法國(guó)國(guó)家鐵路公司集中使用熱像儀保障其大范圍供電，確保信號(hào)操作正常運(yùn)作。SNCF現(xiàn)正測(cè)試熱像儀的潛力，檢驗(yàn)是否能夠使用安裝在列車(chē)車(chē)廂上的FLIR Systems紅外熱像儀檢測(cè)列車(chē)頂部20.000 km的架空線。
SNCF是歐洲最大的公共交通服務(wù)公司之一，擁有33,000km鐵路軌道，其中1,500 km是歐洲首列商務(wù)快速列車(chē)TGV（巴黎至里昂間高速火車(chē)）的高鐵軌道。SNCF使用熱像儀開(kāi)展鐵路維護(hù)，以檢測(cè)信號(hào)設(shè)備與供電站狀況。
高架接觸網(wǎng)懸鏈?zhǔn)且环N為列車(chē)頭或列車(chē)供電的懸浮線系統(tǒng)，通過(guò)集電弓導(dǎo)電。懸鏈系統(tǒng)至少使用兩條線：一條懸纜線或懸鏈，通過(guò)高度差或連接線為接觸線提供支持。該系統(tǒng)懸浮在橋塔之上，易受機(jī)械張力的影響。如圖所示為兩條電纜的接合點(diǎn)。
5臺(tái)E系列熱像儀開(kāi)展工作
完成信號(hào)配電板的測(cè)試檢測(cè)工作之后，SNCF開(kāi)始大規(guī)模推出紅外熱像儀。2001年在斯特拉斯堡地區(qū)（法國(guó)東部）進(jìn)行的測(cè)試檢測(cè)工作結(jié)果表明，高達(dá) 45%的設(shè)備安裝出現(xiàn)了嚴(yán)重異常狀況。這促使SNCF購(gòu)置了四臺(tái)FLIR Systems PM 695紅外熱像儀，即P640紅外熱像儀的前身，并培訓(xùn)了10名熱像師。
SNCF對(duì)熱像儀所能帶來(lái)的裨益深信不疑，采購(gòu)了25臺(tái)ThermaCAM E系列便攜式熱像儀，以便開(kāi)展區(qū)域維修服務(wù)。現(xiàn)在，逾80名SNCF員工每天都在使用熱像儀開(kāi)展檢測(cè)工作。
新應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生
但是，SNCF維修當(dāng)局卻迎來(lái)了另一類(lèi)問(wèn)題。他們觀測(cè)到，巴黎地區(qū)列車(chē)頂部的一條主高架接觸網(wǎng)懸鏈通常過(guò)熱，長(zhǎng)度延伸到幾乎可以碰觸到列車(chē)車(chē)廂的地步。起初，維修團(tuán)隊(duì)認(rèn)為是由于這條交通線過(guò)于繁忙所導(dǎo)致。然而，改善系統(tǒng)的懸浮電纜和給料器都無(wú)濟(jì)于事，未能解決這個(gè)問(wèn)題。
于是，SNCF懸鏈維修專(zhuān)家Gerard Millot決定求助于熱像儀來(lái)捕捉懸鏈的受熱模式圖像。但是，如何才能既清晰又連續(xù)地捕捉到數(shù)公里長(zhǎng)的懸鏈?zhǔn)軣崮Ｊ降膱D像呢？因懸鏈過(guò)熱SNCF每年記錄30余處故障，因此問(wèn)題變得迫在眉睫。Gerard Millot表示：“故障情況通常如出一轍。連接故障導(dǎo)致接觸線受熱。于是接觸線開(kāi)始延伸，失去張力，變得松弛。最糟糕時(shí)，接觸線圍繞列車(chē)頭的集電弓蜷曲起來(lái)。列車(chē)會(huì)高出軌道，電線則被堵塞。列車(chē)頂部的電線維修耗費(fèi)大量時(shí)間，更不用想像高峰期繁忙線路維修所帶來(lái)的后果。”
首批測(cè)量實(shí)驗(yàn)證明，為能滿意地捕捉到懸鏈的受熱情況，熱像儀須安裝在列車(chē)車(chē)廂上。SNCF工程師也發(fā)現(xiàn)，紅外熱像儀須安裝在特殊的測(cè)量車(chē)廂上，能夠長(zhǎng)期無(wú)間斷地從接觸線中獲得電流。
試結(jié)果
SNCF的維修和研究董事會(huì)通力合作，設(shè)置了一個(gè)測(cè)試車(chē)廂，在巴黎Austerlitz車(chē)站與Les Aubrais之間的繁忙線路上開(kāi)展一系列測(cè)試，該路段是法國(guó)奧爾良中心地區(qū)的一個(gè)重要鐵路關(guān)口。
FLIR Systems ThermoVision™A40-M固定安裝式熱像儀置于一個(gè)以120km/h(75 mph)的速度勻速行駛的測(cè)試車(chē)廂的特殊殼內(nèi)，記錄了懸鏈的情況。在車(chē)廂內(nèi)，裝有ThermaCAM Researcher軟件的電腦專(zhuān)程記錄圖像。Millot表示：“熱像儀必須十分耐用，才能在列車(chē)車(chē)廂外的殼體內(nèi)安然無(wú)恙，且必須具備能夠在高速運(yùn)行狀態(tài)下‘看’清電線的圖像幀頻。”ThermoVision A40是一臺(tái)固定安裝式紅外熱像儀，分辨率為320 x 240像素，工作溫度介于-15和+55 °C之間，圖像幀頻為50Hz，符合上述標(biāo)準(zhǔn)。為以圖像形式定位鐵路線上的熱點(diǎn)，公司安裝了英里計(jì)數(shù)器和額外的閉路電視可見(jiàn)光攝像機(jī)。可見(jiàn)光攝像機(jī)也能說(shuō)明懸鏈上的熱點(diǎn)是否是受到信號(hào)燈或燈光等臨近熱源的影響。
結(jié)果顯而易見(jiàn)：Millot回想道：“我們已經(jīng)向現(xiàn)場(chǎng)派送了維修團(tuán)隊(duì)開(kāi)展圖像分析。在一些地方，部分電纜將要熔化，隨時(shí)有可能崩潰。”Millot表示：“然而，我們將需要進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，簡(jiǎn)化檢測(cè)工作和檢測(cè)結(jié)果；大量分析紅外熱圖像依然是一個(gè)冗長(zhǎng)的過(guò)程。500km的軌道相當(dāng)于21張帶圖像的DVD。”此外，SNCF專(zhuān)家需要適當(dāng)定義懸鏈?zhǔn)軣釕B(tài)勢(shì)的故障標(biāo)準(zhǔn)：是否能接受5°C的偏差？電纜在數(shù)日或數(shù)月內(nèi)崩潰？然后，SNCF工程師將開(kāi)發(fā)一種能快速分析圖像并找出潛在熱點(diǎn)的工具。
實(shí)驗(yàn)取得了巨大成功。SNCF已經(jīng)批準(zhǔn)開(kāi)發(fā)一種特殊的車(chē)廂，以檢測(cè)其遍布全國(guó)的電氣化鐵路網(wǎng)絡(luò)懸鏈。因此，這家法國(guó)公共鐵路公司將成為首家使用這種檢測(cè)技術(shù)的鐵路公司。
