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红外热像仪:夜间缉凶的利器

     最近,山东泰山东麓发现了几只老虎,一时间闹得沸沸扬扬,泰山的游客数量大幅缩减。虽然派出了多支搜虎队,甚至请来了警犬帮忙,依旧一无所获。后来泰山管理部门再次求教警方,有刑事探案专家指出,老虎乃夜行动物,白天不行动,晚上出来活动,晚上缉捕到的可能性大,晚上缉捕得配备红外热像仪。据专家介绍,夜间可见光比较微弱,但人眼看不见的红外线却很丰富,这种仪器可以利用一种光电转换技术,将搜索目标自身的红外辐射形成“热图像”,这无疑可以增强搜虎效果。但愿搜虎队在红外热像技术的帮助下找到老虎,并把它们捉拿归园,还泰山一片安宁。
  无论是在武侠小说中还是现实社会中,那些所谓的“神偷”往往会借助夜色四处流窜作案。由于他们动作敏捷,又有夜行服做掩护,家丁、官兵往往难以发现他们的踪迹。据统计,世界上47%的暴力犯罪案件发生在晚6点到早6点之间。原因很简单,在夜幕的笼罩下,犯罪分子易于隐蔽,易于接近受害者,犯罪场面也不容易被看见。然而,自从有了追查泰山之虎那样的红外热像仪后,“神偷”之流的夜晚犯罪分子就再难以施展身手了,因为红外热像仪可以看见他们身上源源不断地往外发射的红外线。红外热像仪目前已广泛应用于安全防范系统中,成为安全监控系统中的明星。红外热成像仪具有隐蔽式探测功能,它不需要可见光,可以使犯罪分子不知红外热成像仪的存在,被逮起来之后还不知道是谁发现了他。
  
  红外热像技术的由来
  
  红外线是指波长为0.78~1000微米的电磁波,因为位于可见光光谱的红色以外而得名,它是肉眼看不见的一种光线。用红外线显像的事实依据是所有物体都散发热量。尽管一件物体在你看来很普通平常,但是它的某一部分可能温度高些,而另一部分可能温度低些,用这些温度差就可以显示物体的外形特征。物体无时无刻不在发射红外线,与外界光源没有关系,因此它成为夜间或恶劣气候条件下防范犯罪、追查罪犯的重要工具。
  红外热像仪器的发明有一段趣事,这段趣事与响尾蛇有关。20世纪初,美国生物学家开始研究响尾蛇看东西的奥秘。响尾蛇的眼睛退化得很厉害,简直快成为瞎子了,但它却能敏捷地捉住老鼠及其他小动物。那么它怎么看见这些猎物呢?经过研究发现,响尾蛇的眼与鼻之间有一些小“颊窝”,它们实际上是热敏感器官,能接收小动物身上发射出来的红外辐射,周围温度变化在0.003℃它就能感到,且能确定方位,引导响尾蛇去猎取食物。后来,美国国防部的研究人员获得了这份研究资料,认为可以用响尾蛇的捕猎原理,来制造夜视仪。
  根据物体能够发射红外线的特点,各国竞相开发出各种红外热成像仪器。1964年,美国得克萨斯仪器公司根据响尾蛇的捕猎原理,首次研制成功第一代红外热像装置,该装置叫“红外前视系统”,它至今还是军用飞机、舰艇和坦克上的重要装置。20世纪60年代中期,瑞典AGA公司和瑞典国家电力局,在红外前视装置的基础上,开发了具有温度测量功能的红外热像装置。这种第二代红外热像装置,通常称为“热像仪”,是如今的司法领域应用最广泛的一种仪器。我国研究人员在20世纪70年代就开始对红外热成像技术进行研究,到了80年代末,我国已经研制成功了实时红外热像仪,其灵敏度、温度分辨率都达到很高的水平。
  
