Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемной ситуации и постановка задачи исследования ... 11
1.1. Анализ требований потребителей к технологиям обследования объектов электрических сетей 11
1.2. Задачи дистанционного контроля объектов железнодорожного транспорта 18
1.3. Концепция создания высокоэффективных систем дистанционной диагностики транспортно-энергетических объектов 25
1.4. Основные результаты 31
2. Проектирование систем контроля объектов электроэнергетики 33
2.1. Проектный облик систем диагностики ЛЭП и технологического оборудования 33
2.2. Модель геометрической обработки тепловизионной скановой информации 40
2.3. Геометрическое совмещение видимых и ИК-изображений 50
2.4. Алгоритмы дешифрирования и интерпретации видеотепловизионных материалов съемки 57
2.5. Основные результаты 61
3. Разработка систем диагностики объектов железнодорожного транспорта 63
3.1. Способ диагностики неисправностей колесных тележек железнодорожных вагонов 63
3.2. Алгоритмическое обеспечение системы оперативной оценки массы перевозимых грузов
3.3. Технология обследования контактной сети электропитания 78
3.4. Основные результаты 86
Создание программного обеспечения диагностических систем 88
4.1. Разработка базового ядра программного обеспечения систем дистанционной диагностики 88
4.2. Программное обеспечение систем контроля объектов электроэнергетики 93
4.3. Организация вычислительного процесса в программном комплексе обследования колесных тележек 104
4.4. Основные результаты 114
Заключение 116
- Анализ требований потребителей к технологиям обследования объектов электрических сетей
- Проектный облик систем диагностики ЛЭП и технологического оборудования
- Способ диагностики неисправностей колесных тележек железнодорожных вагонов
- Разработка базового ядра программного обеспечения систем дистанционной диагностики
Введение к работе
Актуальность работы. Основное назначение оптико-электронных съемочных систем состоит в формировании изображений наблюдаемых сцен на значительном удалении от них. Именно это свойство, а также возможность количественного анализа и обработки изображений с целью извлечения информации об исследуемых объектах привели к широкому применению подобных систем в метеорологии, картографии, военной сфере и других областях [1-4]. Особая роль отводится системам тепловидения, которые функционируют в ближней (3-5 мкм) или дальней (8-12 мкм) областях спектра электромагнитного излучения и регистрируют поток, определяемый поверхностной температурой и излучательной способностью объектов. Получаемые изображения дают представление о температурном различии наблюдаемых объектов, что оказывается весьма важным в медицине, дефектоскопии, энергосбережении и диагностике различного рода инженерных объектов [2,5-8].
На сегодняшний день существует ряд практических задач, которые не решены или решаются крайне неэффективно с помощью имеющихся теплови-зионных систем. К таким задачам, в первую очередь, относится воздушная и наземная диагностика объектов электроэнергетики (состояние электроизоляторов воздушных линий электропередачи - ЛЭП, технологического оборудования трансформаторных подстанций и др.), а также обследование объектов железнодорожного транспорта (контроль работоспособности колесных тележек железнодорожных вагонов, оперативная оценка массы перевозимых в цистернах и вагонах грузов и т.п.). Это вызвано тем, что в настоящее время для дистанционного обследования применяются кадровые или однолучевые системы тепловидения, обладающие рядом функциональных ограничений [9-14]. Во-первых, кадровые системы имеют ограниченное поле зрения, что при съемке протяженных объектов, например, ЛЭП или железнодорожных вагонов приводит к снижению пространственного разрешения и, соответственно, потере точности диагностики. Во-вторых, при кадровой съемке движущихся объектов возникает «смаз» получаемого изображения и полная потеря его измерительных
5 характеристик. Применение же однолучевых ИК-систем не обеспечивает требуемой точности и функциональной полноты решения задачи бесконтактного обследования. И, наконец, в силу физических принципов работы тепловизион-ной аппаратуры получаемые изображения являются слабоконтрастными и трудно дешифрируемыми, что вызывает значительные сложности при практическом использовании существующих диагностических систем.
В то же время реализованный в системах дистанционного зондирования Земли принцип многозональной сканерной съемки свободен от недостатков, присущих кадровым системам. Кроме того, в последние годы в нашей стране и за рубежом освоен выпуск многорядных линеек теплочувствительных элементов, применяемых в военной технике в системах наблюдения и позволяющих получать изображения с высоким температурным и пространственным разрешением [15]. Это создает предпосылки создания более совершенных диагностических систем, способных решать упомянутые задачи.
