京滬高鐵周邊環境安全隱患智能監測體系研究

蔣麗麗，封博卿

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

鐵路周邊環境安全隱患排查和監測技術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測體系是保證高鐵運營安全的重要措施[1]。各發達國家相關鐵路部門針對其所處的自然條件、地理環境的不同，分別建立了各不相同的鐵路周邊環境安全保障系統，并不斷地對方案和設施加以完善和提高。日本鐵路部門利用傳感器技術、檢測技術、自動控制技術，網絡通信技術等，一旦檢測出周邊環境存在安全隱患，自動給監控人員發出安全報警信息。法國的周邊環境安全排查和監控系統通過連鎖開關進行停車控制。德國高速新線上采用了新型防災報警系統MAS90，可監測鐵路沿線設備的運用狀況，還可根據預設來報告鐵路周邊環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模的高速鐵路網和最先進的動車組技術平臺。在安全管理和外部環境管控方面，由于高鐵設施置于公共場合，沿線人文地理環境復雜，設備設施位置分散，不可避免受到周邊環境的影響[4]。另一方面由于高鐵企業自身職能所限，高鐵外部環境安全排查和監控的困難較多[5]。因此，需要在現有的環境整治成果基礎上，健全防控體系、整治外部環境安全隱患、加強高鐵外部環境管控，保障高鐵運行環境安全。

本文根據京滬高鐵各鐵路局集團公司開展的沿線周邊環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個層級的自主創新、行之有效的鐵路周邊環境安全隱患智能監測體系，利用新技術、新手段對周邊隱患發現、處理、檢驗、監測，形成高鐵環境隱患的閉環管理，為京滬鐵路搭建一個安全可靠的保護網。

1 京滬高鐵周邊環境安全管理現狀研究

京滬高鐵是目前世界上技術標準最高的高速鐵路，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，聯接環渤海經濟圈和長三角經濟圈，沿線所經地域，人口稠密、經濟發達、土地資源緊張、河流密布、環境敏感和周邊環境安全隱患問題尤為值得關注[6-7]。

通過現場調研京滬高鐵沿線各單位的環境安全隱患排查和整治的歷史記錄數據，遵循2014年1月1日起實施的國務院第639號令《鐵路安全管理條例》中第二十九條至第三十九條規定，鐵路周邊環境安全隱患的分為11大類。京滬高速鐵路周邊安全隱患主要包括：在保護區內燒荒、放養牲畜、排污、傾倒垃圾和危害鐵路安全物質，在高速鐵路兩側200 m范圍內及地下水僅采取內抽取地下水，在河道禁采區域內采砂、淘金等，鐵路兩側存在影響鐵路運輸安全的危險物品生產、加工、儲存或銷售場所，采礦采石和爆破作業，排放粉塵煙塵及腐蝕性氣體的生產活動，可能被大風刮起危及鐵路運輸安全的輕型材料建（構）筑物、農用薄膜、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、煙囪等高大設施和高大樹木。除此之外，季節性出現的風箏以及近期出現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、隨機性、離散性、不可預知等特性。

2 京滬周邊環境安全隱患管理體系的建立

京滬高鐵周邊環境管理從3個層面來進行，（1）內部管理；（2）內外協調；（3）外圍配合，調動京滬公司、委管單位、鐵路監管部門、政府等多方合作機制。加強內部管理，暢通內外協調，調動外圍配合，通過這3個層面實現環境隱患的預防、發現及治理，有效地防止和減少外部安全環境隱患引發的安全事故。杜絕周邊環境整治工作中及時發現違法行為難、有效治理違法行為難、違法行為易反復的現象。具體的管理流程，如圖1所示。

圖1 環境整治工作流程

2.1 內部管理

京滬高鐵周邊環境智能防控體系的內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，鐵路沿線環境治理的內部管理中各級各部門各單位按照“專業負責、層級負責、綜合治理、閉環管理”的原則負責本系統的環境整治工作，貫徹執行國家、鐵路總公司、鐵路局集團公司關于鐵路外部安全環境管理的法律法規、制度措施；要依照防控體系整體布局制定落實本系統、本單位外部安全環境管理工作制度。

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）層級負責監督、檢查、指導及督辦工作。對外部安全環境管理工作的檢查指導，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）負責組織制定安全環境設備設施的建設專項資金投入和更新改造計劃，抓好安全環境基礎建設，推行外部安全環境管理規范化、標準化，增強安全環境保障能力。

