priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2022-65-4-287-294pribor-296Research ArticleНАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC AND PRACTICAL DEVELOPMENTSМетоды оценки технического состояния транспортного средства при помощи вибродиагностикиMethods for assessing a vehicle technical condition using vibration diagnosticsТкаличВ. Л.TkalichV. L.

Ткалич Вера Леонидовна — д-р техн. наук, профессор; факультет безопасности информационных технологий.

Санкт-Петербург

Vera L. Tkalich — Dr. Sci., Professor; ITMO University, Faculty of Secure Information Technologies.

St. Petersburg

vera_leonidovna_tkalich@mail.ruКалинкинаМ. Е.KalinkinaM. E.

Калинкина Мария Евгеньевна — магистрант; факультет безопасности информационных технологий.

Санкт-Петербург

Mariia E. Kalinkina — Undergraduate Student; ITMO University, Faculty of Secure Information Technologies.

St. Petersburg

mariia_kalinkina@mail.ruКоробейниковА. Г.KorobeynikovA. G.

Коробейников Анатолий Григорьевич — д-р техн. наук, профессор; НИУ ИТМО, факультет безопасности информационных технологий; Санкт-Петербургский филиал ИЗМИРАН им. Н.В. Пушкова; зам. директора по науке.

Санкт-Петербург

Anatoly G. Korobeynikov — Dr. Sci., Professor; ITMO University, Faculty of Secure Information Technologies; Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of the RAS, St. Petersburg Branch; Deputy Director for Research.

St. Petersburg

Korobeynikov_A_G@mail.ruПирожниковаО. И.PirozhnikovaO. I.

Пирожникова Ольга Игоревна — канд. техн. наук; факультет безопасности информационных технологий.

Санкт-Петербург

Olga I. Pirozhnikova — PhD; ITMO University, Faculty of Secure Information Technologies.

St. Petersburg

cheesecake@mail.ruБибиковС. В.BibikovS. V.

Бибиков Сергей Викторович — канд. техн. наук; факультет безопасности информационных технологий.

Санкт-Петербург

Sergey V. Bibikov — PhD; ITMO University, Faculty of Secure Information Technologies.

St. Petersburg

Национальный исследовательский университет ИТМОITMO UniversityНациональный исследовательский университет ИТМО; Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАНITMO University; Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of the RAS202202122024654287294Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/296

Рассмотрены особенности методов оценивания технического состояния при вибродиагностике электрооборудования. Проанализированы средства измерения вибрационных процессов, рассмотрены спектры амплитуд вибрации транспортных двигателей. Анализ показал, что при поиске предельных значений модуля характеристической функции для мгновенных значений виброакустических сигналов, которые соответствуют разным состояниям контролируемого объекта, требуется применение статистических методов, в частности метода минимальных рисков. Это позволяет находить пороговые значения признаков диагностирования на базе оценки рисков принятия решения. В ходе анализа виброакустического сигнала использована характеристическая функция мгновенных значений. Исследована плотность вероятностей значений модуля этой функции наиболее точным методом минимального числа ошибочных решений.

The advantages and disadvantages of existing methods for assessing the technical condition of vibration diagnostics of electrical equipment are considered. Available means of measuring vibration processes are reviewed, and the spectra of vibration amplitudes of transport engines are examined. The analysis shows that when searching for the limiting values of the characteristic function modulus for the instantaneous values of vibroacoustic signals that correspond to different states of the controlled object, the use of statistical methods, in particular the method of minimal risks, is required. This allows to find the threshold values of the signs of diagnosis based on the assessment of the risks of making a decision. In the course of the analysis of the vibro-acoustic signal, the characteristic function of instantaneous values is used. The probability density of the values of the function modulus is studied by the most accurate method of the minimum number of erroneous decisions.

