京滬高鐵周邊環(huán)境安全隱患智能監(jiān)測體系研究

蔣麗麗，封博卿

（中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司 電子計算技術(shù)研究所， 北京 100081）

鐵路周邊環(huán)境安全隱患排查和監(jiān)測技術(shù)作為高速鐵路運營維護的重要組成部分，建立健全的高速鐵路周邊安全隱患監(jiān)測體系是保證高鐵運營安全的重要措施[1]。各發(fā)達國家相關(guān)鐵路部門針對其所處的自然條件、地理環(huán)境的不同，分別建立了各不相同的鐵路周邊環(huán)境安全保障系統(tǒng)，并不斷地對方案和設(shè)施加以完善和提高。日本鐵路部門利用傳感器技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，一旦檢測出周邊環(huán)境存在安全隱患，自動給監(jiān)控人員發(fā)出安全報警信息。法國的周邊環(huán)境安全排查和監(jiān)控系統(tǒng)通過連鎖開關(guān)進行停車控制。德國高速新線上采用了新型防災(zāi)報警系統(tǒng)MAS90，可監(jiān)測鐵路沿線設(shè)備的運用狀況，還可根據(jù)預(yù)設(shè)來報告鐵路周邊環(huán)境安全狀況等級以及其對列車運行的影響[2-3]。

目前，我國擁有世界上最大規(guī)模的高速鐵路網(wǎng)和最先進的動車組技術(shù)平臺。在安全管理和外部環(huán)境管控方面，由于高鐵設(shè)施置于公共場合，沿線人文地理環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備設(shè)施位置分散，不可避免受到周邊環(huán)境的影響[4]。另一方面由于高鐵企業(yè)自身職能所限，高鐵外部環(huán)境安全排查和監(jiān)控的困難較多[5]。因此，需要在現(xiàn)有的環(huán)境整治成果基礎(chǔ)上，健全防控體系、整治外部環(huán)境安全隱患、加強高鐵外部環(huán)境管控，保障高鐵運行環(huán)境安全。

本文根據(jù)京滬高鐵各鐵路局集團公司開展的沿線周邊環(huán)境安全隱患排查及整治情況，通過分析各種安全隱患的特點，總結(jié)每種安全隱患在整治過程中存在的困難，制定一套包括3個層面、4個層級的自主創(chuàng)新、行之有效的鐵路周邊環(huán)境安全隱患智能監(jiān)測體系，利用新技術(shù)、新手段對周邊隱患發(fā)現(xiàn)、處理、檢驗、監(jiān)測，形成高鐵環(huán)境隱患的閉環(huán)管理，為京滬鐵路搭建一個安全可靠的保護網(wǎng)。

1 京滬高鐵周邊環(huán)境安全管理現(xiàn)狀研究

京滬高鐵是目前世界上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路，正線全長1 318 km。多次跨越海河、黃河、淮河、長江4大水系的眾多河流。全線貫穿我國東部4省3市，聯(lián)接環(huán)渤海經(jīng)濟圈和長三角經(jīng)濟圈，沿線所經(jīng)地域，人口稠密、經(jīng)濟發(fā)達、土地資源緊張、河流密布、環(huán)境敏感和周邊環(huán)境安全隱患問題尤為值得關(guān)注[6-7]。

通過現(xiàn)場調(diào)研京滬高鐵沿線各單位的環(huán)境安全隱患排查和整治的歷史記錄數(shù)據(jù)，遵循2014年1月1日起實施的國務(wù)院第639號令《鐵路安全管理條例》中第二十九條至第三十九條規(guī)定，鐵路周邊環(huán)境安全隱患的分為11大類。京滬高速鐵路周邊安全隱患主要包括：在保護區(qū)內(nèi)燒荒、放養(yǎng)牲畜、排污、傾倒垃圾和危害鐵路安全物質(zhì)，在高速鐵路兩側(cè)200 m范圍內(nèi)及地下水僅采取內(nèi)抽取地下水，在河道禁采區(qū)域內(nèi)采砂、淘金等，鐵路兩側(cè)存在影響鐵路運輸安全的危險物品生產(chǎn)、加工、儲存或銷售場所，采礦采石和爆破作業(yè)，排放粉塵煙塵及腐蝕性氣體的生產(chǎn)活動，可能被大風(fēng)刮起危及鐵路運輸安全的輕型材料建（構(gòu)）筑物、農(nóng)用薄膜、塑料大棚及影響行車瞭望或倒伏后影響鐵路運輸安全的塔桿、廣告牌、煙囪等高大設(shè)施和高大樹木。除此之外，季節(jié)性出現(xiàn)的風(fēng)箏以及近期出現(xiàn)的無人機或遙控飛行器，都是高速鐵路周邊影響鐵路安全運營的潛在安全隱患。這些安全隱患有的屬于地面安全隱患，有的屬于空中安全隱患，有的屬于人為安全隱患，都具有易反復(fù)、隨機性、離散性、不可預(yù)知等特性。

