運用信息技術手段預防鐵路路基地質災害的探索

（1.成都鐵路局重慶工務段，重慶 400053；2.云南文山鋁業有限公司，云南 文山 663000）

運用信息技術手段預防鐵路路基地質災害的探索

王 恒1胡雪梅2

（1.成都鐵路局重慶工務段，重慶 400053；2.云南文山鋁業有限公司，云南 文山 663000）

鐵路路基地質災害一直是鐵路運輸安全的巨大威脅。如何防止鐵路災害，成為鐵路工務工作的重要任務。應用信息技術手段預防鐵路路基地質災害，勢必將成為鐵路防災發展的大方向。基于此，本文探索了信息技術防治鐵路路基災害的可行性，并提出了一種設計思路。

地質災害；預防；信息技術；可行性；設計思路

1 鐵路路基地質災害

在我國國民經濟和社會生活中，鐵路運輸舉足輕重。鐵路是否安全備受關注。與鐵路安全對應的是鐵路災害。其具有特殊性。一些在地質、氣象學科遠未達到災害等級的事件，卻往往直接危及鐵路的行車安全。在鐵路上更為關注的恰恰是崩塌、落石、溜坍等這些“微觀事件”。但是因連日降雨造成山體滑坡、泥石涌進隧道掩埋線路、路基設施被洪水沖毀等，不但會造成列車脫軌等直接事故，還會影響到其它列車的運行。

上世紀，美日兩國就已開始針對本國災害問題建立法律法規，同時不斷研究防災技術，修建抗災工程，完善災害應急機制。此基礎上，建立和發展適合各自國情的減災系統工程，使得美日兩國抵抗自然災害能力大幅度提高，減少災害對經濟建設負面效應。傳統上鐵路應對災害，主要采取工程和人工防范，如排水工程、擋土墻工程、抗滑樁工程等；近年來也有使用雨量計監測雨量，對比以往雨量數據與降雨型災害成災情況的關系，有針對的加強人力巡防的防洪減災措施。這些舉措不僅投入人力、物力大，而且難以達到穩定、準確、長期的防治效果。

2 國內外信息化技術在鐵路路基地質災害防治中的應用

當今，科技必將成為鐵路運輸安全體系中不可缺少的因素，勢必影響鐵路發展的方向。隨著科技進步，必須不斷提高各種技術設備的性能、強度和可靠性，并努力采用設備故障防護報警和自動檢測、自動控制、遠程控制等先進手段，切實保證運輸安全。

國外鐵路在運輸安全保障系統中科技保安全效果十分明顯。如美國鐵路對ITCS系統的可靠性和安全性非常滿意。ITCS系統使用穩定，開通以來尚未發生一次設備故障。日本鐵路將安全技術與通信、計算機技術融為一體而發展出第三代鐵道運營控制系統技術。德國高速鐵路在高速新線上采用新型防災報警系統MAS90，除可監督線路裝備的運用狀況外，還可識別和及時報告環境對行車安全影響。

與國外鐵路相比，中國鐵路在國民經濟中所處位置特殊，各種地形地貌和海拔高度、多變的氣候帶、復雜的地質構造等都是歐美日俄等鐵路發達國家所不能比擬的。因此國外的技術研發成果不能滿足中國鐵路應對災害的全部需求，技術系統也不能解決中國鐵路全部具體問題。對中國鐵路所面對和必須解決的災害問題，國外的一些成熟方法可以借鑒，但是沒有一種可直接引進。

鐵路路基設備可以運用信息化技術對其實施常態化的狀態監控，即路基設備的狀態可以用數字化描述。一個信息化應用系統必然應具備專業屬性。信息化的價值體現，除管理、維護外，更在于隨時把握基礎設施完好狀態、掌握防洪設施的工程品質、災害跡象的捕捉、預判災害事件進程、災害過程跟蹤、監控災害沖擊或損毀時間地點及損毀程度、災害事件數據記錄、管轄范圍內點線面災害規律的分析整理等。

3 運用信息化技術對鐵路路基設備進行監控的可行性

鐵路路基設備可選用的監測技術是多方面，遵循地質災害形成機理和誘發因素，選擇監測儀器設備。這些監測技術必須能實時準確描述災害信息，為防洪減災提供很好的數據基礎。信息化技術為路基設備的數字化表達與監控預警提供了技術基礎。地表位移監測、深部位移監測、地下水位水壓力監測等地質機理方面的監控措施；雙電網傳感器、位移傳感器、壓力傳感器等，實現不間斷自動遙測技術。這些手段和方法，可以依照不同路基種類、不同地形地貌、不同防護需求，進行有針對的組合。把過去災害發生后進行的工程治理，提前到災害發生前對災害的實時監控，不再是災后治理，而是災前主動監控。鐵路路基設備監控預警系統是建立在信息化基礎上的一個監控災害的系統，鐵路災害預警監控系統結合鐵路運維需求，將災害預警分解成趨勢預報、線路威脅報警、精確報警三個過程報警。三個報警過程相互獨立，又逐層推進，達到了對路基設備災害滑體連續性監控目的，實現對鐵路滑坡災害有效預警監控。在路基設備監控預警系統中，對災害監控，不單從一方面去監控，而是從氣象、地質，災害體形態等多方面做全方位，立體監控。

4 鐵路路基設備監控預警系統設計思路

信息化應用，并不在于技術是否尖端，在于是否真正解決運維一線具體問題。國際、國內地質和氣象學界正嘗試著遙感技術、衛星技術等。面對鐵路這樣需求清晰目的單純行業，不應是各種技術的試驗場，不需要對災害開展孕育發展機理研究。所以“簡單、成熟、穩定、可靠、可工程化設計施工、便于維護更換、局限于路產范圍不涉及征地”就是這個系統構建的原則。有時運用地質學科理論和成果的，反映物理量變化的技術、簡單的接觸式技術等，都可能成為“一觸即發”的實用選擇。構成不同描述和判別條件互不相關的技術，反而是提高防范可靠性的“好技術”。

鐵路路基設備監控預警系統結合鐵路的運作模式和行業特征，應具有以下設計思路：（1）“點段式”災害點監控。鐵路整體呈線型分布，不可能進行全線防御，只能是通過勘察勘定，確定可能危及行車安全的潛在災害點段，重點區域監控。（2）系統靈活分級。鐵路線路兩邊地形地貌差異較大，同類危險點段也是如此。因此現場設備布設要有足夠靈活性，滿足不同地形條件場景需求。（3）網絡化監控。監控單個災害點并不能解決鐵路面臨的災害問題，須將這些單系統有機結合起來，形成線路的災害監控網絡，對該線路大部分危險點段進行有效監控，方能起到作用。（4）災害救援聯動機制。災害監控并不能阻止災害發生，只能提供災害發生前后危險點段的狀態變化。災害事件發生前后，系統發出告警，工務、行車等部門需要同時聯動工作，及時搶修搶險。因此災害監控系統客戶端可增加到工務、調度、車站等不同部門。

[1]陳洪波.路基邊坡地質災害防治技術信息系統[J]. 長安大學，2007.

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