淺談高速鐵路自然災害及異物侵限系統建設

張敏鴻

摘 要：從介紹我國已投入運營的蘭新高鐵的自然災害及異物侵限防護系統（以下簡稱：防災系統）建設經驗入手，提出了高速鐵路防災各監控子系統的功能，以及系統建設的研究。

關鍵詞：高速鐵路；防災系統；

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-02-00-01

經過10多年的高速鐵路建設和對既有鐵路的高速化改造，我國目前已經擁有全世界最大規模以及最高運營速度的高速鐵路網，高速列車與普通列車相比較其運營安全保障體系要求更加嚴密。運營安全是確保高速鐵路順利開通運營的最核心、最關鍵、最根本的問題。近期全球氣候異常，災害頻發，洪水、雪災、水災、地震這些災害的發生引發的列車脫軌、停運、車毀人亡、線路橋梁遭到破壞性損毀等一系列重大事故時有發生。我國高速鐵路均采用了先進的災害防護技術加強對災害的有效防護。包括自然災害（風、雨、雪、地震）及突發事故等。今后高速鐵路應對以上災害進行重點防護和監測報警，使高速列車在災害發生時的損失程度降至最小，安全問題得以保障。

一、蘭新高鐵防災系統總體功能及分析

（一）蘭新高鐵防災系統

蘭新防災系統包括風監測子系統、雨監測子系統、雪監測子系統、異物侵限監測子系統、地震監測子系統。防災監控設備數據通過鐵路通信通道，即時在調度所設置終端顯示，如發生各種報警，可立即向鐵路局CTC系統發送報警信息。

1、大風報警功能。大風監測子系統，監測實時風速。當風速持續超過報警值，自動彈出報警點和建議限速值。此時調度員根據報警點前后兩個監測點的公里坐標確定限速區段，立即向相關列車司機發布調度命令，對來不及發布調度命令的列車，立即通知司機。當大風監控系統發出禁止運行的報警信息后，列車調度員及時關閉相關信號并通知司機停車地點或指示司機立即停車。當大風預警系統報警解除后，列車調度員向相關列車發布恢復正常運行的調度命令。

2、雨量報警功能。當降雨量達到警戒值時，系統自動報警，列車調度員根據報警信息，立即向相關列車發布限速調度命令或扣停列車。降雨量達到封鎖警界值時，指示運行在報警區間的列車以能夠隨時停車的速度運行到前方車站后，封鎖區間。

3、雪深報警功能。根據當地氣象臺站的積雪深度統計數據，結合積雪深度與首列車限速要求設置雪深計。

雪深儀測量從探頭到被測目標表面的距離智能推算出積雪深度，通過脈沖回波，測量雪深深度。

4、異物監測系統。公跨鐵立交橋異物侵限監控子系統現場監測設備由雙電網傳感器、軌旁箱控制器等組成。當異物落下砸斷防護網侵入鐵路限界時，防災系統向CTC系統發送異物侵限報警信息，同時通過所在區域的列控聯鎖觸發列車自動停車。列車調度員接到落物報警的信息后，應立即呼叫有關列車停車，并通過視頻監視系統進行查看，同時匯報調度。如有發現問題，調度應立即通知工務、電務、供電、公安等部門趕赴現場檢查處理。列車調度員接到現場開通線路的報告后，根據現場請求設置臨時限速，點擊臨時通車按鈕恢復行車。不能設置時，列車調度員應向通過該地段的列車司機發布限速運行的調度命令。

5、地震系統。在高速鐵路地處地震帶區域的牽引變電所、AT所、分區所、開閉所等設置2套地震儀。當發生強震時，將立即作用于當地牽引變所切斷供電與所在區域的列控聯鎖觸發列車自動停車。同時防災系統向CTC系統發送地震報警信息，調度立即通知所在區段的工務、電務、供電等部門做好地震災害應急方案處理。由于國內鐵路尚無數據積累及應用經驗，目前地震子系統還未投入控車使用。

二、防災系統建設研究

（一）防災系統的監控范圍

監控范圍包括：自然災害（風、雨、雪、洪水、地震），線路（重點長大橋梁監測，突發事故及非法侵限監測等）。系統預留與地方氣象臺站和地震臺站等相關部門的信息接口；對風、雨、雪、洪水等的監測要求結合地方臺的近、遠期預報作為判斷依據；對地震則要求系統獲取地方臺的中、長期預報信息，以增強對各種自然災害的預見性和提高自然災害等級分級判斷的準確性。

（二）基層站防災系統

基層站防災系統監控應實施全天候、無縫隙監控，能夠自動、實時上傳管轄范圍內各種防災安全信息采集系統的監測數據和設備狀態信息，在綜合調度系統用戶界面上動態顯示所有監測點安全監測信息，包括監測項的實時變化值和監測設備/系統的運行狀態。系統接收其他相關子系統對報警事件的處理情況反饋信息，并可在報警消除或事故恢復后獲得通知，以跟蹤安全報警事件處理的全過程，實施全面、實時的安全監控。

（三）防災系統的數據處理及報告功能

防災系統應具有數據庫和初步分析功能，可按照數據接口規定的格式和內容自動上傳設備狀態自檢信息。根據數據量大小和實際應用需求，存儲半年至一年的原始檢測數據，也可轉存至光盤或磁帶中進行永久保存。系統根據設置各種災害預警的門限值，對各種災害可能對列車運行造成的影響作出評估，實時發送到相關調度臺。調度員按設定的報警標準和業務處理規程，對災害監測信息進行綜合分析處理，判斷設備故障和災害的類型和級別，生成報警預警信息，啟動應急處理預案，并將報警預警信息及處理預案自動發送至列車調度臺、供電調度臺、動車組調度臺、客調臺等調度所內各工種調度，以及鐵路局調度中心等的相關部門。應急搶險完成后，在進行事后情況分析匯總時，系統提供一系列數據，詳細記錄整個事件的始末，具體記錄應急搶險方案的調整及實施過程，不斷完善專家知識庫，為進一步提高應急搶險方案的有效性提出修改意見。

三、結束語

蘭新高鐵是我國第一條高原地區高速鐵路，是西北的重要連接線客運專線，災害防護系統做為安全行車的重要一環，具有十分現實的意義。未來幾年內，我國將大規模修建、開通運營高速鐵路，借鑒已開通的各條高速鐵路防災系統的經驗，不斷探索建設符合中國高速鐵路特點的安全保障體系是貫徹以人為本理念、切實保障人民生命財產安全的具體體現。

參考文獻：

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