2 京滬周邊環(huán)境安全隱患管理體系的建立

京滬高鐵周邊環(huán)境管理從3個層面來進行，（1）內(nèi)部管理；（2）內(nèi)外協(xié)調(diào)；（3）外圍配合，調(diào)動京滬公司、委管單位、鐵路監(jiān)管部門、政府等多方合作機制。加強內(nèi)部管理，暢通內(nèi)外協(xié)調(diào)，調(diào)動外圍配合，通過這3個層面實現(xiàn)環(huán)境隱患的預(yù)防、發(fā)現(xiàn)及治理，有效地防止和減少外部安全環(huán)境隱患引發(fā)的安全事故。杜絕周邊環(huán)境整治工作中及時發(fā)現(xiàn)違法行為難、有效治理違法行為難、違法行為易反復(fù)的現(xiàn)象。具體的管理流程，如圖1所示。

圖1 環(huán)境整治工作流程

2.1 內(nèi)部管理

京滬高鐵周邊環(huán)境智能防控體系的內(nèi)部管理分為京滬公司、鐵路局集團公司、站段和一線巡防4個層級，鐵路沿線環(huán)境治理的內(nèi)部管理中各級各部門各單位按照“專業(yè)負責(zé)、層級負責(zé)、綜合治理、閉環(huán)管理”的原則負責(zé)本系統(tǒng)的環(huán)境整治工作，貫徹執(zhí)行國家、鐵路總公司、鐵路局集團公司關(guān)于鐵路外部安全環(huán)境管理的法律法規(guī)、制度措施；要依照防控體系整體布局制定落實本系統(tǒng)、本單位外部安全環(huán)境管理工作制度。

2.1.1 京滬公司層級

（1）京滬高速鐵路股份有限公司（簡稱：京滬公司）層級負責(zé)監(jiān)督、檢查、指導(dǎo)及督辦工作。對外部安全環(huán)境管理工作的檢查指導(dǎo)，研究解決突出問題，對傾向性、突出性、重點性問題提出整治意見和建議，對重大問題進行掛牌督辦。

（2）負責(zé)組織制定安全環(huán)境設(shè)備設(shè)施的建設(shè)專項資金投入和更新改造計劃，抓好安全環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)，推行外部安全環(huán)境管理規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，增強安全環(huán)境保障能力。

（3）負責(zé)對路局集團公司的環(huán)境整治工作進行綜合考核，包括隱患問題的排查情況，問題整治進度以及周期性的匯總上報。

（4）建立環(huán)境整治信息化系統(tǒng)，利用新技術(shù)新手段，保證隱患信息共享，橫向縱向溝通渠道暢通，提高安全隱患處理能力和效率。

2.1.2 鐵路局集團公司和站段層級

京滬高鐵沿線鐵路局集團公司、站段各單位各專業(yè)都是鐵路周邊環(huán)境安全隱患排查的主體。負責(zé)全面掌握本單位的環(huán)境整治狀況，完成檢查指導(dǎo)和責(zé)任考核工作，并周期性將安全隱患問題匯總上報。各單位要明確環(huán)境整治工作崗位責(zé)任，各專業(yè)（供電、運輸、工務(wù)、土房等）實行“誰管理，誰負責(zé)”，實現(xiàn)自己檢查、發(fā)現(xiàn)問題，立案管理， 各司其職，各負其責(zé)，相互配合，共同協(xié)作，形成合力，及時消除鐵路外部安全環(huán)境問題和隱患，及時整治發(fā)現(xiàn)的鐵路外部安全環(huán)境隱患問題。建立周期性的例會制度，對安全隱患信息進行及時追蹤、分析等。