Диссертационная работа посвящена разработке и практической реализации концепции построения нового поколения диагностических систем, основанных на принципах скановой съемки наблюдаемых объектов и совместного анализа изображений, получаемых в видимом и тепловом спектральных диапазонах. Работа нацелена на создание диагностических систем, способных эффективно решать задачи контроля объектов электроэнергетики и обеспечения безаварийной работы железнодорожного транспорта.
Степень разработанности темы. В области создания систем дистанционного наблюдения и обработки получаемых материалов хорошо известны работы отечественных и зарубежных ученых, таких как Арманд Н.А., Журкин И.Г., Журавлев Ю.И., Злобин В.К., Селиванов А.С, Сойфер В.А., Шилин Б.В., Gonzalez R., Pratt W. и др. [6,16-19]. Их труды составляют научно-методическую основу для решения поставленных в диссертационной работе задач.
Вместе с тем, вопросы создания дистанционных диагностических систем, использующих принцип скановой съемки, имеют ряд специфических
особенностей, не рассматривавшихся ранее в публикациях. Например, в работах [9, 20-23] приводятся описания однолучевых ИК-систем, применяемых при воздушной съемке и диагностике нефте-,1 газопроводов и других инженерных сооружений. Однако при этом отсутствуют сведения о моделях геометрической обработки скановых изображений и кадровых снимков, получаемых теплови-деосъемочным комплексом. Не рассматривается решение задачи по распознаванию на снимках и геопривязки к местности неисправного электрооборудования ЛЭП.
Мало изученным является вопрос совместной интерпретации видео и ИК-снимков, полученных разнотипными съемочными устройствами. В то же время эта задача имеет принципиальное значение при дешифрировании тепловых изображений и обеспечении эффективного практического применения диагностических систем.
В ряде публикаций [14, 24-29] излагаются принципы функционирования тепловизионных диагностических систем, используемых на железнодорожном транспорте для контроля работоспособности колесных тележек, оперативного измерения массы груза и степени износа контактного провода электропитания. В тоже время исследования по проектированию систем аналогичного назначения, выполняющих съемку линейками теплочувствительных приемников и позволяющих реализовать функционально полное обследование наблюдаемых объектов с лучшими точностными параметрами, в литературе не освещены.
Цель диссертации состоит в разработке и практической реализации концепции построения нового поколения систем дистанционной диагностики транспортно-энергетических объектов, основанных на принципах скановой съемки, позволяющих эффективно решать задачи контроля состояния электроэнергетического оборудования и обеспечивать безаварийную работу железнодорожного транспорта.
Задачи. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
на основе анализа требований потребителей разработать направления
7 совершенствования уже имеющихся и создания новых систем дистанционной диагностики объектов электроэнергетики и железнодорожного транспорта;
разработать структуру воздушной и переносной систем контроля линий электрических сетей, а также модели и алгоритмы геопривязки и совместного дешифрирования видеотепловизионных материалов съемки;
выполнить проектирование сканерных систем диагностики объектов железнодорожного транспорта, обеспечивающих комплексное и высокоточное обследование подвергающегося механическому износу оборудования;
выполнить комплексную алгоритмизацию процессов обработки материалов дистанционных наблюдений и создать на этой основе программное обеспечение диагностических систем.
Научная новизна работы определяется тем, что в ней рассматриваются вопросы создания нового поколения диагностических систем, основанных на принципах многоэлементной сканерной съемки и совместного анализа видео и ИК-снимков. Эти системы по отношению к аналогам имеют лучшие точностные характеристики, обладают более широкими функциональными возможностями и высоким уровнем автоматизации процессов обработки и интерпретации материалов дистанционных наблюдений. Новизна рассматриваемых в диссертации технических решений защищена тремя патентами Российской Федерации.
На защиту выносятся:
системы диагностики линий электрических сетей, включающие:
структуры воздушного и переносного вариантов построения систем;
математическую модель геометрической обработки самолетных изображений сканового типа;
модель геопривязки и совмещения цифровых кадровых снимков;
алгоритмы дешифрирования и интерпретации видеотепловизионных материалов съемки;
система и способ тепловизионного обследования колесных тележек же
лезнодорожных вагонов;
алгоритмическое обеспечение системы оперативной оценки массы перевозимых в металлических емкостях грузов;
система и способ обследования контактной сети электропитания железнодорожных поездов;
структурные решения по организации программного обеспечения диагностических систем.