  红外监控可预防犯罪
  
  1966年6月,美国政府引入第一架反犯罪直升机,结果表明直升机巡逻过的区域犯罪率下降了10%,如抢劫、盗窃和汽车偷盗。空中巡逻直升机使用的主要监控犯罪的设备是红外热成像设备仪、电脑显示器、高音喇叭、报警器和警用电台。红外热成像设备可以令观察员使用直升机上的显示器并指挥地面小组到达犯罪发生地点。
  目前,红外热成像仪已广泛应用于安全防范系统中,成为安全监控系统中的明星。在一些非常重要的单位,例如:重要的行政中心、银行的金库、机要室、军事要地、监狱等地,特别适用于这种红外热成像仪,它可以24小时处于运行状态,并随时对背景资料进行分析,一旦发生变化,可以及时发出警报,并可以通过智能设备的处理,自动对有关情况进行处理,并随时将情况上报,取得进一步的处理意见。对于这些特殊重要部门,其防范的灵敏度大大高于其他防范系统,例如在这些单位下了班,只要有人在里面隐藏,系统就会发生报警信号。
  红外探测器通常安装在重要的房间和主要通道处,作立体空间防范,当有人非法侵入后,红外探测器通过探测到人体的温度来确定有人非法侵入,并将探测到的信号传输给报警控制器进行报警。红外热成像探测器还可以应用在生活小区的周边地界防范,重要地区的周边地界防范,有人入侵即报警,可以达到一般监视系统不易达到的效果。
  在我国,随着城市交通的扩大,各种高速公路和铁路的延伸,这些系统的正常运作也成为极大的问题,尤其在夜间的安全巡查,更是成为问题。如今,装有红外热成像仪的无人飞机,可以顺利完成这些任务,它可以发现阻塞的车辆、有故障的汽车以及其他需要锁定的目标。更重要的是,近年来恐怖分子频频对交通工具、公路、铁路实施破坏,红外热成像仪可以有效地发现那些夜间准备实施破坏的恐怖分子。在国外,许多部门已经采用这些系统进行安全巡查。
  
  热像纹可识别犯罪嫌疑人

       2003年9月,东莞市东城区公安分局接到群众反映,称该区某商场门前经常聚集着数十名外省青年,长期从事抢夺、扒窃、吸毒等勾当。警方在侦查中遇到的第一个也是较大的难题是无法获取证据,这些犯罪分子作案时间短,几秒钟内就逃之夭夭。为此,东莞警方专门购置了一套红外摄像器材和高倍率变焦镜头。9月底,专案组在该商场对面一栋大楼内租下一套70多平方米的单位,在正对商场及其门前道路的窗口架设了红外监控设备,10多名警察分为3个小组轮流值守,进行24小时不间断的监视。10多位参加监控的民警连续工作十多天,拍摄了数百张红外照片、摄制了几十个小时的红外录像,所有嫌疑对象在商场附近的活动都被一一记录下来。专案组人员对这些“素材”进行筛选分析后,初步确认其中有54人是犯罪嫌疑人。不少被侵害的事主经辨认后发现,动手抢东西的就是红外摄像装置拍摄下来的部分嫌疑人。
  虽然现在犯罪分子的作案手法愈来愈高明,他们会像上述东莞案例里的犯罪分子那样绞尽脑汁,避免留下蛛丝马迹,但是他们却无论如何都不能将自己发热的身体隐藏起来。美国乔治敦警察局曾经在押送两名罪犯时,由于疏忽致使罪犯逃脱,于是警察立即开始追捕行动。其中有一名逃到一片草木丛生的地带隐藏了起来,警察三次经过罪犯藏身的地点,用手电筒都没找到。未尾使用雷西昂公司生产的手持式热像仪,仅用了25秒就抓到了罪犯。
  犯罪分子不可避免地会在作案现场留下一个红外热像,这就是“热像纹”。警方通过红外摄影仪摄下犯罪现场的热像以后,就可以清晰地看到罪犯身高、体型和作案时的动作,从而迅速侦破案件。借助红外热像技术,警方可以在几秒钟之内从茫茫人海中迅速地把所要寻找的嫌疑人找出来。不要说任意的两个人,即使是看上去一模一样的双胞胎,都不会有完全相同的面部红外热像图。
  