（3）負責對路局集團公司的環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）建立環境整治信息化系統，利用新技術新手段，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、站段各單位各專業都是鐵路周邊環境安全隱患排查的主體。負責全面掌握本單位的環境整治狀況，完成檢查指導和責任考核工作，并周期性將安全隱患問題匯總上報。各單位要明確環境整治工作崗位責任，各專業（供電、運輸、工務、土房等）實行“誰管理，誰負責”，實現自己檢查、發現問題，立案管理， 各司其職，各負其責，相互配合，共同協作，形成合力，及時消除鐵路外部安全環境問題和隱患，及時整治發現的鐵路外部安全環境隱患問題。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，從發現、整治、銷號建立完整的閉環流程。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

一線巡防負責定期排查和臨時檢查。對鐵路周邊環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合，以人工排查和監控為主。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的鐵路周邊環境影響設備安全的隱患問題。

（2）地面檢查。安全人員對轄區范圍外部環境定期進行檢查，對橋下、河道及線路兩側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鐵路外部安全環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境日常巡視檢查制度不落實的，外部安全環境隱患未及時發現或發現后處置不力造成違法事實的，遲報、漏報、瞞報、謊報有關信息的，上級指出外部安全環境問題不重視、處理不力的，要件件分析，追究責任。

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

2.2 內外協調

京滬公司及各鐵路局集團公司站段和線服、公安、車站、包括各級路內的添乘檢查管理人員對周邊環境安全建立聯絡協作、實時檢查、通信聯系制度，及時掌握現場發現的變化做出響應，建立周邊安全環境第二道防線。

為了強化京滬高鐵周邊環境整治統籌協調機制，在日常協商機制的基礎上，建立“雙段長”工作責任制。高速鐵路沿線市、縣和鐵路有關單位建立“雙段長”責任制，沿高速鐵路線路（城區內每1 km、城區外每5 km）設鐵路運營單位和地方街道（鄉鎮）相關負責人各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。“雙段長”要認真履行職責，定期巡查負責線路，建立巡查記錄和問題臺賬，及時安排處置問題，對超出職權范圍的事項及時報上級地方政府和鐵路有關單位處理。

同時，建立和地方公安信息互通機制。發現安全隱患問題時實現雙方單位信息共享，可以更好地應對日益嚴重的鐵路沿線安全環境復雜局面，進一步加大對鐵路沿線安全環境各種違法行為的查處和打擊力度，滿足現場聯合執法工作的需要，有利于建立快速反應機制，聯合執法機制，消除重大安全環境隱患，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，并出資對發現問題進行舉報的當地百姓進行獎勵，可以對偶發性的環境安全隱患及時發現及時處理。

3 智能技術應用

為實現對京滬高鐵周邊環境的提前預防、及時發現、及時制止，通過技術創新應用，實現人防、物防、技防一體化的高鐵周邊環境整治模式。

3.1 高分辨遙感動態檢測技術

高分辨遙感技術應用于京滬高鐵的周邊環境整治智能監控體系，主要包括不同時期周邊環境的變化監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各自獨立工作，各系統之間信息不能相互共享，相互參考，系統協調溝通能力較弱。利用高分辨率遙感技術周期性地毯式排查鐵路外部安全隱患和安全防護狀態，對高鐵周邊環境進行變化監測，實現對京滬高鐵安保區內違法建筑、違法占用行為的類別、規模、分布情況、危害程度的拾取，形成面向高分辨率遙感技術的環境安全隱患識別特征數據庫。

（2）通過隱患識別特征數據庫，進一步明確基于高分辨率遙感技術即能夠實現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合實現識別排查。同時，基于特征數據庫的歷史數據，分析影響隱患識別成功率的因素，比如時間、天氣等，以最大發揮基于遙感技術的環境動態變化監測能力。另外，周期性的高分辨率遙感圖像可作為隱患整治、救災搶修部署等的依據，為京滬高鐵管理水平整體提升提供一種新的技術手段和方法。

3.2 北斗技術

北斗的精確定位技術可用于京滬高鐵周邊環境安全隱患整治智能系統。將環境安全隱患采集信息接入京滬高鐵地理信息系統，利用北斗定位技術，管理者可根據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標注。環境整治部門可根據該安全隱患區的位置信息準確、及時到達現場進行確認并采取相應措施。同時，基于京滬高鐵地理信息系統的視頻監控設備位置數據，當出現安全隱患時，系統可自動檢索出距離隱患發生位置最近的視頻監控點。系統管理人員通過把該視頻監控點的具體信息推送至或者以其它方式告知視頻監控指揮中心工作人員，指揮中心可迅速調取改點的現場畫面，進一步確認隱患信息。

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

4 結束語

以京滬高鐵周邊環境現狀以及典型周邊環境安全隱患為基礎，結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境整治的京滬高鐵周邊安全隱患智能監測體系：

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

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

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