Практическая ценность работы. На базе предложенных в работе структур, моделей, алгоритмов, информационных технологий и программного обеспечения обработки материалов видеотепловизионных наблюдений созданы следующие диагностические системы.
Система диагностики воздушных ЛЭП - EAGLE, с помощью которой было выполнено картирование высоковольтной трассы ЛЭП и выявлены неисправные электроизоляторы на мачтах линий электропередачи в труднодоступном районе крайнего Севера (п. Пангоды).
Переносная диагностическая система KLER, с помощью которой в течение двух лет в службе электрохозяйства ОАО «Московская железная дорога» РАО РЖД проводятся планово-ремонтные работы электротехнического оборудования.
Диагностическая система TeploScan, функционирующая на ст. Рыбное Московской железной дороги, которая в отличие от существующих однолуче-вых систем КТСМ-ДИСК позволяет одновременно выявлять неисправности тормозной системы и буксовых узлов колесных тележек, а также обнаруживать трещины на колесных дисках.
Реализация и внедрение. Диссертационная работа выполнена в Рязанской государственной радиотехнической академии в рамках ОКР № 31-03 и № 43-04.
Результаты диссертационной работы в виде дистанционных диагностических систем внедрены в ЗАО «ЦПНТ», в службе электроснабжения и вагонного хозяйства ОАО «Московская железная дорога» РАО РЖД, а также в ООО «НАДЫМГАЗПРОМ».
9 Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и
обсуждались на 4-х международных и 5-й всероссийских научных конференциях и семинарах: международной студенческой научной конференции «Памяти пионеров космонавтики и астронавтики» (МАИ г.Москва, 1990); 13-й и 14-й международных научно-технических конференциях «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (г. Рязань, 2004, 2005); 2-й и 3-й открытой всероссийской конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (г. Москва, 2004, 2005); научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли» (г. Адлер, Россия, 2004); 10-й всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании НИТ-2005» (г.Рязань, 2005); 15-й всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (г. Нижний Новгород, 2005); 7-й международной конференции «Распозна-вание-2005» (г. Курск, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ: 3 патента на изобретение, 5 статей, 12 тезисов докладов на международных всероссийских конференциях и семинарах.
Личный вклад соискателя в опубликованных материалах состоит в следующем:
в работе [47] соискателем сформулированы направления по созданию нового поколения систем дистанционной диагностики;
в работах [49-52] соискателем разработана структура систем диагностики линий электрических сетей, модель геопривязки самолетных изображений и технологические операции по обработке и интерпретации получаемых видеоматериалов;
в работах [36, 74-76] соискателем предложен сканерный принцип построения системы диагностики колесных тележек, а также алгоритмы нормализации и температурного анализа тепловизионного изображения, совместно с
10 соавторами выполнены их алгоритмизация, практическая реализация и внедрение;
в работе [77] соискателю принадлежит идея оперативного измерения массы перевозимой в металлических емкостях жидкости;
в работах [44, 78, 79] соискателем разработаны алгоритмы измерения параметров контактного провода на основе субпиксельно смещенных ПЗС-линеек;
работы [48, 55, 56, 71-73] выполнены без соавторов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы и приложения, которое содержит документы о внедрении и практическом использовании результатов. Общий объем работы составляет 132 с, в том числе: основное содержание - 97 с, рисунки - 22 с, список литературы (81 наименование) - 8 с, приложение - 5 с.
Анализ требований потребителей к технологиям обследования объектов электрических сетей
Оптико-электронные системы дистанционного наблюдения, функционирующие в видимом и тепловом спектральных диапазонах и начавшие активно разрабатываться несколько десятилетий назад, позволяют эффективно решать прикладные и научные задачи в промышленности, картографии, метеорологии, военной сфере и других областях. Одним из важных приложений оптико-электронных систем является тепловизионная диагностика промышленных объектов. Ее принцип заключается в анализе теплови-зионного снимка наблюдаемого объекта и определение на этой основе неисправных устройств, имеющих повышенную степень нагрева.
Известно, что передача тепловой энергии может осуществляться как прямым способом при непосредственном контакте между телами, так и бесконтактным - путем преобразования тепловой энергии в энергию электромагнитного инфракрасного излучения (ИК-излучения). Способность реального тела, нагретого до температуры t, излучать электромагнитную энергию можно оценивать количественно относительными энергетическими характеристиками, которые позволяют сопоставлять его излучение с излучением «абсолютно черного тела» (АЧТ). Такой характеристикой является спектральный коэффициент направленного излучения е(Х), равный отношению спектральной плотности энергетической яркости данного тела В т и аналогичной величины для АЧТ В , имеющей ту же температуру, т.е.