  红外热像提供破案线索
  
  通过热像仪不仅可实时对目标进行观测,还可以通过其行踪轨迹的“热痕迹”进行动态分析,因为一般物体的热发散有一定的时间性,有些物体的热发散需要很长时间。例如犯罪嫌疑人点燃的炊烟、曾经发动过的车辆等都可以留下“热痕迹”,这样可为破案提供重要线索。同样,警察可以捕捉已经逃离现场的犯罪分子遗留下来的自身的“热痕迹”,因为在一个相对封闭的环境中,犯罪分子散发出来的红外线会有所残留,警察用特殊的成像仪可以拍摄下他们遗留下来的“热像”。  
  红外热像仪还可以用来搜查被埋藏的被害人尸体。用肉眼也许看不出复原的土壤表面,但用红外热像仪则可以看出来,因为当某处的表面被弄乱时,该表面的热轮廓也会被破坏,翻过的土壤热辐射也和压实的土壤不同。美国警方曾处理过这样一个案例,一名男子盛怒之下,杀死自己的妻子,为掩盖罪证,该男子将尸体埋在后院,并用草皮盖住埋尸地点,该男子自以为做得天衣无缝,但警察使用热像仪很快就找到了尸体。
  犯罪现场调查是红外热像仪的又一新用途。红外热像仪可以协助警察收集证据,或确认关键证据。墙上或地板上的血虽然经过清洗,仍然会留下热像仪能够看出来的热特征。热像仪不能识别该物质的类型,但是它可以引起调查人员的注意。美国普莱诺警察局的警员曾经做过这样一个试验,在墙上写字后,将字涂掉,用热像仪仍能发现字的痕迹。
  汽车厂经常用红外热像仪检查汽车是否存在故障。警察将红外热像仪的这一用途用于检查车辆有无隔层。毒品贩子常常将毒品放在轮胎、回气管或车辆的其他舱室中,光靠肉眼检查很难发现这些破绽。通过热像仪则简单得多,如车辆有两个回气管,并有一个是假的,通过热像仪观察会发现,使用中的回气管显得发白发热,而另一个则无此现象。据悉,美国的一处边境检查组采用这种方法,已经发现企图过境的几千件毒品和不法侨民的走私物品。
  
  红外热像知道火灾和爆炸的原因
  
  在美国的加利福尼亚州,消防部门人为地制造了一次试验性火灾,以验证红外摄像仪的用途。在这次实验中,消防员法斯克背着一架红外线摄像机爬进了熊熊大火之中,他的目标是要找到一位受难者。在很多次援救工作中,由于受到大火和烟雾的影响,消防员往往发现不了昏迷的受难者。然而,有了这架红外摄像机,法斯克清楚地看见了在一张桌子和几把椅子下面的一位受难者。由于红外线摄像机,整个搜寻和援救工作仅持续了45秒钟。
  红外热成像仪对火灾和爆炸事故的原因调查十分有用,对是人为还是自然因素能做出正确判断,既不会冤枉好人,也不会放过坏人。另外,对火灾和爆炸事故原因的调查,也便于分清涉案单位的责任,做出合理的经济赔偿判决。因为火灾和爆炸造成的损失,常常涉及热隐患、热传播等情况,而这些情况都可以用红外热成像产品快速地观察和记录,所以红外热像是一种强有力的形象证据,能使非专业人员也一目了然,并对损失能做出公正的裁决和审判。在美国,每年爆炸事故引起数百万美元的财产损失,侦破专家调查和分析这些事件,确定可能的原因时,常利用重现事件的方法去理解爆炸机理。例如,红外热热像仪摄取一组照片,可显示一辆汽车的爆炸过程,从而模拟恐怖分子造成的爆炸事故。
  
  红外监控保卫国土安全
  
  据保加利亚《24小时报》2005年1月14日报道,欧盟将在未来成员国保加利亚和罗马尼亚的东部边境建立一道先进的“电子红外线监视网”,以便有效监视和打击针对欧洲的贩毒、人口走私及有组织犯罪活动。报道说,欧盟近日决定将为此出资10亿欧元,由欧洲航空防务和航天公司负责安装这道监视网。保加利亚和罗马尼亚位于欧亚结合部的巴尔干半岛,是中东西亚通往欧洲的陆上“门户”。国际贩毒集团和人口走私集团经常通过那里向欧洲走私毒品和组织偷渡,致使该地区的有组织犯罪活动十分频繁。
  由于跨越国境犯罪分子和恐怖分子的不断增多,边界防卫变得越来越重要,难度也越来越大,类似保、罗边境那样的红外监视系统就变得很重要了。我国边境线甚长,海洋也辽阔,由于野外环境的恶劣,许多系统都不可能很好地担当起防范作用,特别在下雨、下雪、大雾、大风的日子,边界巡逻也是很苦的任务。如果采用人员巡逻,利用望远镜进行观察,往往由于可见光波长短,因而观测效果很差,漏查、误查和失查的情况较多。而红外热成像仪可以探测到波长较短的红外线,因而可以远距离进行观察,特别适用于风雨天气。
  在有森林的边境,无论白天、黑夜均可用手持红外仪来探测丛林中的嫌疑人,其距离可达百米之遥。在海岸边,用红外热成像仪,可以迅速地跟踪来往的船只。就是在雷达的死角,红外热像系统也可正常运行,特别在黑夜和恶劣的天气下,均可充分发挥其良好的特点。据香港《东方日报》报道:香港警方在某一边境地区放置了五套红外热成像仪,在试用过程中,成功地破获了多起非法入境者案件,效率大大高于原来的人工巡查。
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