淺談高速鐵路自然災(zāi)害及異物侵限系統(tǒng)建設(shè)

張敏鴻

摘 要：從介紹我國已投入運營的蘭新高鐵的自然災(zāi)害及異物侵限防護系統(tǒng)（以下簡稱：防災(zāi)系統(tǒng)）建設(shè)經(jīng)驗入手，提出了高速鐵路防災(zāi)各監(jiān)控子系統(tǒng)的功能，以及系統(tǒng)建設(shè)的研究。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；防災(zāi)系統(tǒng)；

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-02-00-01

經(jīng)過10多年的高速鐵路建設(shè)和對既有鐵路的高速化改造，我國目前已經(jīng)擁有全世界最大規(guī)模以及最高運營速度的高速鐵路網(wǎng)，高速列車與普通列車相比較其運營安全保障體系要求更加嚴密。運營安全是確保高速鐵路順利開通運營的最核心、最關(guān)鍵、最根本的問題。近期全球氣候異常，災(zāi)害頻發(fā)，洪水、雪災(zāi)、水災(zāi)、地震這些災(zāi)害的發(fā)生引發(fā)的列車脫軌、停運、車毀人亡、線路橋梁遭到破壞性損毀等一系列重大事故時有發(fā)生。我國高速鐵路均采用了先進的災(zāi)害防護技術(shù)加強對災(zāi)害的有效防護。包括自然災(zāi)害（風(fēng)、雨、雪、地震）及突發(fā)事故等。今后高速鐵路應(yīng)對以上災(zāi)害進行重點防護和監(jiān)測報警，使高速列車在災(zāi)害發(fā)生時的損失程度降至最小，安全問題得以保障。

一、蘭新高鐵防災(zāi)系統(tǒng)總體功能及分析

（一）蘭新高鐵防災(zāi)系統(tǒng)

蘭新防災(zāi)系統(tǒng)包括風(fēng)監(jiān)測子系統(tǒng)、雨監(jiān)測子系統(tǒng)、雪監(jiān)測子系統(tǒng)、異物侵限監(jiān)測子系統(tǒng)、地震監(jiān)測子系統(tǒng)。防災(zāi)監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)通過鐵路通信通道，即時在調(diào)度所設(shè)置終端顯示，如發(fā)生各種報警，可立即向鐵路局CTC系統(tǒng)發(fā)送報警信息。

1、大風(fēng)報警功能。大風(fēng)監(jiān)測子系統(tǒng)，監(jiān)測實時風(fēng)速。當(dāng)風(fēng)速持續(xù)超過報警值，自動彈出報警點和建議限速值。此時調(diào)度員根據(jù)報警點前后兩個監(jiān)測點的公里坐標確定限速區(qū)段，立即向相關(guān)列車司機發(fā)布調(diào)度命令，對來不及發(fā)布調(diào)度命令的列車，立即通知司機。當(dāng)大風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出禁止運行的報警信息后，列車調(diào)度員及時關(guān)閉相關(guān)信號并通知司機停車地點或指示司機立即停車。當(dāng)大風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)報警解除后，列車調(diào)度員向相關(guān)列車發(fā)布恢復(fù)正常運行的調(diào)度命令。

2、雨量報警功能。當(dāng)降雨量達到警戒值時，系統(tǒng)自動報警，列車調(diào)度員根據(jù)報警信息，立即向相關(guān)列車發(fā)布限速調(diào)度命令或扣停列車。降雨量達到封鎖警界值時，指示運行在報警區(qū)間的列車以能夠隨時停車的速度運行到前方車站后，封鎖區(qū)間。

3、雪深報警功能。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_站的積雪深度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合積雪深度與首列車限速要求設(shè)置雪深計。

雪深儀測量從探頭到被測目標表面的距離智能推算出積雪深度，通過脈沖回波，測量雪深深度。

4、異物監(jiān)測系統(tǒng)。公跨鐵立交橋異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備由雙電網(wǎng)傳感器、軌旁箱控制器等組成。當(dāng)異物落下砸斷防護網(wǎng)侵入鐵路限界時，防災(zāi)系統(tǒng)向CTC系統(tǒng)發(fā)送異物侵限報警信息，同時通過所在區(qū)域的列控聯(lián)鎖觸發(fā)列車自動停車。列車調(diào)度員接到落物報警的信息后，應(yīng)立即呼叫有關(guān)列車停車，并通過視頻監(jiān)視系統(tǒng)進行查看，同時匯報調(diào)度。如有發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)度應(yīng)立即通知工務(wù)、電務(wù)、供電、公安等部門趕赴現(xiàn)場檢查處理。列車調(diào)度員接到現(xiàn)場開通線路的報告后，根據(jù)現(xiàn)場請求設(shè)置臨時限速，點擊臨時通車按鈕恢復(fù)行車。不能設(shè)置時，列車調(diào)度員應(yīng)向通過該地段的列車司機發(fā)布限速運行的調(diào)度命令。