В системах тепловидения регистрируют поток излучения Е, определяемый поверхностной температурой / и излучательной способностью объектов {Х) где а - постоянная Стефана-Больцмана. Если представить поток излучения в виде цифрового изображения b(m,n), то оно будет отражать различие в температуре и излучательной способности представленных на нем объектов.
В дальнейшем будем рассматривать такое важное приложение тепло-визионных оптико-электронных систем как диагностика объектов электрических сетей и железнодорожного транспорта. В этой связи проанализируем требования потребителей к технологиям подобного рода обследований.
В электроэнергетике остро стоит проблема минимизации потерь электроэнергии и обеспечения безаварийной работы технологического оборудования электросетей. Дело в том, что при передаче электроэнергии по высоковольтным воздушным линиям электропередачи (ЛЭП) возможны ситуации, когда происходят утечки электроэнергии из-за нарушения контактов и разрушения электроизоляторов. Обнаружение такого рода неисправностей ручными методами - сложный и дорогостоящий процесс, Вместе с тем подобные неисправности вызывают повышенный нагрев электрооборудования, что может быть обнаружено дистанционно с помощью методов тепловизионной съемки. Кроме того, безаварийное функционирование ЛЭП должно поддерживаться путем контроля состояния окружающей территории и самих мачт. А для этого требуется регулярно выполнять съемку с высоким пространственным разрешением ( 0,1-0,2 м) трассы ЛЭП.
Таким образом, в задачи дистанционного обследования объектов электрических сетей входит получение геопривязанных снимков трассы ЛЭП, а также информации о температурном состоянии электроизоляторов и контактных групп электропроводки. Причем для этого необходимо выполнять съемку в видимом и тепловом спектральных диапазонах [21-23].
При обслуживании технологического оборудования стоят аналогичные задачи: выявление неисправных электроизоляторов, перегруженных участков электропроводки, некачественных контактов и т.п. Эти неисправности также можно легко диагностировать без проведения отключений с помощью телло-визионной съемки.
Понятно, что обследование ЛЭП можно выполнить с помощью воздушной или космической съемки, а технологического оборудования - с использованием переносных съемочных систем. Проанализируем в этой связи известные технологические решения.
Легко заметить, что чем выше пространственное разрешение ИК-снимков, тем точнее и достовернее можно определить температурный перегрев электрооборудования. Поскольку на сегодняшний день пространствен , ное разрешение космоснимков в ИК-диапазоне находится в пределах от 90-1000 м, то космические системы дистанционного зондирования для обследования ЛЭП не пригодны [30-32].
На сегодняшний день известны несколько однолучевых самолетных сканирующих систем, состоящих из одного теплочувствительного элемента [9, 10, 20, 21] и, к сожалению, мало подходящих для диагностики ЛЭП. Дело в том, что кадровая развертка формируемого такими системами изображения образуется при перемещении в пространстве самолета, а строчная - за счет колебаний сканирующего зеркала, передающего излучение от объектов земной поверхности на теплоприемник (рис. 1.1). Очевидно, что при таком подходе размеры пиксела изображения определяются скоростью, высотой полета самолета и строчной частотой сканирования - /стр. Обеспечение высокого пространственного разрешения за счет увеличения частоты /стр является трудно решаемой задачей, поскольку существуют определенные ограничения на частоту колебаний сканирующего зеркала и время накопления сигнала те-плочувствительным элементом.
Проектный облик систем диагностики ЛЭП и технологического оборудования
Проектирование систем дистанционной диагностики объектов электроэнергетики будем выполнять с учетом особенностей их практического использования и выдвинутых концептуальных положений. Цель этой разработки состоит в получении четких и контрастных геопривязанных изображений высокого пространственного разрешения с известными температурными характеристиками представленных на нем объектов, сокращении временных затрат на формирование конечной продукции и снижении требований, предъявляемых к техническим и стоимостным параметрам съемочной аппаратуры.
Практическое использование таких систем предназначено для двух важных приложений: диагностики воздушных линий электропередачи и обследования высоковольтного технологического оборудования (рис. 2.1).
Для решения первой задачи, по аналогии с мировым опытом, будем создавать подсистему воздушной съемки (далее по тексту система EAGLE), а для решения второй задачи - переносную видеотепловизионную подсистему KLER. При этом не трудно заметить, что в отдельных случаях контроль состояния изоляторов ЛЭП может осуществляться с помощью переносной диагностической системы. Однако наибольшая эффективность использования подсистем обеспечивается в соответствии с представленной на рис. 2.1 классификацией.