建立問題庫。從檢查作業(yè)到管理信息化、管理手段的信息化、管理過程、問題的實時追蹤、一事一檔一表，從發(fā)現(xiàn)、整治、銷號建立完整的閉環(huán)流程。同時，加強問題庫的管理，問題分級分類管理，避免很小的問題長期不能銷號。

2.1.3 一線巡防

一線巡防負責(zé)定期排查和臨時檢查。對鐵路周邊環(huán)境排查方式主要依靠站段安全人員定期巡查與不定期臨時檢查相結(jié)合，以人工排查和監(jiān)控為主。檢查方法包括：

（1）添乘檢查。安全人員不定期進行添乘確認列車進行檢查，主要依靠人眼檢查目視范圍內(nèi)的鐵路周邊環(huán)境影響設(shè)備安全的隱患問題。

（2）地面檢查。安全人員對轄區(qū)范圍外部環(huán)境定期進行檢查，對橋下、河道及線路兩側(cè)可視范圍進行排查和整治。橋下有條件的地方坐車看，路基部分步行查看。

（3）專項檢查。例如：住建部于2017年推動京滬全線部署周邊環(huán)境整治行動。

2.1.4 考核與激勵

各單位各部門定期對本系統(tǒng)鐵路外部安全環(huán)境管理情況進行全面檢查，通報檢查情況。如有對高鐵周邊安全環(huán)境日常巡視檢查制度不落實的，外部安全環(huán)境隱患未及時發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)后處置不力造成違法事實的，遲報、漏報、瞞報、謊報有關(guān)信息的，上級指出外部安全環(huán)境問題不重視、處理不力的，要件件分析，追究責(zé)任。

建立正向激勵機制，對鐵路外部安全環(huán)境管理工作推進力度大、成效明顯，及時發(fā)現(xiàn)危及鐵路外部安全環(huán)境隱患并采取措施有效解決的，在逐級負責(zé)制考核中酌情獎勵。

2.2 內(nèi)外協(xié)調(diào)

京滬公司及各鐵路局集團公司站段和線服、公安、車站、包括各級路內(nèi)的添乘檢查管理人員對周邊環(huán)境安全建立聯(lián)絡(luò)協(xié)作、實時檢查、通信聯(lián)系制度，及時掌握現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的變化做出響應(yīng)，建立周邊安全環(huán)境第二道防線。

為了強化京滬高鐵周邊環(huán)境整治統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機制，在日常協(xié)商機制的基礎(chǔ)上，建立“雙段長”工作責(zé)任制。高速鐵路沿線市、縣和鐵路有關(guān)單位建立“雙段長”責(zé)任制，沿高速鐵路線路（城區(qū)內(nèi)每1 km、城區(qū)外每5 km）設(shè)鐵路運營單位和地方街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）相關(guān)負責(zé)人各1名作為段長，明確“雙段長”巡查、會商、處置及上報信息等工作職責(zé)?！半p段長”要認真履行職責(zé)，定期巡查負責(zé)線路，建立巡查記錄和問題臺賬，及時安排處置問題，對超出職權(quán)范圍的事項及時報上級地方政府和鐵路有關(guān)單位處理。

同時，建立和地方公安信息互通機制。發(fā)現(xiàn)安全隱患問題時實現(xiàn)雙方單位信息共享，可以更好地應(yīng)對日益嚴(yán)重的鐵路沿線安全環(huán)境復(fù)雜局面，進一步加大對鐵路沿線安全環(huán)境各種違法行為的查處和打擊力度，滿足現(xiàn)場聯(lián)合執(zhí)法工作的需要，有利于建立快速反應(yīng)機制，聯(lián)合執(zhí)法機制，消除重大安全環(huán)境隱患，確保鐵路運輸安全暢通。

2.3 外圍配合

在鐵路沿線進行鐵路安全知識宣傳教育，并出資對發(fā)現(xiàn)問題進行舉報的當(dāng)?shù)匕傩者M行獎勵，可以對偶發(fā)性的環(huán)境安全隱患及時發(fā)現(xiàn)及時處理。

3 智能技術(shù)應(yīng)用

為實現(xiàn)對京滬高鐵周邊環(huán)境的提前預(yù)防、及時發(fā)現(xiàn)、及時制止，通過技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，實現(xiàn)人防、物防、技防一體化的高鐵周邊環(huán)境整治模式。

3.1 高分辨遙感動態(tài)檢測技術(shù)

