基于設備設施監控系統的長大鐵路隧道疏散救援管理組織及方案研究

楊全亮 王志偉

（1.中國國家鐵路集團有限公司科技和信息化部，北京100844；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所，北京100081）

我國鐵路隧道建設、運營維護的數量、質量均居世界前列。當前運營鐵路隧道長度不低于18 000 km，在建的不低于6 400 km，規劃的不低于16 000 km［1-2］。長大鐵路隧道越來越多，運營長度5 km以上的隧道約47%，其中長度大于10，20 km以上的長大隧道分別有170座、11座，總長分別為2 312，262 km。長大鐵路隧道的防災疏散救援越來越受到重視。

長大鐵路隧道防災疏散救援工程設計與運營維護管控涵蓋專業多，涉及面廣，是一個復雜的系統工程。在災害情況下隧道內的各類機電設備設施須實時實現軟硬件聯動與應急啟閉，同時還需滿足監控監測功能、遠程巡檢與維護，因此須設置監控系統。目前監控系統與災害條件下的應急管理、救援疏散等工作存在脫節，若預先設置一套應急救援預案，當緊急情況發生時系統自動調用該預案，近遠程根據預案對相關設備進行聯動控制，可最大程度保障疏散救援工作的有效開展。而其中涉及到監控系統的功用能否應用到救援預案中的問題。

本文介紹長大隧道防災疏散救援技術體系的組成、新型設備設施監控系統的構成及功能，提出了防災疏散救援管理策略、組織模式，以及隨機停車與定點停車疏散救援方案，可為設計、管理提供借鑒。

1 隧道疏散救援技術體系組成

本著先進理念落實、先進技術應用、先進設備實施、先進系統開發的原則，當前我國已經從設計原則、建設方法、運營維護管理、信息化管控、標準化貫徹實施等方面形成了適應我國鐵路隧道發展，具有我國鐵路特色的防災疏散救援工程建設運營維護關鍵技術［3］。基于主、被動防災與因地制宜的理念，立足預防、監視、減災、抑災、避災與逃災的目的，遵循“一隧一議、統籌設計、分項實施、專門管控”的建設思路，形成了包括土建結構設施、機電設備設施、監控系統、疏散模式和管理系統在內的綜合技術體系（圖1）。

土建結構設施是防災疏散救援工程的基礎，為人員提供疏散通道，為機電設備設施和通信、信號、監控系統提供物理設置空間。機電設備設施為預防、監視、減災、抑災提供技術支持，良好運轉的機電設備可最大程度延長疏散救援時間、增加疏散救援成功率。監控系統是機電設備良好運轉的后臺大腦，其日常運營維護、遠程巡檢、一鍵啟動、故障告警、不良狀態統計分析預測等功能，可有效減少復雜艱險偏遠山區鐵路隧道在人力、物力方面的投入，保障災害事前預判、事中救援。疏散模式是因地制宜防災救援的具體體現，以人為本，基于土建結構、隧址環境、社會條件、救援力量，進行統籌高效疏散，是隧道防災疏散救援的技術保障和最終目的。管理系統是頂層指揮中樞，管理人員可及時通過監控系統掌握災害情況最快響應，預判災害走勢，組織人員疏散，調動救援力量。根據預先設置的應急預案，最大程度保障人員安全和降低損失。

圖1 長大鐵路隧道防災疏散救援技術體系組成

2 新型設備設施監控系統構成及功能

建設期土建結構設施與機電設備驗收以后，運營維護管理單位組織管理機構及專門人員，借助監控系統監視、控制機電設備實施，保障日常運營維護安全可靠。一旦災害發生，遵循疏散模式，按照應急預案指揮協調列車及人員進行安全疏散。

依據鐵總科信〔2019〕44號《中國鐵路總公司信息系統總體技術方案管理辦法》、鐵總科信〔2018〕133號《中國鐵路總公司信息化建設管理辦法》、鐵總運〔2016〕146號《鐵路信息系統技術評審管理辦法》、TB 10020—2017《鐵路隧道防災疏散救援工程設計規范》［4］等規定及規范，中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所開發了鐵路隧道防災疏散救援新型設備設施監控系統（圖2）。監控系統由鐵路局中心系統、監控終端和隧道端監控設備組成，前二者為頂層架構，主要實現系統的監控、維護、業務功能，隧道端監控設備設置于隧道內，組成底層架構。系統采用頂層與底層二級架構，同時整合既有應急通信與綜合視頻。局中心系統設置在各鐵路局集團公司中心機房或調度所應急指揮中心，監控終端設置在相關站段及工區、調度所、應急指揮中心。隧道端監控設備設置于隧道內。

