红外热成像仪与铁路安全.doc

红外热成像仪在铁路交通中的应用
铁路监控需求
铁路系统作为国家重要的运输部门，其日常的稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转，加之，铁路系统部门众多、地点分散，现场环境复杂，成为日常维护工作的主要障碍。随着中国高速铁路的快速发展，轨道交通安全已经成为人们关注的焦点。列车夜间行驶频繁，由于夜间能见度低、规线较差，这对铁轨沿线、交通枢纽监控画面的清晰度提出了更高的要求。
目前的铁路安防监控手段仍以人定时巡检为主，这不仅耗费了资金、人力，而且并不能作到时时监控，安全隐患仍然存在。加上随着我国经济的迅速发展，铁路第四次大提速，给铁路安全运行带来了新的挑占，原有的技术手段已达不到有效的安全防范目的。而随着铁路系统信息化改革的不断深入，热成像技术已经广泛的HYPERLINK"http://search.yesky.com/search.do?wd=???"应用在铁路系统日常生产和管理之中。
热成像原理
1666年，英国HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/67012.htm"物理学家牛顿通过三棱镜实验发现，自然光可分解不同的色光。1800年，赫胥尔利用太阳光谱色散实验发现了红外光，同时用温度计测量不同色光所含的热量发现，红光所含热量最高，紫光最低，而且红光之外还存在更“热”的光。1835年，安培宣告了光和热射线的同一性。通常取可见光谱中

牛顿 赫胥尔
红光末端为780nm，比它长的光就是红外光，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=可见光&fr=qb_search_exp&ie=utf8&sid=151"可见光。相比之下，我们周围所有温度在HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=绝对零度&fr=qb_search_exp&ie=utf8&sid=151"绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不停地发出热红外线。所以，热红外线（或称HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=热辐射&fr=qb_search_exp&ie=utf8&sid=151"热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=热辐射&fr=qb_search_exp&ie=utf8&eid_gfrom=151"热辐射除存在的普遍性之外，还有另外两个重要的特性。首先，大气、烟云等吸收HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=可见光&fr=qb_search_exp&ie=utf8&sid=151"可见光和HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=近红外&fr=qb_search_exp&ie=utf8&sid=151"近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=波段&fr=qb_search_exp&ie=utf8&sid=151"波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。

红外大气透过窗
其次，物体的HYPERLINK"http://zhidao.baidu.com/search?word=热辐射&fr=qb_search_exp&ie=utf8&eid_gfrom=151"热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析。
热成像铁路监控应用
鉴于热成像以上优点，热成像设备在铁路监控中的应用也会日益广泛。目前，铁路监控热成像需求集中在三个方面。第一为铁路道路行车安全监控方面，第二为铁路沿线站点安全监控，第三为铁路电气设备故障检验。
随着铁路运行速度的提高，铁路的安全问题日益突出，尤其我国铁路的既有线与公路线路大部分是平交，铁路与公路平交道口发生的事故，在铁路行车事故中占有很大比例。能见度低、了望条件差是这些事故发生的主要原因。如果在夜间或低能见度条件下，通过红外技术将远程图象传递到机车驾驶室，通过图象辨识系统进行识别处理，就能有效地防止和避免在了望条件不好的情况下列车与线路上的障碍物发生冲突。热成像具有很强的穿透雾气与水汽的能力，并且不受光照条件限制，对于道路