Автоматизация сбора диагностической информации.
2.5. Выводы по главе 2.
3. Разработка термооптической системы контроля оборудования и
алгоритма сопоставления видео и термоизображений.
3.1. Моделирование системы формирования изображений для сенсоров
3.2. Описание алгоритма формирования изображения в различных типах сенсоров
3.3. Определение соответствия изображений, полученных термо
и фотокамерой.
3.4. Определение зависимости коэффициентов матрицы проективного преобразования от расстояния до сцены.
3.5. Практическая реализация методики аппроксимации коэффициентов проективной матрицы для некоторых термооптических систем
3.6. Прямое определение внешних параметров камеры.
3.7. Экспериментальная проверка метода прямого определения внешних параметров
3.8. Выводы по главе 3.
й 4. Информационное и программное обеспечение автоматизирован
ной системы тепловизионного контроля и мониторинга.
4.1. Основные положения технологии автоматизированной системы ТНКиД оборудования электровозов
4.2. Определение информационных потребностей системы тепловизионного контроля и мониторинга
4.3. Проектирование базы данных для системы термомониторинга оборудования локомотивов.
4.3.1. Логическое проектирование базы данных
4.3.2. Физическое проектирование базы данных
4.4. Основные аспекты разработки программного обеспечения системы тепловизионного контроля и мониторинга оборудования электровозов.
4.4.1. Назначение и общие сведения о программном обеспечении
4.4.2. Основные функциональные требования к программному обеспечению и его особенности.
4.4.3. Алгоритм выполнения некоторых операций в рамках автоматизированной системы термоконтроля и мониторинга оборудования локомотивов.
4.5. Программный модуль по обработке термограмм, проведению мониторинга и диагностики в ручном режиме.
4.6. Выводы по главе 4.
5 Разработка алгоритмов автоматизации сопоставления изображений
5.1. Автоматическое определение контрольных точек с учетом особенностей изображения
5.2. Выбор контрольных точеккандидатов с использованием корреляционных методов.
5.2.1. Функция нормированной кросскорреляции яркостной компоненты изображения.
5.2.2. Дополнительные характеристики изображения на основе локального контраста
5.2.3. Экспериментальные исследования применимости
предложенных характеристик
5.3. Определение корректности выбранных точек с использованием метода проективных инвариантов.
5.3.1. Проективный инвариант
5.3.2. Использование проективного инварианта для проверки корректного сопоставления характерных точек
5.3.3. Метод проверки корректности сопоставления характерных точек.
5.3.4. Экспериментальная проверка предложенного метода.
5.4. Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Зр в соответствии с Программой реализации мер по повышению эффективности работы локомотивного хозяйства на гг. Положения о системе технического обслуживания и ремонта локомотивов ОАО РЖД. Тг, текущий ремонт ТР1, ТР2, ТР3 средний ремонт СР капитальный ремонт КР. В документе приведено подробное описание содержание форм обслуживания и ремонта, а также средние для ОАО РЖД нормы периодичности технического обслуживания и ремонта локомотивов Приложение 1. Одной из первоочередных целей в области повышения технической надежности локомотивного парка ставится полное и качественное выполнение системы плановопредупредительного ремонта и безусловное выполнение программы модернизации и капитального ремонта локомотивов. Анализ технической вооруженности и состояния основного технологического оборудования предприятий локомотивного хозяйства показывает, что в локомотивных депо сети эксплуатируется около тыс. На основе анализа имеющихся мощностей и потребности в ремонтах локомотивов разработана оптимальная по величине совокупных затрат модель ремонтного комплекса. В базовых депо концентрируется производство средних СР и текущих в объеме ТР3 ремонтов локомотивов. В остальных предусматривается выполнение текущих ремонтов ТР и ТО. С года в базовые локомотивные депо, выполняющие средний ремонт локомотивов, и в сетевые ПТОЛ начало поступать технологическое оборудование и технические средства диагностики, предусмотренные Программами переоснащения. На г. ПТОЛ составил в среднем и для сетевых ПТОЛ от нормы, установленной регламентом. Программой переоснащения года планируется закончить переоснащение базовых депо и сетевых ПТОЛ, на что потребуется , млн. На 7 эксплуатационных локомотивных депо выполняющих текущие виды ремонта и технические обслуживания, дооснащение которых планируется начать с года, потребуются дополнительные инвестиции в течение трех последующих лет. Согласно вышеприведенным данным, более локомотивов выходят из строя после прохождения очередного технического обслуживания. Таким образом, наиболее важным в тане обеспечения качества перевозочного процесса и безопасности движения является необходимость обеспечить безаварийную работу электрической аппаратуры электровозов после очередного ТО. Технология диагностики локомотива на ГГГО по избранным позициям приведена в приложении 2 ,,. Усложнение конструкции современных локомотивов может привести к снижению их надежности. Чтобы не допустить этого, приходится увеличивать надежность каждого аппарата, узла прибегать к их дублированию, защите и т. Все это требует увеличения объема контрольных работ на ТО, а также повышения качества и эффективности их проведения. Исследования показывают, что из общего количества операций ТО более приходится на контрольные работы9 около на крепежные, около на регулировочные и до 5 на смазочные. В то же время около времени ТО затрачивается на локализацию дефектной области выявления неисправного узла или агрегата, около на поиск дефекта внутри этой области и только на восстановление ремонт отказавшего элемента. Поэтому столь актуальна разработка совершенных методов и средств диагностики технического состояния оборудования, узлов и агрегатов локомотивов. Использование многих совершенных методик для диагностики оборудования на ПТО ограничивается фиксированным и малым временем для проведения этой операции. Это объясняется тем, что большинство методов требуют монтажа датчиков, регистрирующих контролируемые, в рамках данной методики определения состояния, физические параметры. Точность измерения физических параметров многими методами требует тщательной подготовки оборудования, аппаратной базы, программного обеспечения. Однако, в большинстве случаев, для диагностики на ПТО необходима грубая оценка состояния оборудования, свидетельствующая об исправном или неисправном предаварийном состоянии. В случае выявления потенциальной неисправности, узел или устройство далее могут быть обследованы отдельно и более подробно. Потому, основным способом предварительной диагностики остаются тактильновизуальные освидетельствования.