圖2 鐵路隧道防災疏散救援新型設備設施監控系統構成

該系統可滿足實時性、有效性、準確性、可靠性、可用性、可維護性以及安全性要求［5］，具有告警功能、告警處置功能、設備設施自檢功能、遠程控制功能、一鍵救援處置功能、信息接收與發布功能、信息存儲功能、信息顯示功能、告警解除功能、設備設施數據庫綜合管理功能、維護管理功能、時間同步功能。遠程控制功能可實現機電設備設施啟停、日常自動巡檢及災害情況下啟動一鍵救援，為管理單位應急預案的編制、實施提供支撐和保障。

3 基于新型設備設施監控系統的管理組織及疏散救援方案

3.1 管理組織

長大鐵路隧道防災疏散救援的建設與管理涉及土建、電力、消防、給排水、通信信號等專業及運輸、機務、供電、工務、電務等部門，是一個復雜的系統工程［3］。

組織機構由各鐵路局集團公司下屬各個處室、站段等單位組成，分為鐵路隧道突發事件應急救援領導小組與應急救援辦公室，其成員來源單位見圖3—圖4。領導小組綜合各個專業涉及的部門，以備緊急情況下調動、咨詢及協同管控，辦公室溝通與防災管控直接關聯的處室，保障實時應急調度。此外，還設置由醫療救護、事故起復、后勤保障、應急調度、治安保衛、新聞、善后處理組成的聯合工作組。

圖3 應急救援領導小組成員來源單位

圖4 應急救援辦公室成員來源單位

需說明的是，管理組織應遵循因時制宜、因物制宜、因事制宜、因地制宜，靈活可靠、適當授權、積極彈性、責任明確的原則開展工作，所涉及的組織架構人員分工等僅供參考。

3.2 疏散救援方案

隧道內災害條件下防災疏散救援流程分為人員疏散、臨時待避及外v部救援3個過程［6］。列車在隧道內發生火災時，應盡量控制列車駛出隧道實施疏散救援；當列車不能駛出隧道時，應控制列車停靠在緊急救援站進行疏散、臨時待避和救援。復雜艱險環境隧道內也可能發生列車故障、地質災害（地震、高位泥石流、崩塌）或其他人為因素造成的隨機停車現象，此類救援模式亦應重視。各類土建結構設施疏散救援模式見表1。

表1 各類土建結構設施疏散救援模式

3.2.1 隨機停車疏散救援方案

對于單洞雙線長大鐵路隧道，隨機停車可能出現停在隧道一般地段和橫洞（斜井）等輔助坑道附近2種情況。出現前者情況，在新型設備設施監控系統的輔助下開啟隧道內風機，向人員供風，人員通過疏散通道縱向疏散，如圖5（a）所示。出現后者情況，應開啟橫洞（斜井）的通風設備，為人員提供新鮮風，人員通過疏散通道向橫洞（斜井）疏散，等待救援，如圖5（b）所示。

對于雙洞單線長大鐵路隧道，可充分利用分修的兩線隧道互為疏散救援通道，疏散方案如圖6所示。在新型設備設施監控系統的輔助下關閉橫通道門，人員進入安全隧道內待避，保持安全隧道內風機處于開啟狀態，為待避人員提供足夠的新鮮風。

圖5 單洞雙線長大鐵路隧道隨機停車疏散方案

事故發生時，按照圖7所示步驟進行救援工作。設備設施監控系統須保障待避時新鮮風輸入、通信信號連通、視頻監視通暢等。

圖7 救援疏散預案執行順序

3.2.2 定點停車疏散救援方案

對于單洞雙線長大鐵路隧道，當列車停靠在緊急救援站開展人員疏散時，為方便人員逃生疏散，可于救援站范圍內按一定間距設置疏散聯絡通道，與兩側平導相接。人員下車后，通過救援站疏散站臺、疏散聯絡通道向相鄰的平導疏散待避，如圖8所示。

圖8 單洞雙線長大鐵路隧道定點停車疏散方案

對于雙洞單線長大鐵路隧道，救援站設置方式有2種：①救援站結合橫洞（斜井）設置（圖9）；②兩個單線隧道互為救援通道（圖10）。

圖9 救援站結合橫洞（斜井）設置時雙洞單線長大鐵路隧道定點停車疏散方案

圖10 兩條單線隧道互為疏散救援通道時雙洞單線長大鐵路隧道定點停車疏散方案

在新型設備設施監控系統的輔助下，應急救援領導小組、應急救援辦公室、應急救援專業工作組按照圖7所示步驟進行救援工作。

4 結語

長大鐵路隧道疏散救援是一項涉及多專業、多部門的系統工程。從土建結構設施、機電設備設施、監控系統、疏散模式和管理組織5個方面建立疏散救援的技術體系。依托鐵路隧道疏散救援新型設備設施監控系統，提出了管理組織架構，給出了隨機停車和定點停車疏散救援方案及其執行順序，可為鐵路部門編制管理條文、行動指南等提供參考。