高鐵防災(zāi)異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用與維護(hù)安全淺析

蘇 躍

（中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司北京通信段，北京 066000）

1 引言

1.1 高鐵防災(zāi)系統(tǒng)

高速鐵路自然災(zāi)害和異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）是保證高鐵列車(chē)安全、高效運(yùn)行的技術(shù)支撐手段和重要基礎(chǔ)裝備之一。系統(tǒng)為調(diào)度部門(mén)、基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)部門(mén)提供自然災(zāi)害（風(fēng)、雨、雪、地震）及突發(fā)事故異物侵限報(bào)警信息，通過(guò)信號(hào)聯(lián)鎖及列控系統(tǒng)或行車(chē)調(diào)度命令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或人工控制行車(chē)速度、行車(chē)管制預(yù)案及維護(hù)建議，在一定程度上減少自然災(zāi)害與各種人為突發(fā)事件對(duì)鐵路高速行車(chē)的危害，保證高鐵運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

1.2 異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是高鐵防災(zāi)系統(tǒng)中關(guān)鍵的一項(xiàng)災(zāi)害預(yù)防技術(shù)。它主要針對(duì)公跨鐵路橋、公鐵并行區(qū)段、隧道入口危及行車(chē)安全的異物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并提供相關(guān)信息，為列車(chē)調(diào)度員進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整、發(fā)布行車(chē)限速、搶險(xiǎn)救援等命令提供依據(jù)，保證高鐵列車(chē)運(yùn)行安全。

2 異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成及監(jiān)測(cè)原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、異物監(jiān)控單元、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備、調(diào)度指揮中心防災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、工務(wù)處防災(zāi)監(jiān)控終端、工務(wù)段防災(zāi)監(jiān)控終端、中繼站列控接口設(shè)備、傳輸設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)等組成。異物侵限現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備由異物侵限監(jiān)測(cè)傳感器和軌旁控制器組成。異物侵限監(jiān)測(cè)傳感器（俗稱(chēng)電網(wǎng)）主要安裝在鐵路上跨橋兩側(cè)。監(jiān)測(cè)信息傳送至離監(jiān)測(cè)點(diǎn)最近的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元內(nèi)。監(jiān)控單元安裝于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備附近的GSM-R基站內(nèi)。異物監(jiān)控單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，由異物控制器、繼電器組合模塊、UPS電源、數(shù)據(jù)接收和發(fā)送模塊、防雷單元、網(wǎng)絡(luò)接口和機(jī)柜等。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)配置一套異物監(jiān)控單元。異物侵限現(xiàn)場(chǎng)控制器至監(jiān)控單元之間，監(jiān)控單元至信號(hào)列控中心之間采用信號(hào)對(duì)稱(chēng)電纜傳輸現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息。

2.2 監(jiān)測(cè)原理

異物控制器的發(fā)送盤(pán)發(fā)送交流5V電壓至現(xiàn)場(chǎng)的異物監(jiān)測(cè)電網(wǎng)，接收盤(pán)接收發(fā)送的電壓。如發(fā)送、接收都正常，相應(yīng)的電網(wǎng)1（電網(wǎng)2）繼電器吸合，異物繼電器也處于吸起狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生異物侵限時(shí)，前端單電網(wǎng)或雙電網(wǎng)斷線，造成發(fā)送盤(pán)、接收盤(pán)無(wú)法正常接收交流5V電壓，造成電網(wǎng)1（電網(wǎng)2）繼電器落下，或者同時(shí)落下。監(jiān)測(cè)到突發(fā)異物侵限，采用繼電器接口電路將報(bào)警信息傳送給列控系統(tǒng)，并將接口繼電器的狀態(tài)回采到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元，從而通過(guò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備和傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息傳送至各監(jiān)控終端，產(chǎn)生單電網(wǎng)或雙電網(wǎng)斷網(wǎng)告警。當(dāng)異物侵限導(dǎo)致雙電網(wǎng)斷線時(shí)，相關(guān)區(qū)段紅光帶，防災(zāi)監(jiān)控終端自動(dòng)發(fā)生災(zāi)害報(bào)警信息，系統(tǒng)同時(shí)向列控聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送異物侵限報(bào)警信息，使進(jìn)入相關(guān)閉塞分區(qū)內(nèi)的高鐵列車(chē)自動(dòng)停車(chē)。當(dāng)雙監(jiān)測(cè)網(wǎng)的一路電網(wǎng)斷線時(shí)，防災(zāi)監(jiān)控終端發(fā)出異物侵限傳感器故障報(bào)警信息，系統(tǒng)不向列控聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送異物侵限報(bào)警信息。