Известно, что в космических системах дистанционного зондирования Земли создание спектрозональной сканирующей аппаратуры высокого пространственного разрешения напрямую связано с увеличением ее массога-баритных показателей [2, 31, 32], что для случаев воздушной съемки оказывается неприемлемым. Поэтому проектирование подсистемы воздушной съемки основано на следующих конструктивных решениях. Для тепловизи-онной съемки ЛЭП будем использовать специальным образом спроектированный ИК-сканер, а для получения изображений в видимом диапазоне спектра - цифровой фотоаппарат, имеющий совмещенную со сканером полосу обзора, обладающий по отношению к сканеру многократно лучшим пространственным разрешением и работающий в режиме автоматической съемки. Принцип функционирования подсистемы воздушной съемки иллюстрирует рис. 2.2.
В целом архитектуру подсистемы воздушной съемки представим воздушным и наземным сегментами (рис. 2.3). На борту самолета устанавливается следующее оборудование: GPS-приемник, обеспечивающий измерение пространственного положения самолета в системе координат WGS-84; гировертикаль, предназначенная для определения параметров ориентации самолета по углам крена и тангажа относительно положения на аэродроме; бортовой компьютер, управляющий работой аппаратуры и обеспечивающий хранение исходных изображений. Кроме того, на бортовой компьютер возлагаются функции комплексирования измерительной информации [49-51].
Начало съемки цифровым фотоаппаратом инициируется по команде от бортового компьютера. При этом формируемые кадры с метками времени вначале регистрируются в памяти фотоаппарата, а затем переписываются на жесткий диск компьютера.
Способ диагностики неисправностей колесных тележек железнодорожных вагонов
Рассмотренные во 2-й 3-й главах модели, информационные технологии и алгоритмы получения и обработки материалов съемок создают основу для создания специализированного программного обеспечения (ПО) диагностических систем. При этом возникает вопрос минимизации трудозатрат на разработку программного обеспечения всех систем при одновременном повышении надежности и унификации создаваемых программных комплексов. Для ответа на этот вопрос заметим, что в программных комплексах проектируемых систем можно выделить две основных составляющих: базовую и прикладную, учитывающую специфику решаемых каждой системой задач (рис. 4.1). Поскольку в функции всех систем входит визуальный контроль и анализ на экране монитора изображений, полученных от различного типа съемочных устройств, то в функции базовой части ПО следует включить: операцию отображения на экране монитора одноканальных и многоканальных видеоданных различного радиометрического разрешения (8, 10, 14 и 16 бит на точку); операции контрастирования и повышения распознаваемости материалов съемки; сервисные функции по работе с растром (масштабирование, скрол-лирование, фрагментация, сохранение во внешних форматах и печать). В связи с тем, что видеоданные на обработку поступают от разного типа съемочных устройств, имеют различные форматы и структуры, то для функционирования базового модуля ПО необходимо решить задачу конвертации входной информации в новую структуру, описывающую любой тип входных данных. Таким образом, задачами проектирования базового ядра ПО являются разработки: - унифицированной структуры представления входных данных и поддерживающих ее интерфейсов; - алгоритмов визуализации и анализа видеоинформации; набора сервисных функций по работе с массивами растровых данных видеоданных необходимо учесть следующие требования: возможность хранения в заголовке файла различного рода служебной информации, характеризующей условия получения изображения и параметры его обработки; возможность модификации полей данных без изменения разработанных ранее программных модулей, реализующих интерфейсные функции доступа к видеоданным. Выполненный анализ показал, что известные графические форматы типа BMP, RAW, JPEG и др. не отвечают выдвинутым требованиям [81], поскольку не обладают модульной структурой представления данных. Модульность представления данных поддерживает формат TIFF, однако его спецификация не предусматривает сохранения произвольной информации. Учитывая это, структуру представления видеоданных в базовом ядре ПО предлагается организовать на основе универсальных полей данных - тегов, в соответствии с табл. 4.1.
В начале заголовка следуют два поля, задающие файловые атрибуты, а также параметры растрового изображения, аналогичные широко распространенному формату BMP. Затем располагается таблица тегов TTagTable, которая содержит перечень полей данных, следом за которой находятся сами поля данных и в конце - собственно видеоданные.