оценка технического состоянияхарактеристическая функциявиброакустический сигналнеразрушающий контрольметод Неймана—Пирсонаtechnical condition assessmentcharacteristic functionvibroacoustic signalnon-destructive testingNeumann-Pearson methodРабота выполнена при поддержке фонда конкурса гранта Президента для государственной поддержки молодых российских ученых кандидатов наук. Регистрационный номер МК 5323.2022.4.This work was supported by the Presidential Grant Competition Fund for State Support of Young Russian Scientists Candidates of Science. Registration number MK 5323.2022.4.ReferencesКапустин В. В., Ушаков А. Л., Бакайкин Д. В. Применение акустических методов для обследования строительных конструкций // Разведка и охрана недр. 2008. № 1. С. 25—28.Kapustin V.V., Ushakov A.L., Bakaykin D.V. Razvedka i okhrana nedr, 2008, no. 1, pp. 25–28. (in Russ.)Капустин В. В. Акустические методы контроля качества свайных фундаментных конструкций // Разведка и охрана недр. 2008. № 12. С. 12—16.Kapustin V.V. Razvedka i okhrana nedr, 2008, no. 12, pp. 12–16. (in Russ.)Бауков А. Ю. Разработка основ дифференциального виброакустического метода контроля многослойных конструкций // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2007. № 6. С. 126—132.Baukov A.Yu. Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal), 2007, no. 6, pp. 126–132. (in Russ.)Павлов С. В. Применение вейвлет-анализа при обработке данных виброакустического метода контроля // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2007. № 8. С. 118—123.Pavlov S.V. Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal), 2007, no. 8, pp. 118–123. (in Russ.)Баранов А. В. Диагностика состояния трущихся поверхностей методом ультразвуковой акустической эмиссии // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2014. № 2. С. 55—56.Baranov A.V. Avtomatizirovannoye proyektirovaniye v mashinostroyenii, 2014, no. 2, pp. 55–56. (in Russ.)Блинов А. В., Максимов П. В., Шиверский А. В., Горохов А. Ю. Определение дефектов и повреждений трубопровода путем анализа волновых процессов методом дискретного преобразования Фурье // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-3 [Электронный ресурс]: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23345.http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23345. (in Russ.)Алёшин Н. П., Ревель-Муроз П. А., Григорьев М. В., Прилуцкий М. А. Новые методы ультразвукового контроля внутритрубной диагностики магистральных нефтепроводов // Сварка и диагностика. 2016. № 1. С. 9—13.Aloshin N.P., Revel'-Muroz P.A., Grigor'yev M.V., Prilutskiy M.A. Svarka i diagnostika, 2016, no. 1, pp. 9–13. (in Russ.)Иляхинский А. В., Родюшкин В. М. Распределение Дирихле в задаче оценки состояния металла методом акустического зондирования // Дефектоскопия. 2015. № 7. С. 13—16.Ilyakhinskii A.V., Rodyushkin V.M. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2015, no. 7, pp. 396–399.Борейко Д. А., Быков И. Ю., Смирнов А. Л. Чувствительность метода акустической эмиссии при обнаружении дефектов в трубных изделиях // Дефектоскопия. 2015. № 8. С. 24—33.Boreiko D.A., Bykov I.Y., Smirnov A.L. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2015, no. 8, pp. 476–485.Матвиенко А. Ф., Корзунин Г. С., Лоскутов В. Е.., Бабкин С. А. Опыт контроля состояния труб магистральных газопроводов электромагнитно-акустическим методом // Дефектоскопия. 2015. № 9. С. 28—37.Matvienko A.F., Loskutov V.E., Babkin S.A., Korzunin G.S. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2015, no. 9, pp. 546–553.Бардаков В. В., Барат В. А., Терентьев Д. А., Чернов Д. В., Осипов К. О. Особенности применения метода акустической эмиссии при мониторинге мостовых конструкций // Контроль. Диагностика. 2016. № 1. С. 32—39.Bardakov V.V., Barat V.A., Terentyev D.A., Chernov D.V., Osipov K.O. Testing. Diagnostics, 2016, no. 1, pp. 32–39. (in Russ.)Зуев Л. Б., Семухин Б. С., Лунев А. Г. О возможности оценки прочности металлов и сплавов неразрушающим ультразвуковым методом // Прикладная механика и техническая физика. 2002. Т. 43, № 1. С. 202—204.Zuev L.B., Semukhin B.S., Lunev A.G. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2002, no. 1(43), pp. 168–170.Бауков А. Ю., Павлов С. В. Компьютерное моделирование процессов изгибных колебаний упругих пластин применительно к оптимизации виброакустического метода неразрушающего контроля // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2005. № 5. С. 77—83.Baukov A.Yu., Pavlov S.V. Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal), 2005, no. 5, pp. 77–83. (in Russ.)Лабковская Р. Я., Козлов А. С., Пирожникова О. И., Коробейников А. Г. Моделирование динамики чувствительных элементов герконов систем управления // Кибернетика и программирование. 2014. № 5. С. 70.Labkovskaya R.Ya., Kozlov A.S., Pirozhnikova O.I., Korobeynikov A.G. Kibernetika i programmirovaniye, 2014, no. 5, pp. 70–77. (in Russ.)Хатьков Д. Н., Хатьков Н. Д. Поиск трещинообразных дефектов в массивных телах сложной конфигурации на основе использования метода локальных свободных колебаний // Научная сессия ТУСУР-2008: Матер. докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 5—8 мая 2008. 2008. Ч. 1. С. 174—176.Khat'kov D.N., Khat'kov N.D. Nauchnaya sessiya TUSUR-2008 (Scientific session TUSUR-2008), Proc. of the All-Russian Scientific and Technical Conference of Students, Graduate Students and Young Scientists, Tomsk, May 5–8, 2008, pt. 1, рр. 174–176. (in Russ.)Тобоев В. А., Толстов М. С. Устройство для акустической диагностики состояний автомобильных двигателей // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике (ИТЭЭ-2012): Матер. 8-й Всерос. науч.-техн. конф. Чебоксары, 2012. С. 185—186.Toboev V.A., Tolstov M.S. Informatsionnyye tekhnologii v elektrotekhnike i elektroenergetike (ITEE-2012) (Information Technologies in Electrical Engineering and Electric Power Industry (ITEE-2012)), Proc. of the 8th All-Russian Scientific and Technical Conference Cheboksary, 2012, рр. 185–186. (in Russ.)Базулин Е. Г. Уменьшение уровня структурного шума при проведении ультразвукового контроля с использованием антенных решеток // Дефектоскопия. 2015. № 9. С. 3—19.Bazulin E.G. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2015, no. 9, pp. 525–539.Рудин А. В., Рудин В. А. Экспериментальная диагностика деталей машин по спектральным характеристикам сигналов акустической эмиссии // Наука и образование транспорту: Матер. 3-й Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 130-летию транспортного образования в Пензенской области (Пензенского техникума железнодорожного транспорта). Самара—Пенза, 11—12 ноября 2010. 2010. С. 204—206.Rudin A.V., Rudin V.A. Nauka i obrazovaniye transportu (Science and Education in Transport), Materials of the 3rd All-Russian Scientific and Practical Conference Dedicated to the 130th Anniversary of Transport Education in the Penza Region (Penza Technical School of Railway Transport), Samara–Penza, November 11–12, 2010, рр. 204–206. (in Russ.)Черникова Т. М., Иванов В. В. Принципы построения автоматизированной системы контроля разрушения материалов // 10-я Междунар. науч.-практ. конф. „Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах“. Кемерово, 28—29 ноября 2013. С. 104—106.Chernikova T.M., Ivanov V.V. Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti predpriyatiy v promyshlenno razvitykh regionakh (Life Safety of Enterprises in Industrialized Regions), Materials of the 10th International Scientific and Practical Conference, Kemerovo, November 28–29, 2013, рр. 104–106. (in Russ.)Овчарук В. Н., Пурисев Ю. А., Цинь Хуну. Информационно-измерительная система регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии // Информационные технологии и высокопроизводительные вычисления: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. Хабаровск, 25—27 июня 2013. 2013. С. 261—265.Ovcharuk V.N., Purisev Yu.A., Qin Hongwu, Informatsionnyye tekhnologii i vysokoproizvoditel'nyye vychisleniya (Information Technology and High Performance Computing), Proc. of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Khabarovsk, June 25–27, 2013, рр. 261–265. (in Russ.)Верлань А. Ф., Сагатов М. В., Ирмухамедова Р. М., Кадыров М. М. Цифровые системы измерения и обработки сигналов акустической эмиссии // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-25): Сб. тр. 25-й Междунар. науч. конф. Саратов, 29–31 мая 2012. 