高鐵運行安全監測監控技術

摘 要：鐵路作為國家重要的基礎設施、國民經濟的大動脈和大眾化的交通工具，承擔著旅客運輸和貨物運輸的重擔，是我國綜合運輸網的骨干，在現代運輸體系中發揮著非常重要的作用。但鐵路運輸是有一定風險的，如何保障鐵路運輸安全，規避風險成為人們關注的焦點。在鐵路改革發展的過程中，鐵路安全監測監控技術也在不斷加大它在鐵路建設中所占的份額。本文主要對高鐵運行安全監測監控技術進行研究。

關鍵詞：高鐵；安全；監測技術；

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-12-00-01

高鐵是復雜的巨系統，任何子系統和設施、設備受自然和人為的作用，可能出現病害或故障，一旦防控環節處置不當，都可能對高鐵運行品質和安全產生影響或危及運行安全，極端情況下甚至車毀人亡，后果不堪設想。高鐵安全涉及從勘察設計、施工建造、調試驗收到運營維護、檢測監測、風險防控、應急處置的全過程。建設階段要確保工程設施和設備質量，把隱患解決在運營之前。運營階段要有效掌控固定設施、移動裝備的運行狀態和變化規律，形成安全風險源識別、研判、防控、整除構成的閉路循環，最大限度地防控安全風險。本文主要對高鐵運行安全監測監控技術進行研究。

一、高鐵安全監測的主要對象及監測網絡的要求

高鐵安全運行的危害因素，結合我國實際路況特點并借鑒世界各國的經驗來看，目前需要考慮的主要危害有：強風、洪水、隧道應力、橋梁傾斜，路基沉降等。這些危害比較直觀，體現也很明顯，一旦產生，對速度飛快的高速列車來講，后果也比較嚴重。為了避免這些因素引起的災害發生，安全監測監控技術應運而生。通過自動化系統，實時監測各個道路的信息，并將這些采集到的信息傳送到遠端的調度中心，由調度中心統一管理并判斷發生危險的可能性，及時的通知到各個路段的行車，警告車輛注意前方會有何種危險，這樣就形成了一個安全檢測系統的大概輪廓。

二、高速鐵路基礎設施狀態檢測及監測技術

（一）綜合檢測。我國高鐵固定設施的檢測普遍采用綜合檢測列車進行檢測。綜合檢測列車應用當今先進檢測技術，實現多項口、高速度、高精度的綜合檢測，每10-15d對高鐵線路固定設施檢測一遍，成為保證運行安全不可缺少的重要裝備。

綜合檢測主要包含3方面：一是檢測系統包括軌道檢測、弓網檢測、輪軌動力學檢測、通信檢測以及信號檢測；二是檢測數據分析處理系統；三是適合線路軌道等檢測的專業檢測設備。

（二）基礎設施專業檢測系統。為滿足線路限界、軌道狀態、鋼軌探傷、接觸網等檢測需要，應置軌道檢查車、鋼軌探傷車、限界檢查車、接觸網檢查車、電務檢查車等適合各專業檢測的專用檢測裝備設備。

三、列車運行狀態監控

運行狀態監控系統，系統以信息網絡技術為平臺，實現了對主要設備的狀態監測、數據采集、網絡傳輸、故障處理、遠程監控、安全防護等功能，確保列車運行安全。運行狀態監控系統主要包括車載監控、遠程監控以及地面監控。

（一）車載監控系統。主要監測動車組性能、功能及主要部件的運用狀態，進行故障診斷，顯示故障發生的部位和功能，實現動車組運行跟蹤監控及故障報警。車載監控系統具有信息采集、信息處理、綜合判斷、故障安全恢復及故障數據存儲等功能，提高了動車組運營安全性，便于運用和維修作業。通過布設于動車組重要部件和關鍵設備的各類傳感器，實時監測速度、壓力、應力、電流、電壓、溫度等參數和列車走行部、牽引傳動和制動等系統的運行狀態，網絡控制系統將列車主要監測設備連為一個整體。根據各類傳感器的檢測、監測信息進行綜合診斷，確定故障等級，實現故障隔離和故障導向安全目的。

（二）遠程監控系統。車載信息采集設備采集車載網絡控制系統中的運行狀態數據及故障報警信息，將動車組運行位置、速度、牽引、制動、軸溫等安全信息及客服設施信息，利用GSM-R/GPRS無線傳輸網絡實現車載信息落地和遠程傳輸，實時掌握動車組狀態及故障情況，實現運營動車組安全狀態的遠程監控。

（三）地面監控系統。在車載監控和遠程監控的基礎上，正在積極推進動車組運行安全地面監控系統研究，在高鐵進出站、動車所進出庫等咽喉地段安裝地面監控系統，綜合識別途經動車組的圖像、聲音和溫度等，判斷動車組運行是否正常，確保動車組運行安全。

四、線路基礎設施監測

（一）軌逆結構狀態監測。無縫線路鋼軌受力狀態在線監測。存在斷軌、脹軌風險的嚴寒、高溫地區，可通過對無縫線路鋼軌溫度、位移、應力等參數的監測，對無縫線路鋼軌受力狀態進行分析預警；對道岔和伸縮調節器運用狀態進行在線監測，確保道岔和伸縮調節器運用安全。

（二）路基沉降變形監測。對路基工后沉降仍未穩定的軟弱地基地段和不同結構物過渡段設置沉降觀測點，實時監測路基變形，為線路行車安全及路基病害治理提供依據。還要對結構復雜的橋梁進行安全監測。

（三）特長隧逆安全監測。新奧法是目前我國隧道施工中多使用的施工法，其方法施工后需要量測的對象主要有：圍巖與噴層接觸應力及錨桿內力、拱頂下沉、深部位移，隧道周邊的位移等。其中最主要的是對圍巖與噴層接觸應力的測量及錨桿內力量測。在施工結束一段時間后，所測得的圍巖與噴層接觸應力及錨桿內力都應該趨于平穩，不會有大的變化，通過所測得的數據如發現其產生突變，則預示著該隧道內可能存在安全隱患，應盡快前往現場檢查。同時，一般情況下隧道內若出現變形，坍塌等危險之前，圍巖與噴層接觸應力及錨桿內力都是會有較大變化的。

五、環境與災害監測預警

如何最大限度地預防和減少各類自然災害對高鐵安全的影響，是鐵路安全技術必須長期關注的一項重大課題。綜合視頻監視，系統對重點監視口標和重點治安防范區域進行實時監視，回訪、具有視頻圖像的實時監視、存儲、云鏡控制、視頻分發/轉發等功能。

我國己是高速鐵路大國，投運規模不斷速擴大。目前鐵路部門首要工作就是做好高鐵安全風險防控，做好各種檢測、監測、監控工作。鐵路部門要深刻認識高鐵安全管理特點，全力推進安全技術創新，不斷完善高鐵安全技術體系建設，增強科技保高鐵運行安全的能力，確保高速鐵路持續安全穩定運行。

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