特種設備射線檢測考核系統開發

文/代純軍 盧麗芳 馬強

1 引言

1896年，英國的康倍爾·斯溫頓首先將射線檢測用于發現金屬內部缺陷，1926年美國水域兵工廠開始將射線檢測應用于鍋爐焊縫的探傷上。目前射線檢測技術已成為工業領域常規五大檢測技術之一，廣泛應用于各種無損探傷領域。我國2016年頒布的承壓設備無損檢測（NBT47013-2015）對包括射線探測之內的12種無損探測技術的一般要求和使用原則進行了規定。根據規定，特種設備無損檢測人員需要通過相關考試，才能取得從業資格。

目前各級質監部門進行的考試通常現場采集探測照片、專家挑選并給出標準答案、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證書。這種方式工作繁重，浪費大量人力物力。本文對于射線檢測考核系統的“互聯網+”化進行探索，有利于射線檢測技術的進一步推廣。

2 射線檢測考核的現狀

目前針對特種設備射線檢測人員取證進行的考試執行我國在2013年頒布的《特種設備無損檢測人員考核規則》（TSG Z8001-2013）（以下簡稱考核規則），該考核規則中對于射線檢測人員分為三個項目三個等級，分別是射線膠片照相檢測、射線數字成像檢測和射線檢測（自動），要求檢測人員能夠對無損檢測結果進行分析、評定或者解釋。考核取證考試由相應考試機構安排進行，由省級質量技術監督部門監督。考試內容中關于底片影像分析的內容歷來是相關內容的重點和難點。內容包括焊接缺陷影像、偽缺陷影像分析、表面幾何影像識別和底片影像分析四部分內容，全面的考核了檢測人員所需要具備的底片影像實操技能。目前通常采用采集現場典型影像底片、組織考試考卷、安排特殊考場（具有影像分析設備）、專業人員閱卷打分等一系列流程。對于人力物力來說是極大的浪費，不符合國際國內的發展形勢。

3 在線考核系統基本結構

在線考核系統依靠互聯網技術的支持，所有考試均通過互聯網進行，考核中心通過服務器實現底片庫、考卷庫的存儲，并實現考試的開放和關閉，為考核系統的中心點。考生通過互聯網瀏覽器實現考試功能，通過考核中心所存儲的考生信息進行登錄。只有在考試前申請考試的考生方能參與考試，

根據對考核規則、射線底片檢測現場工作、考試系統及考生情況的分析，所設計的考試系統應該具備數字化底片庫、自動組卷、自動考試、自動閱卷等四個重要功能。

在這四個功能中，數字化底片庫是考核系統的核心部件，是自動組卷功能和自動閱卷功能的基礎。構建數字化底片庫共需要現場采集射線底片、典型底片甄別、底片數字化、底片缺陷標定、底片存入數據庫五個步驟。

自動組卷功能是根據考核規則及相關規定所要求的缺陷類型在底片庫中進行選擇，構建考試試卷，并送入試卷庫備用。自動組卷功能在選擇底片組成試卷過程中，需要按照考試要求，對不同類型的缺陷進行分別選擇。自動考試功能是考核系統的實現環節。考生在規定的考試時間，在規定的考試地點（集中或分散），登錄考試系統網站，按照考試要求進行考試，考試答案在最終提交前可以進行修改。

自動閱卷系統是本系統的一個特點，可以大量簡化考試教師的工作量。該系統對于考試結果進行自動測評，在一定容錯范圍內依靠試卷標準答案進行自動評分。

4 系統功能開發

4.1 數字化底片庫構建

本系統的開發主要是針對鍋爐壓力容器特種設備的無損探傷考核系統進行的，因此所采集的探傷射線底片需要在不同的設備、不同的部分、不同的加工工藝上進行，所采集的底片數據量越大，越有利于后期考試系統的客觀性。

對于采集底片的甄別是第二個步驟，需要邀請專家進行此項工作，需要依靠缺陷類別的不同進行分別確定，甄別工作的效果直接影響到考試結果的準確程度。底片數字化需要利用數字化設備（如數字化相機等）對典型底片進行數字化處理，處理后的底片在保證清晰度的前提下盡量縮小圖片大小，以保證底片庫能夠存儲足夠多的底片。

底片缺陷標定同樣由專家確定，需要確定數字化底片的缺陷類別、定位和尺寸，標定的結果作為后期自動閱卷的答案依據，需要務必保證準確度。最后需要將數字存入數據庫。

4.2 底片庫管理與自動組卷

考慮到射線無損探傷考試要求中缺陷類別過多，底片庫中設計有“缺陷類別”參數，管理員可以通過這一參數進行人工組卷，也可設定規則，按照規則條件進行自動組卷；在底片庫數量足夠的情況下，系統也可以采取智能隨機組卷。若是按照規則，在系統中預定了多個組卷策略，可確定考試的主要缺陷類別。

自動組卷功能在設計時設計了實時組卷和離線組卷，離線組卷形成新的試卷庫，以供考試時調取。如果管理員確定采用不同試卷考試，由考生按照試卷號進行自主選擇。

4.3 自動閱卷

網絡考核系統的一個關鍵技術就是自動閱卷。自動閱卷能夠大量減少閱卷老師的工作量，降低勞動強度。在本系統中，我們采用了智能閱卷功能，將標準答案視為參考值，對不同類型的缺陷設定不同的閱卷規則，并設定標準答案和考生答案偏差的閾值，這個閾值與成績產生聯系。以此保證了自動閱卷功能的客觀性和準確度。

4.4 測量輔助功能的開發

為了底片答案的編輯和考試答題的方便，參考實際的看片流程，本系統設計了厘米尺、評片尺、評片框、放大鏡、DPI校正和定位網格六個輔助測量工具。

5 應用分析與進一步考慮

考核系統的網絡化是信息技術發展的必然結果。本系統實現了基于Web的網絡考核功能，已經經過了兩年的實際使用，在實際應用過程中，大幅度降低了考試成本和相應人員的勞動強度，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。

隨著手機智能終端的發展，基于手機的考試系統將成為發展方向。但是在繼續開發過程中，如何保證網絡的速度和考試保密度，將成為下一步研究課題。