特种设备射线检测考核系统开发

文/代纯军 卢丽芳 马强

1 引言

1896年，英国的康倍尔·斯温顿首先将射线检测用于发现金属内部缺陷，1926年美国水域兵工厂开始将射线检测应用于锅炉焊缝的探伤上。目前射线检测技术已成为工业领域常规五大检测技术之一，广泛应用于各种无损探伤领域。我国2016年颁布的承压设备无损检测（NBT47013-2015）对包括射线探测之内的12种无损探测技术的一般要求和使用原则进行了规定。根据规定，特种设备无损检测人员需要通过相关考试，才能取得从业资格。

目前各级质监部门进行的考试通常现场采集探测照片、专家挑选并给出标准答案、考试部门组织考试并组成试卷、考生考试、考试部门阅卷并颁发证书。这种方式工作繁重，浪费大量人力物力。本文对于射线检测考核系统的“互联网+”化进行探索，有利于射线检测技术的进一步推广。

2 射线检测考核的现状

目前针对特种设备射线检测人员取证进行的考试执行我国在2013年颁布的《特种设备无损检测人员考核规则》（TSG Z8001-2013）（以下简称考核规则），该考核规则中对于射线检测人员分为三个项目三个等级，分别是射线胶片照相检测、射线数字成像检测和射线检测（自动），要求检测人员能够对无损检测结果进行分析、评定或者解释。考核取证考试由相应考试机构安排进行，由省级质量技术监督部门监督。考试内容中关于底片影像分析的内容历来是相关内容的重点和难点。内容包括焊接缺陷影像、伪缺陷影像分析、表面几何影像识别和底片影像分析四部分内容，全面的考核了检测人员所需要具备的底片影像实操技能。目前通常采用采集现场典型影像底片、组织考试考卷、安排特殊考场（具有影像分析设备）、专业人员阅卷打分等一系列流程。对于人力物力来说是极大的浪费，不符合国际国内的发展形势。

3 在线考核系统基本结构

在线考核系统依靠互联网技术的支持，所有考试均通过互联网进行，考核中心通过服务器实现底片库、考卷库的存储，并实现考试的开放和关闭，为考核系统的中心点。考生通过互联网浏览器实现考试功能，通过考核中心所存储的考生信息进行登录。只有在考试前申请考试的考生方能参与考试，

根据对考核规则、射线底片检测现场工作、考试系统及考生情况的分析，所设计的考试系统应该具备数字化底片库、自动组卷、自动考试、自动阅卷等四个重要功能。

在这四个功能中，数字化底片库是考核系统的核心部件，是自动组卷功能和自动阅卷功能的基础。构建数字化底片库共需要现场采集射线底片、典型底片甄别、底片数字化、底片缺陷标定、底片存入数据库五个步骤。

自动组卷功能是根据考核规则及相关规定所要求的缺陷类型在底片库中进行选择，构建考试试卷，并送入试卷库备用。自动组卷功能在选择底片组成试卷过程中，需要按照考试要求，对不同类型的缺陷进行分别选择。自动考试功能是考核系统的实现环节。考生在规定的考试时间，在规定的考试地点（集中或分散），登录考试系统网站，按照考试要求进行考试，考试答案在最终提交前可以进行修改。

自动阅卷系统是本系统的一个特点，可以大量简化考试教师的工作量。该系统对于考试结果进行自动测评，在一定容错范围内依靠试卷标准答案进行自动评分。

4 系统功能开发

4.1 数字化底片库构建

本系统的开发主要是针对锅炉压力容器特种设备的无损探伤考核系统进行的，因此所采集的探伤射线底片需要在不同的设备、不同的部分、不同的加工工艺上进行，所采集的底片数据量越大，越有利于后期考试系统的客观性。

对于采集底片的甄别是第二个步骤，需要邀请专家进行此项工作，需要依靠缺陷类别的不同进行分别确定，甄别工作的效果直接影响到考试结果的准确程度。底片数字化需要利用数字化设备（如数字化相机等）对典型底片进行数字化处理，处理后的底片在保证清晰度的前提下尽量缩小图片大小，以保证底片库能够存储足够多的底片。

底片缺陷标定同样由专家确定，需要确定数字化底片的缺陷类别、定位和尺寸，标定的结果作为后期自动阅卷的答案依据，需要务必保证准确度。最后需要将数字存入数据库。

4.2 底片库管理与自动组卷

考虑到射线无损探伤考试要求中缺陷类别过多，底片库中设计有“缺陷类别”参数，管理员可以通过这一参数进行人工组卷，也可设定规则，按照规则条件进行自动组卷；在底片库数量足够的情况下，系统也可以采取智能随机组卷。若是按照规则，在系统中预定了多个组卷策略，可确定考试的主要缺陷类别。

自动组卷功能在设计时设计了实时组卷和离线组卷，离线组卷形成新的试卷库，以供考试时调取。如果管理员确定采用不同试卷考试，由考生按照试卷号进行自主选择。

4.3 自动阅卷

网络考核系统的一个关键技术就是自动阅卷。自动阅卷能够大量减少阅卷老师的工作量，降低劳动强度。在本系统中，我们采用了智能阅卷功能，将标准答案视为参考值，对不同类型的缺陷设定不同的阅卷规则，并设定标准答案和考生答案偏差的阈值，这个阈值与成绩产生联系。以此保证了自动阅卷功能的客观性和准确度。

4.4 测量辅助功能的开发

为了底片答案的编辑和考试答题的方便，参考实际的看片流程，本系统设计了厘米尺、评片尺、评片框、放大镜、DPI校正和定位网格六个辅助测量工具。

5 应用分析与进一步考虑

考核系统的网络化是信息技术发展的必然结果。本系统实现了基于Web的网络考核功能，已经经过了两年的实际使用，在实际应用过程中，大幅度降低了考试成本和相应人员的劳动强度，降低了考生参与考核而引起的附件成本，受到了考试中心教师、考生及考生单位的一致好评。

随着手机智能终端的发展，基于手机的考试系统将成为发展方向。但是在继续开发过程中，如何保证网络的速度和考试保密度，将成为下一步研究课题。