特種設(shè)備射線檢測(cè)考核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

文/代純軍 盧麗芳 馬強(qiáng)

1 引言

1896年，英國(guó)的康倍爾·斯溫頓首先將射線檢測(cè)用于發(fā)現(xiàn)金屬內(nèi)部缺陷，1926年美國(guó)水域兵工廠開(kāi)始將射線檢測(cè)應(yīng)用于鍋爐焊縫的探傷上。目前射線檢測(cè)技術(shù)已成為工業(yè)領(lǐng)域常規(guī)五大檢測(cè)技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于各種無(wú)損探傷領(lǐng)域。我國(guó)2016年頒布的承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)（NBT47013-2015）對(duì)包括射線探測(cè)之內(nèi)的12種無(wú)損探測(cè)技術(shù)的一般要求和使用原則進(jìn)行了規(guī)定。根據(jù)規(guī)定，特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員需要通過(guò)相關(guān)考試，才能取得從業(yè)資格。

目前各級(jí)質(zhì)監(jiān)部門進(jìn)行的考試通常現(xiàn)場(chǎng)采集探測(cè)照片、專家挑選并給出標(biāo)準(zhǔn)答案、考試部門組織考試并組成試卷、考生考試、考試部門閱卷并頒發(fā)證書(shū)。這種方式工作繁重，浪費(fèi)大量人力物力。本文對(duì)于射線檢測(cè)考核系統(tǒng)的“互聯(lián)網(wǎng)+”化進(jìn)行探索，有利于射線檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

2 射線檢測(cè)考核的現(xiàn)狀

目前針對(duì)特種設(shè)備射線檢測(cè)人員取證進(jìn)行的考試執(zhí)行我國(guó)在2013年頒布的《特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員考核規(guī)則》（TSG Z8001-2013）（以下簡(jiǎn)稱考核規(guī)則），該考核規(guī)則中對(duì)于射線檢測(cè)人員分為三個(gè)項(xiàng)目三個(gè)等級(jí)，分別是射線膠片照相檢測(cè)、射線數(shù)字成像檢測(cè)和射線檢測(cè)（自動(dòng)），要求檢測(cè)人員能夠?qū)o(wú)損檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)定或者解釋。考核取證考試由相應(yīng)考試機(jī)構(gòu)安排進(jìn)行，由省級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門監(jiān)督。考試內(nèi)容中關(guān)于底片影像分析的內(nèi)容歷來(lái)是相關(guān)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。內(nèi)容包括焊接缺陷影像、偽缺陷影像分析、表面幾何影像識(shí)別和底片影像分析四部分內(nèi)容，全面的考核了檢測(cè)人員所需要具備的底片影像實(shí)操技能。目前通常采用采集現(xiàn)場(chǎng)典型影像底片、組織考試考卷、安排特殊考場(chǎng)（具有影像分析設(shè)備）、專業(yè)人員閱卷打分等一系列流程。對(duì)于人力物力來(lái)說(shuō)是極大的浪費(fèi)，不符合國(guó)際國(guó)內(nèi)的發(fā)展形勢(shì)。

3 在線考核系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

在線考核系統(tǒng)依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，所有考試均通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行，考核中心通過(guò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)底片庫(kù)、考卷庫(kù)的存儲(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)考試的開(kāi)放和關(guān)閉，為考核系統(tǒng)的中心點(diǎn)。考生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器實(shí)現(xiàn)考試功能，通過(guò)考核中心所存儲(chǔ)的考生信息進(jìn)行登錄。只有在考試前申請(qǐng)考試的考生方能參與考試，

根據(jù)對(duì)考核規(guī)則、射線底片檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工作、考試系統(tǒng)及考生情況的分析，所設(shè)計(jì)的考試系統(tǒng)應(yīng)該具備數(shù)字化底片庫(kù)、自動(dòng)組卷、自動(dòng)考試、自動(dòng)閱卷等四個(gè)重要功能。

在這四個(gè)功能中，數(shù)字化底片庫(kù)是考核系統(tǒng)的核心部件，是自動(dòng)組卷功能和自動(dòng)閱卷功能的基礎(chǔ)。構(gòu)建數(shù)字化底片庫(kù)共需要現(xiàn)場(chǎng)采集射線底片、典型底片甄別、底片數(shù)字化、底片缺陷標(biāo)定、底片存入數(shù)據(jù)庫(kù)五個(gè)步驟。

