淺論高鐵防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與改進(jìn)

蔣晟

【摘要】本文對(duì)高鐵防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，了解其存在的重大意義，并分析其現(xiàn)狀，針對(duì)其現(xiàn)有問題，提出了其中的不足之處，并針對(duì)現(xiàn)有鐵路新線和既有線的相關(guān)情況，提出了改進(jìn)意見。

【關(guān)鍵詞】高鐵防災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；現(xiàn)狀與改進(jìn)

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，多條高速客運(yùn)專線投入運(yùn)營(yíng)，高鐵運(yùn)營(yíng)里程已突破1萬公里，列車運(yùn)行速度已達(dá)300km/h以上，對(duì)運(yùn)行安全提出了更高的要求。我國地域遼闊、地形地質(zhì)復(fù)雜、氣候類型多樣，致使自然災(zāi)害較為嚴(yán)重，自然災(zāi)害和異物侵限等突發(fā)事件具有不可預(yù)測(cè)性和巨大的破壞性，在列車高速運(yùn)行時(shí)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問題，后果不堪設(shè)想，容易引發(fā)重大事故。

高速鐵路距離遠(yuǎn)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距離從數(shù)百米到幾公里不等，要求通信方式具有較遠(yuǎn)的傳輸距離；其次各監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)變化的，要求通信方式具有實(shí)時(shí)性；再者高速鐵路沿線存在較強(qiáng)的電磁干擾，要求通信方式具有較強(qiáng)的抗電磁干擾的能力；最后通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有建設(shè)和維護(hù)成本低、擴(kuò)展方便等特點(diǎn)。

一、現(xiàn)有防災(zāi)系統(tǒng)的介紹

對(duì)高速行駛的列車安全構(gòu)成威脅的主要自然災(zāi)害：大風(fēng)、地震、暴雨、洪水、大雪、覆冰等進(jìn)行監(jiān)控。

（一）防風(fēng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

在易發(fā)生強(qiáng)風(fēng)及突然大風(fēng)的高架橋上、山口、河川等地安裝風(fēng)速風(fēng)向儀，對(duì)日常的風(fēng)速風(fēng)向?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)線路區(qū)域地形、風(fēng)流狀況、線路特點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到警戒標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)將產(chǎn)生報(bào)警信息，并上報(bào)調(diào)度中心，由調(diào)度中心發(fā)布列車限速、停運(yùn)等運(yùn)行管制命令，從而確保列車運(yùn)行安全。

（二）地震監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

列車運(yùn)行速度大于200km/h時(shí)，強(qiáng)烈地震對(duì)路基、軌道、橋梁的沖擊有可能會(huì)導(dǎo)致列車發(fā)生重大事故。在發(fā)生強(qiáng)烈地震后，沿線強(qiáng)震儀發(fā)出報(bào)警，使列車及時(shí)采取限速、制動(dòng)措施，或切斷本地區(qū)供電系統(tǒng)，防止其他列車再進(jìn)入地震區(qū)。

（三）雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

雨害與風(fēng)災(zāi)、地震災(zāi)害不同，降水量是一個(gè)累積過程，一定時(shí)間內(nèi)的降水量較大時(shí)，容易直接誘發(fā)各種路基病害的發(fā)生。雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在累積一個(gè)完整雨季降水量的基礎(chǔ)上，需科學(xué)分析降雨量與水災(zāi)發(fā)生的關(guān)系，選擇合理的雨量監(jiān)測(cè)報(bào)警方式。