高分辨遙感技術(shù)應(yīng)用于京滬高鐵的周邊環(huán)境整治智能監(jiān)控體系，主要包括不同時期周邊環(huán)境的變化監(jiān)測和安全隱患識別特征庫兩個方面。

（1）在京滬公司層級的具體管理工作中，由于各鐵路局集團公司的防控系統(tǒng)各自獨立工作，各系統(tǒng)之間信息不能相互共享，相互參考，系統(tǒng)協(xié)調(diào)溝通能力較弱。利用高分辨率遙感技術(shù)周期性地毯式排查鐵路外部安全隱患和安全防護狀態(tài)，對高鐵周邊環(huán)境進行變化監(jiān)測，實現(xiàn)對京滬高鐵安保區(qū)內(nèi)違法建筑、違法占用行為的類別、規(guī)模、分布情況、危害程度的拾取，形成面向高分辨率遙感技術(shù)的環(huán)境安全隱患識別特征數(shù)據(jù)庫。

（2）通過隱患識別特征數(shù)據(jù)庫，進一步明確基于高分辨率遙感技術(shù)即能夠?qū)崿F(xiàn)識別排查的隱患種類，以及哪些隱患種類需要和其它手段相結(jié)合實現(xiàn)識別排查。同時，基于特征數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)，分析影響隱患識別成功率的因素，比如時間、天氣等，以最大發(fā)揮基于遙感技術(shù)的環(huán)境動態(tài)變化監(jiān)測能力。另外，周期性的高分辨率遙感圖像可作為隱患整治、救災(zāi)搶修部署等的依據(jù)，為京滬高鐵管理水平整體提升提供一種新的技術(shù)手段和方法。

3.2 北斗技術(shù)

北斗的精確定位技術(shù)可用于京滬高鐵周邊環(huán)境安全隱患整治智能系統(tǒng)。將環(huán)境安全隱患采集信息接入京滬高鐵地理信息系統(tǒng)，利用北斗定位技術(shù)，管理者可根據(jù)精確的位置信息在遙感圖像和GIS地圖上直接查看，并可添加安全隱患區(qū)標(biāo)注。環(huán)境整治部門可根據(jù)該安全隱患區(qū)的位置信息準(zhǔn)確、及時到達現(xiàn)場進行確認并采取相應(yīng)措施。同時，基于京滬高鐵地理信息系統(tǒng)的視頻監(jiān)控設(shè)備位置數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)安全隱患時，系統(tǒng)可自動檢索出距離隱患發(fā)生位置最近的視頻監(jiān)控點。系統(tǒng)管理人員通過把該視頻監(jiān)控點的具體信息推送至或者以其它方式告知視頻監(jiān)控指揮中心工作人員，指揮中心可迅速調(diào)取改點的現(xiàn)場畫面，進一步確認隱患信息。

基于北斗的巡線人員作業(yè)終端可實時查看沿線安全防護區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)，采集鐵路安全防護區(qū)內(nèi)違章建筑、非法占地、挖沙取土、違章施工等現(xiàn)象的邊界位置信息，將位置信息添加屬性后實時反饋至北斗隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器。用北斗定位打卡功能進行軌跡回放，在日常檢查作業(yè)管理上，增加作業(yè)的計劃性，制定巡回圖，對計劃完成情況進行跟蹤分析。

4 結(jié)束語

以京滬高鐵周邊環(huán)境現(xiàn)狀以及典型周邊環(huán)境安全隱患為基礎(chǔ)，結(jié)合目前京滬高鐵委托管理模式，從人防、物防、技防3方面研究了適用于京滬高鐵周邊環(huán)境整治的京滬高鐵周邊安全隱患智能監(jiān)測體系：

（1）構(gòu)建京滬公司和地方政府協(xié)作的雙段長制，以及京滬公司與委管單位、鐵路監(jiān)管部門、政府等多方合作機制，形成高鐵周邊環(huán)境防控體系；

（2）制定了不同條件下的環(huán)境整治、維護方案，綜合利用沿線防護設(shè)備和防護措施；

（3）將高分辨遙感變化監(jiān)測技術(shù)和北斗定位技術(shù)應(yīng)用于京滬高鐵周邊環(huán)境隱患識別中。提出了周邊隱患發(fā)現(xiàn)、處理、檢驗、監(jiān)測的技術(shù)應(yīng)用方案，提高了單純靠人工排查隱患的工作效率，形成高鐵環(huán)境隱患的高效管理。