Разработка базового ядра программного обеспечения систем дистанционной диагностики
В верхней части диалогового окна отображается номер колесной тележки, параметры которой в данный момент редактируются. Правее выводится общее количество тележек. Чтобы установить начало тележки надо нажать кнопку Начало тележки и ввести координату в поле редактирования, либо подвести указатель мыши в нужное место на изображении тележки и нажать левую кнопку мыши. В результате этих действий на экране будет перемещаться красная вертикальная линия, отображая выбранную оператором координату. Аналогично устанавливается конец тележки, только указывать на него будет зеленая вертикальная линия. Чтобы уточнить диаметр колес, оператор должен указать желтой горизонтальной линией верхний край колес (нижний край указывается в настройках программы). Редактируя координаты текущей тележки, оператор может воспользоваться горизонтальным скроллингом, при этом предыдущие тележки, координаты которых уже установлены, будут отображаться в синей рамке. Эта рамка как бы показывает, что данная тележка была найдена и записана в память.
Оператор с помощью окна, представленного на рис. 4.12, должен включить TCi и ТС2, дождаться, когда они войдут в рабочий режим, а затем установить чувствительность и режим записи информации. По сигналу рельсового датчика ТС самостоятельно начнут и закончат съемку железнодорожного состава. После окончания процесса съемки ТС передают на Сервер обработки сигнал с именами исходных файлов. Сервер обработки автоматически переносит эти данные на свой компьютер и открывает, выводя на экран, диалоговое окно, в котором оператор проверяет дату и время съемки, а также устанавливает номер железнодорожного состава. Затем запускается температурный анализ колесных тележек, в процессе которого оператор должен указать начало переднего колеса первого вагона, чтобы удалить изображение локомотива из анализа. В конце обработки выдается отчет о результатах обработки. На заключительном этапе оператор может проверить и уточнить результаты автоматической обработки материалов съемки: просмотреть изображение конкретной тележки, узнать температуру в конкретных точках или уточнить параметры фрагментации. Разработка ПО TeploScan выполнена для ОС Windows 2000 на языке C++ для однопроцессорных компьютеров Pentium IV 2400 мГц с минимальным объемом оперативной памяти 512 Мбайт. Результаты опытной эксплуатации системы TeploScan на ст. Рыбное показали надежность функционирования ПО и его высокие эксплуатационные характеристики.
Показано, что для снижения трудозатрат и повышения надежности разработку программного обеспечения диагностических систем следует выполнять в виде базового ядра, присутствующего во всех программных комплексах, и специализированных модулей обработки, учитывающих особенности реализации конкретных систем. Установлено, что главной задачей, связанной с созданием базового ядра, является разработка унифицированного формата, описывающего структуру представления видеоданных от различного типа съемочных устройств, и средств визуализации растровых изображений. Предложена архитектура такого формата, основанная на использовании универсальных полей данных - тегов.
Разработано программное обеспечение систем контроля электроэнергетических объектов, реализующее алгоритмы и модели обработки ИК-и видеоинформации, рассмотренные во 2-й главе, и представленное двумя одноименными программными комплексами EAGLE и KLER.
Показано, что геометрическая обработка теплового изображения и видеокадров выполняется по единой технологической схеме, основанной на независимых преобразованиях отдельных сканов по кусочно-линейным функциям обратного координатного соответствия. Приводятся результаты практической апробации ПО EAGLE при обработке изображений воздушных ЛЭП, подтвердившие высокую эффективность всей системы особенно при обследовании объектов электроэнергетики в труднодоступных и малонаселенных районах крайнего Севера.
Рассмотрены принципы функционирования ПО KLER и показаны примеры решения основных задач по совместному анализу ИК- и видеоснимков. Результаты многолетнего использования системы KLER в службе электрохозяйства ОАО «Московская железная дорога» РАО РЖД подтвердили правильность предложенных технических решений и простоту освоения специалистами службы интерфейса программы.
Разработана архитектура многомашинного ПО системы диагностики колесных тележек железнодорожных вагонов (ПО TeploScan), включающего программу Сервер обработки и две программы Сервер управления. Рассмотрены алгоритм организации вычислительного процесса в программе Сервер управления, а также функции программных модулей, составляющих основу прикладной части программы Сервер обработки системы TeploScan.
Приводится описание технологических операций, выполняемых ПО TeploScan, в ходе обследования железнодорожных составов на ст. Рыбное Московской железной дороги, а также экранные формы, иллюстрирующие интерфейс программы при обработке ИК-снимков.