自動(dòng)組卷功能是根據(jù)考核規(guī)則及相關(guān)規(guī)定所要求的缺陷類型在底片庫(kù)中進(jìn)行選擇，構(gòu)建考試試卷，并送入試卷庫(kù)備用。自動(dòng)組卷功能在選擇底片組成試卷過(guò)程中，需要按照考試要求，對(duì)不同類型的缺陷進(jìn)行分別選擇。自動(dòng)考試功能是考核系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)。考生在規(guī)定的考試時(shí)間，在規(guī)定的考試地點(diǎn)（集中或分散），登錄考試系統(tǒng)網(wǎng)站，按照考試要求進(jìn)行考試，考試答案在最終提交前可以進(jìn)行修改。

自動(dòng)閱卷系統(tǒng)是本系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)，可以大量簡(jiǎn)化考試教師的工作量。該系統(tǒng)對(duì)于考試結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)測(cè)評(píng)，在一定容錯(cuò)范圍內(nèi)依靠試卷標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分。

4 系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)

4.1 數(shù)字化底片庫(kù)構(gòu)建

本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要是針對(duì)鍋爐壓力容器特種設(shè)備的無(wú)損探傷考核系統(tǒng)進(jìn)行的，因此所采集的探傷射線底片需要在不同的設(shè)備、不同的部分、不同的加工工藝上進(jìn)行，所采集的底片數(shù)據(jù)量越大，越有利于后期考試系統(tǒng)的客觀性。

對(duì)于采集底片的甄別是第二個(gè)步驟，需要邀請(qǐng)專家進(jìn)行此項(xiàng)工作，需要依靠缺陷類別的不同進(jìn)行分別確定，甄別工作的效果直接影響到考試結(jié)果的準(zhǔn)確程度。底片數(shù)字化需要利用數(shù)字化設(shè)備（如數(shù)字化相機(jī)等）對(duì)典型底片進(jìn)行數(shù)字化處理，處理后的底片在保證清晰度的前提下盡量縮小圖片大小，以保證底片庫(kù)能夠存儲(chǔ)足夠多的底片。

底片缺陷標(biāo)定同樣由專家確定，需要確定數(shù)字化底片的缺陷類別、定位和尺寸，標(biāo)定的結(jié)果作為后期自動(dòng)閱卷的答案依據(jù)，需要?jiǎng)?wù)必保證準(zhǔn)確度。最后需要將數(shù)字存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.2 底片庫(kù)管理與自動(dòng)組卷

考慮到射線無(wú)損探傷考試要求中缺陷類別過(guò)多，底片庫(kù)中設(shè)計(jì)有“缺陷類別”參數(shù)，管理員可以通過(guò)這一參數(shù)進(jìn)行人工組卷，也可設(shè)定規(guī)則，按照規(guī)則條件進(jìn)行自動(dòng)組卷；在底片庫(kù)數(shù)量足夠的情況下，系統(tǒng)也可以采取智能隨機(jī)組卷。若是按照規(guī)則，在系統(tǒng)中預(yù)定了多個(gè)組卷策略，可確定考試的主要缺陷類別。

自動(dòng)組卷功能在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)組卷和離線組卷，離線組卷形成新的試卷庫(kù)，以供考試時(shí)調(diào)取。如果管理員確定采用不同試卷考試，由考生按照試卷號(hào)進(jìn)行自主選擇。

4.3 自動(dòng)閱卷

網(wǎng)絡(luò)考核系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是自動(dòng)閱卷。自動(dòng)閱卷能夠大量減少閱卷老師的工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在本系統(tǒng)中，我們采用了智能閱卷功能，將標(biāo)準(zhǔn)答案視為參考值，對(duì)不同類型的缺陷設(shè)定不同的閱卷規(guī)則，并設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)答案和考生答案偏差的閾值，這個(gè)閾值與成績(jī)產(chǎn)生聯(lián)系。以此保證了自動(dòng)閱卷功能的客觀性和準(zhǔn)確度。

4.4 測(cè)量輔助功能的開(kāi)發(fā)

為了底片答案的編輯和考試答題的方便，參考實(shí)際的看片流程，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了厘米尺、評(píng)片尺、評(píng)片框、放大鏡、DPI校正和定位網(wǎng)格六個(gè)輔助測(cè)量工具。

5 應(yīng)用分析與進(jìn)一步考慮

考核系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于Web的網(wǎng)絡(luò)考核功能，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了兩年的實(shí)際使用，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，大幅度降低了考試成本和相應(yīng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了考生參與考核而引起的附件成本，受到了考試中心教師、考生及考生單位的一致好評(píng)。

隨著手機(jī)智能終端的發(fā)展，基于手機(jī)的考試系統(tǒng)將成為發(fā)展方向。但是在繼續(xù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何保證網(wǎng)絡(luò)的速度和考試保密度，將成為下一步研究課題。