高鐵防災異物侵限監測系統使用與維護安全淺析

蘇 躍

（中國鐵路北京局集團有限公司北京通信段，北京 066000）

1 引言

1.1 高鐵防災系統

高速鐵路自然災害和異物侵限監測系統（簡稱防災監測系統）是保證高鐵列車安全、高效運行的技術支撐手段和重要基礎裝備之一。系統為調度部門、基礎設施維護部門提供自然災害（風、雨、雪、地震）及突發事故異物侵限報警信息，通過信號聯鎖及列控系統或行車調度命令實現自動或人工控制行車速度、行車管制預案及維護建議，在一定程度上減少自然災害與各種人為突發事件對鐵路高速行車的危害，保證高鐵運輸的安全。

1.2 異物侵限監測系統

異物侵限監測系統是高鐵防災系統中關鍵的一項災害預防技術。它主要針對公跨鐵路橋、公鐵并行區段、隧道入口危及行車安全的異物進行監測，并提供相關信息，為列車調度員進行列車運行計劃調整、發布行車限速、搶險救援等命令提供依據，保證高鐵列車運行安全。

2 異物侵限監測系統構成及監測原理

2.1 系統構成

異物侵限監測系統由現場監測設備、異物監控單元、監控數據處理設備、調度指揮中心防災監控設備、工務處防災監控終端、工務段防災監控終端、中繼站列控接口設備、傳輸設備及通信網絡等組成。異物侵限現場監測設備由異物侵限監測傳感器和軌旁控制器組成。異物侵限監測傳感器（俗稱電網）主要安裝在鐵路上跨橋兩側。監測信息傳送至離監測點最近的現場監控單元內。監控單元安裝于現場監測設備附近的GSM-R基站內。異物監控單元采用模塊化結構，由異物控制器、繼電器組合模塊、UPS電源、數據接收和發送模塊、防雷單元、網絡接口和機柜等。每個現場監控點配置一套異物監控單元。異物侵限現場控制器至監控單元之間，監控單元至信號列控中心之間采用信號對稱電纜傳輸現場監測信息。

2.2 監測原理

異物控制器的發送盤發送交流5V電壓至現場的異物監測電網，接收盤接收發送的電壓。如發送、接收都正常，相應的電網1（電網2）繼電器吸合，異物繼電器也處于吸起狀態。當發生異物侵限時，前端單電網或雙電網斷線，造成發送盤、接收盤無法正常接收交流5V電壓，造成電網1（電網2）繼電器落下，或者同時落下。監測到突發異物侵限，采用繼電器接口電路將報警信息傳送給列控系統，并將接口繼電器的狀態回采到現場監控單元，從而通過監控數據處理設備和傳輸網絡將信息傳送至各監控終端，產生單電網或雙電網斷網告警。當異物侵限導致雙電網斷線時，相關區段紅光帶，防災監控終端自動發生災害報警信息，系統同時向列控聯鎖系統發送異物侵限報警信息，使進入相關閉塞分區內的高鐵列車自動停車。當雙監測網的一路電網斷線時，防災監控終端發出異物侵限傳感器故障報警信息，系統不向列控聯鎖系統發送異物侵限報警信息。

3 檢修與維護

異物控制器是異物侵限監控的核心控制設備，異物侵限告警與列控直接連鎖，對高鐵列車安全運行非常重要，對異物控制器進行定期維護至關重要。定期檢查時應詳細記錄異物控制器工作狀態，各指示燈的狀態，檢查所有相關接線是否有松動，定期對異物控制邏輯及斷網進行試驗等。電源系統是關鍵環節，日常應做好雙路交流電源的互倒檢查試驗，UPS輸入、輸出電壓的測量，蓄電池的容量測試等工作。必須確保發送、接收端子連接配線的緊固性，這是日常處理及判定故障點的關鍵分界點。異物侵限傳感器線纜的維護，應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，應定期查看軌旁箱內器件安裝是否松動，接線是否松動。機柜內其它器件包括斷路器、避雷器、IO擴展模塊等，維護與檢修主要是確保接線無松動，各器件工作指示燈正常。同時，通信、工務、電務等專業系統的協調聯動，密切配合，也是關鍵的一環。

4 易發障礙分析及處置

4.1 易發障礙分析

異物侵限監測系統障礙點易在現場監控設備與基站防災設備間出現，如電網傳感器、設備接線端子、纜線、防雷、異物控制器、繼電器、電源等環節。這就要求我們在發生設備障礙時，要快速精確定位障礙點。常見的故障主要分為單電網告警和雙電網斷線兩種。單電網告警不影響行車，雙電網斷線直接造成列車停車。

4.2 障礙處置技巧

根據網絡構成特點，排查障礙的方法要做到分段查找，快速定位。我們可通過對各部電壓的測量逐步進行障礙分段，直至查到具體障礙點。首先是通過現場實測電壓值與正常電壓值比較，確定出是基站內異物監控單元設備端還是現場監測設備端出現問題，即先判定出是室內（基站機房）還是室外設備障礙。然后依次再通過電壓測量比較，逐步縮小障礙段范圍，直至排查到最終的障礙點。分段后的障礙點排查首先要確定各接線端子無接觸不良或松動情況。

4.2.1 室內與室外設備電壓

主要測量系統發送至軌旁箱的5V交流電壓是否正常以及信號電纜接線端子24V直流電壓是否正常。電壓正常，則排除室內設備障礙。電壓異常，需進一步排查異物控制器。在接受端測得接收5V電壓異常時，則應組織查找電纜是否異常或中斷。

4.2.2 監控單元至軌旁控制器電壓

主要測量現場監控單元內與軌旁相連的端子電壓，正常出端電壓為交流3-5.5V，進端為交流1-5.5V。發現異?？赡転檐壟灾翗蛏想娋W接線松動或斷線。

4.2.3 軌旁控制器防雷模塊電壓

主要測量軌旁控制器內防雷模塊進線與出線的電壓，正常進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 監控單元防雷模塊電壓

主要測量監控單元內防雷模塊進線與出線的電壓，正常進端防雷的電壓為交流3-5.5V，出端正常接收信號為交流1-5V。如異常，為監控單元防雷模塊損壞。