5、地震系統(tǒng)。在高速鐵路地處地震帶區(qū)域的牽引變電所、AT所、分區(qū)所、開閉所等設(shè)置2套地震儀。當(dāng)發(fā)生強震時，將立即作用于當(dāng)?shù)貭恳兯袛喙╇娕c所在區(qū)域的列控聯(lián)鎖觸發(fā)列車自動停車。同時防災(zāi)系統(tǒng)向CTC系統(tǒng)發(fā)送地震報警信息，調(diào)度立即通知所在區(qū)段的工務(wù)、電務(wù)、供電等部門做好地震災(zāi)害應(yīng)急方案處理。由于國內(nèi)鐵路尚無數(shù)據(jù)積累及應(yīng)用經(jīng)驗，目前地震子系統(tǒng)還未投入控車使用。

二、防災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)研究

（一）防災(zāi)系統(tǒng)的監(jiān)控范圍

監(jiān)控范圍包括：自然災(zāi)害（風(fēng)、雨、雪、洪水、地震），線路（重點長大橋梁監(jiān)測，突發(fā)事故及非法侵限監(jiān)測等）。系統(tǒng)預(yù)留與地方氣象臺站和地震臺站等相關(guān)部門的信息接口；對風(fēng)、雨、雪、洪水等的監(jiān)測要求結(jié)合地方臺的近、遠期預(yù)報作為判斷依據(jù)；對地震則要求系統(tǒng)獲取地方臺的中、長期預(yù)報信息，以增強對各種自然災(zāi)害的預(yù)見性和提高自然災(zāi)害等級分級判斷的準確性。

（二）基層站防災(zāi)系統(tǒng)

基層站防災(zāi)系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)實施全天候、無縫隙監(jiān)控，能夠自動、實時上傳管轄范圍內(nèi)各種防災(zāi)安全信息采集系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)信息，在綜合調(diào)度系統(tǒng)用戶界面上動態(tài)顯示所有監(jiān)測點安全監(jiān)測信息，包括監(jiān)測項的實時變化值和監(jiān)測設(shè)備/系統(tǒng)的運行狀態(tài)。系統(tǒng)接收其他相關(guān)子系統(tǒng)對報警事件的處理情況反饋信息，并可在報警消除或事故恢復(fù)后獲得通知，以跟蹤安全報警事件處理的全過程，實施全面、實時的安全監(jiān)控。

（三）防災(zāi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及報告功能

防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)庫和初步分析功能，可按照數(shù)據(jù)接口規(guī)定的格式和內(nèi)容自動上傳設(shè)備狀態(tài)自檢信息。根據(jù)數(shù)據(jù)量大小和實際應(yīng)用需求，存儲半年至一年的原始檢測數(shù)據(jù)，也可轉(zhuǎn)存至光盤或磁帶中進行永久保存。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置各種災(zāi)害預(yù)警的門限值，對各種災(zāi)害可能對列車運行造成的影響作出評估，實時發(fā)送到相關(guān)調(diào)度臺。調(diào)度員按設(shè)定的報警標準和業(yè)務(wù)處理規(guī)程，對災(zāi)害監(jiān)測信息進行綜合分析處理，判斷設(shè)備故障和災(zāi)害的類型和級別，生成報警預(yù)警信息，啟動應(yīng)急處理預(yù)案，并將報警預(yù)警信息及處理預(yù)案自動發(fā)送至列車調(diào)度臺、供電調(diào)度臺、動車組調(diào)度臺、客調(diào)臺等調(diào)度所內(nèi)各工種調(diào)度，以及鐵路局調(diào)度中心等的相關(guān)部門。應(yīng)急搶險完成后，在進行事后情況分析匯總時，系統(tǒng)提供一系列數(shù)據(jù)，詳細記錄整個事件的始末，具體記錄應(yīng)急搶險方案的調(diào)整及實施過程，不斷完善專家知識庫，為進一步提高應(yīng)急搶險方案的有效性提出修改意見。

三、結(jié)束語

蘭新高鐵是我國第一條高原地區(qū)高速鐵路，是西北的重要連接線客運專線，災(zāi)害防護系統(tǒng)做為安全行車的重要一環(huán)，具有十分現(xiàn)實的意義。未來幾年內(nèi)，我國將大規(guī)模修建、開通運營高速鐵路，借鑒已開通的各條高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的經(jīng)驗，不斷探索建設(shè)符合中國高速鐵路特點的安全保障體系是貫徹以人為本理念、切實保障人民生命財產(chǎn)安全的具體體現(xiàn)。

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