2012. Т. 6. С. 36—38.Verlan A.F., Sagatov M.V., Irmukhamedova R.M., Kadyrov M.M. Matematicheskiye metody v tekhnike i tekhnologiyakh (MMTT-25) (Mathematical Methods in Engineering and Technology (MMTT-25)), Proc. of the 25th International Scientific Conference, Saratov, May 29–31, 2012, vol. 6, рр. 36–38. (in Russ.)Коробейников А. Г., Гришенцев А. Ю., Святкина М. Н. Применение интеллектуальных агентов магнитных измерений для мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры // Кибернетика и программирование. 2013. № 3. С. 9—20.Korobeynikov A.G., Grishentsev A.Yu., Svyatkina M.N. Kibernetika i programmirovaniye, 2013, no. 3, pp. 9–20. (in Russ.)Овчарук В. Н., Лях А. П. Программный комплекс анализа спектральных характеристик акустической эмиссии // Информационные технологии и высокопроизводительные вычисления: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. Хабаровск, 25—27 июня 2013. 2013. С. 255—260.Ovcharuk V.N., Lyakh A.P. Informatsionnyye tekhnologii i vysokoproizvoditel'nyye vychisleniya (Information Technology and High Performance Computing), Proc. of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Khabarovsk, June 25–27, 2013, рр. 255–260. (in Russ.)Ивакин С. В., Байтуряков А. В., Сивак Г. А. Установка для проведения акустических исследований // Всерос. науч. конф. „Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем“ (Системотехника-2011). Таганрог, 1 ноября 2011. С. 41—46.Ivakin S.V., Baituryakov A.V., Sivak G.A. Teoreticheskiye i metodicheskiye problemy effektivnogo funktsionirovaniya radiotekhnicheskikh sistem (Sistemotekhnika-2011) (Theoretical and Methodological Problems of the Effective Functioning of Radio Engineering Systems (System Engineering-2011), Proceedings of the All-Russian Scientific Conference, Taganrog, November 1, 2011, рр. 41–46. (in Russ.)Korobeynikov A. G., Grishentsev A. Y., Velichko E. N., Aleksanin S. A., Fedosovskii M. E., Bondarenko I. B., Korikov C. C. Calculation of Regularization Parameter in the Problem of Blur Removal in Digital Image // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). 2016. Vol. 25, N 3. Р. 184—191.Korobeynikov A.G., Grishentsev A.Y., Velichko E.N., Aleksanin S.A., Fedosovskii M.E., Bondarenko I.B., Korikov C.C. Optical Memory & Neural Networks (Information Optics), 2016, no. 3(25), pp. 184–191.Черкасский Е. П., Порсева Н. Ю. Стендовые виброакустические испытания кузовных деталей и силовых агрегатов автомобилей // Математическое моделирование и краевые задачи. Тр. 5-й Всерос. науч. конф. с международным участием. Самара, 29–31 мая 2008. Ч. 4. С. 135—139.Cherkassky E.P., Porseva N.Yu. Matematicheskoye modelirovaniye i krayevyye zadachi (Mathematical Modeling and Boundary Value Problems), Proc. of the 5th All-Russian Scientific Conference with International Participation, Samara, May 29–31, 2008. Pt. 4, рр. 135–139. (in Russ.)Тананаев Д. Д., Шагрова Г. В. Математическая модель определения состояния технического объекта на основе анализа акустического сигнала // Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-6): Сб. тр. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. Ставрополь, 21—27 апреля 2014. Ч. 2. С. 246—255.Tananaev D.D., Shagrova G.V. Infokommunikatsionnyye tekhnologii v nauke, proizvodstve i obrazovanii (Infokom-6) (Infocommunication Technologies in Science, Production and Education (Infocom-6)), Proc. of the 6th International Scientific and Technical Conference, Stavropol, April 21–27, 2014, Pt 2, рр. 246–255. (in Russ.)Модин А. Ю. Автоматизированная система обработки акустических сигналов при диагностике сварных соединений // Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Тр. 9 Всерос. Межвуз. науч.-практ. конф. Самара, 18 ноября 2010. С. 128—130.Modin A.Yu. Komp'yuternyye tekhnologii v nauke, praktike i obrazovanii (Computer Technologies in Science, Practice and Education), Proc. of the 9th All-Russian Interuniversity Scientific and Practical Conference, Samara, November 18, 2010, рр. 128–130. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.