铁路交通一直在我国经济建设中扮演着重要角色。随着近年来铁路运输的不断提速,列车运行的安全问题得到了高度的重视。本文依据中国铁路总公司最新颁步的列车安全运行规范和升级换代配套设备的要求,对红外线测量列车车轴温度系统进行了改进设计,实现了列车在运行过程中对车轴温度的动态探测、预报,其测温精度与之前相比有了较大提升。本文针对目前主流的、采用热敏元件探测器进行列车车轴测温的现状,进行了使用光子元件替代热敏元件测温的改进设计。文章首先详细分析了具体运用到铁路交通现场时,两者性能上的优劣,得出了光子元件具有较高的适用性和发展潜力的结论;然后分别在硬件方面的信号电路和软件方面的温度算法编程上设计和实现了基于HgCdTe(碲镉汞)光子元件的列车车轴测温系统,最后通过静态和动态条件下的试验和数据分析论证,改进后的系统其稳定性和准确性都达到了预期的设计要求。改进设计工作首先对光子探头的温度传感器进行了以双层谐衍射透镜、HgCdTe(碲镉汞)元件和线阵列式布局三个模块为核心的设计;然后在硬件上设计了多个与光子探头配套的光—电信号处理电路,有效地过滤了干扰信号并获得了较高的信噪比,实现了探头与各电路的交互功能;在车轴温度计算方面,通过综合运用二维插值法、Spline插值算法和最小二乘算法,建立了列车车轴温度的算法模型,通过该模型计算出的温度误差达到了预期设计的精度;随后使用C语言编程将算法模型程序化,为安全事故的监控、预警提供了直观的依据;最后分别对光子探头在高低温环境进行了静态测温精度试验和整体系统各个设备的电磁兼容测试,以及将整体系统安装在4个探测站进行动态测温精度试验,试验结果均达到了预期设计的要求。