二、高鐵防災(zāi)系統(tǒng)的不足與優(yōu)化

（一）風(fēng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的不足與優(yōu)化

由于環(huán)境風(fēng)速具有突變性和不確定性，并且風(fēng)速儀設(shè)置有很大的局限性，因此大風(fēng)對(duì)高鐵運(yùn)行的影響最為常見。發(fā)生大風(fēng)報(bào)警時(shí)，往往不是一處報(bào)警，而是好幾處報(bào)警點(diǎn)同時(shí)報(bào)警，這就需要調(diào)度員立即通知報(bào)警范圍里的列車限速運(yùn)行，核對(duì)限速值和限速范圍，發(fā)布調(diào)度命令，設(shè)置列控限速命令。調(diào)度員在短時(shí)間內(nèi)完成一連串高強(qiáng)度工作，縱使有三頭六臂，也疲于應(yīng)對(duì)。再加上風(fēng)速升級(jí)和降級(jí)的不確定性以及運(yùn)營(yíng)中不利因素耦合的可能性，高鐵運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

（二）雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的不足與優(yōu)化

此外，非高架區(qū)段及隧道區(qū)段軌道應(yīng)裝設(shè)積水量探測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)某區(qū)段積水高于軌面時(shí)，立即反饋防災(zāi)安全系統(tǒng)，并確認(rèn)水面位置，當(dāng)積水未超過軌面100mm時(shí)，ATP控制列車禁止通過積水地段；當(dāng)積水超過軌面100mm時(shí)，反饋供電系統(tǒng)停止所在單元供電。

（三）異物侵限子系統(tǒng)的不足與優(yōu)化

當(dāng)發(fā)生監(jiān)測(cè)終端異物侵限紅色報(bào)警信息后，軌道電路區(qū)段自動(dòng)產(chǎn)生紅光帶，列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)控制列車在紅色報(bào)警點(diǎn)前停車。在紅光帶取消后，設(shè)備恢復(fù)正常使用前，ATP自動(dòng)控速120km/h越過報(bào)警點(diǎn)閉塞分區(qū)，并自動(dòng)設(shè)置列控限速調(diào)度命令。設(shè)備恢復(fù)使用后，列車調(diào)度員將自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中復(fù)原按鈕解鎖，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，列控限速自動(dòng)取消。

三、高鐵列車運(yùn)行防災(zāi)建議

（一）應(yīng)用高科技，提高高鐵的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)

高速列車采用的是GSM-R（鐵路無線通信）的CTCS-3系統(tǒng)。該系統(tǒng)由車載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)組成，列車位置及列車移動(dòng)授權(quán)由GPS和GSM-R傳輸解決，列車完整性檢查和定位校核分別由車載設(shè)備和點(diǎn)式設(shè)備實(shí)現(xiàn)。我國的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）根據(jù)功能要求、運(yùn)行速度和設(shè)備配置分為0～4級(jí)。目前我國正在大力發(fā)展建設(shè)CTCS-3級(jí)列車控制系統(tǒng)。通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)了車- 地間的雙向通信。

（二）提高設(shè)備的質(zhì)量和性能

認(rèn)真落實(shí)高質(zhì)量、高性能的鐵路設(shè)施設(shè)備是鐵路運(yùn)營(yíng)安全的重中之重，以往發(fā)生的高速鐵路事故，大部分是設(shè)計(jì)制造質(zhì)量方面的原因，出現(xiàn)要求不高，把關(guān)不嚴(yán)，嚴(yán)重影響了列車的運(yùn)行安全。因此，嚴(yán)格把關(guān)，把成熟的高鐵技術(shù)運(yùn)用到設(shè)施設(shè)備的研制中，不斷地提高設(shè)施設(shè)備的質(zhì)量和性能，才能為高速鐵路的運(yùn)營(yíng)提供安全可靠的保障。

（三）增加全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

由于高鐵沿線皆為封閉式線路，每年都有數(shù)起人員破壞護(hù)欄進(jìn)入鐵路線路的事情，甚至有特意進(jìn)入沿線破壞鐵路的情況出現(xiàn)，現(xiàn)有鐵路有些線路已經(jīng)增加全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是既有線并沒有按照，因此為了預(yù)防緊急情況，建議增加全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控，及時(shí)防止相應(yīng)事故出現(xiàn)。

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