3 檢修與維護(hù)

異物控制器是異物侵限監(jiān)控的核心控制設(shè)備，異物侵限告警與列控直接連鎖，對(duì)高鐵列車(chē)安全運(yùn)行非常重要，對(duì)異物控制器進(jìn)行定期維護(hù)至關(guān)重要。定期檢查時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄異物控制器工作狀態(tài)，各指示燈的狀態(tài)，檢查所有相關(guān)接線是否有松動(dòng)，定期對(duì)異物控制邏輯及斷網(wǎng)進(jìn)行試驗(yàn)等。電源系統(tǒng)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，日常應(yīng)做好雙路交流電源的互倒檢查試驗(yàn)，UPS輸入、輸出電壓的測(cè)量，蓄電池的容量測(cè)試等工作。必須確保發(fā)送、接收端子連接配線的緊固性，這是日常處理及判定故障點(diǎn)的關(guān)鍵分界點(diǎn)。異物侵限傳感器線纜的維護(hù)，應(yīng)定期檢查線纜是否破損情況，異物控制器軌旁控制箱的維護(hù)，應(yīng)定期查看軌旁箱內(nèi)器件安裝是否松動(dòng)，接線是否松動(dòng)。機(jī)柜內(nèi)其它器件包括斷路器、避雷器、IO擴(kuò)展模塊等，維護(hù)與檢修主要是確保接線無(wú)松動(dòng)，各器件工作指示燈正常。同時(shí)，通信、工務(wù)、電務(wù)等專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，密切配合，也是關(guān)鍵的一環(huán)。

4 易發(fā)障礙分析及處置

4.1 易發(fā)障礙分析

異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)障礙點(diǎn)易在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備與基站防災(zāi)設(shè)備間出現(xiàn)，如電網(wǎng)傳感器、設(shè)備接線端子、纜線、防雷、異物控制器、繼電器、電源等環(huán)節(jié)。這就要求我們?cè)诎l(fā)生設(shè)備障礙時(shí)，要快速精確定位障礙點(diǎn)。常見(jiàn)的故障主要分為單電網(wǎng)告警和雙電網(wǎng)斷線兩種。單電網(wǎng)告警不影響行車(chē)，雙電網(wǎng)斷線直接造成列車(chē)停車(chē)。

4.2 障礙處置技巧

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成特點(diǎn)，排查障礙的方法要做到分段查找，快速定位。我們可通過(guò)對(duì)各部電壓的測(cè)量逐步進(jìn)行障礙分段，直至查到具體障礙點(diǎn)。首先是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電壓值與正常電壓值比較，確定出是基站內(nèi)異物監(jiān)控單元設(shè)備端還是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備端出現(xiàn)問(wèn)題，即先判定出是室內(nèi)（基站機(jī)房）還是室外設(shè)備障礙。然后依次再通過(guò)電壓測(cè)量比較，逐步縮小障礙段范圍，直至排查到最終的障礙點(diǎn)。分段后的障礙點(diǎn)排查首先要確定各接線端子無(wú)接觸不良或松動(dòng)情況。

4.2.1 室內(nèi)與室外設(shè)備電壓

主要測(cè)量系統(tǒng)發(fā)送至軌旁箱的5V交流電壓是否正常以及信號(hào)電纜接線端子24V直流電壓是否正常。電壓正常，則排除室內(nèi)設(shè)備障礙。電壓異常，需進(jìn)一步排查異物控制器。在接受端測(cè)得接收5V電壓異常時(shí)，則應(yīng)組織查找電纜是否異?；蛑袛唷?/p>

4.2.2 監(jiān)控單元至軌旁控制器電壓

主要測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元內(nèi)與軌旁相連的端子電壓，正常出端電壓為交流3-5.5V，進(jìn)端為交流1-5.5V。發(fā)現(xiàn)異常可能為軌旁至橋上電網(wǎng)接線松動(dòng)或斷線。

4.2.3 軌旁控制器防雷模塊電壓

主要測(cè)量軌旁控制器內(nèi)防雷模塊進(jìn)線與出線的電壓，正常進(jìn)端防雷的電壓為交流3-5.5V，出端正常接收電壓為交流1-5V。如異常，為軌旁控制器防雷模塊損壞。

4.2.4 監(jiān)控單元防雷模塊電壓

主要測(cè)量監(jiān)控單元內(nèi)防雷模塊進(jìn)線與出線的電壓，正常進(jìn)端防雷的電壓為交流3-5.5V，出端正常接收信號(hào)為交流1-5V。如異常，為監(jiān)控單元防雷模塊損壞。