浅谈高速铁路自然灾害及异物侵限系统建设

张敏鸿

摘 要：从介绍我国已投入运营的兰新高铁的自然灾害及异物侵限防护系统（以下简称：防灾系统）建设经验入手，提出了高速铁路防灾各监控子系统的功能，以及系统建设的研究。

关键词：高速铁路；防灾系统；

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-02-00-01

经过10多年的高速铁路建设和对既有铁路的高速化改造，我国目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网，高速列车与普通列车相比较其运营安全保障体系要求更加严密。运营安全是确保高速铁路顺利开通运营的最核心、最关键、最根本的问题。近期全球气候异常，灾害频发，洪水、雪灾、水灾、地震这些灾害的发生引发的列车脱轨、停运、车毁人亡、线路桥梁遭到破坏性损毁等一系列重大事故时有发生。我国高速铁路均采用了先进的灾害防护技术加强对灾害的有效防护。包括自然灾害（风、雨、雪、地震）及突发事故等。今后高速铁路应对以上灾害进行重点防护和监测报警，使高速列车在灾害发生时的损失程度降至最小，安全问题得以保障。

一、兰新高铁防灾系统总体功能及分析

（一）兰新高铁防灾系统

兰新防灾系统包括风监测子系统、雨监测子系统、雪监测子系统、异物侵限监测子系统、地震监测子系统。防灾监控设备数据通过铁路通信通道，即时在调度所设置终端显示，如发生各种报警，可立即向铁路局CTC系统发送报警信息。

1、大风报警功能。大风监测子系统，监测实时风速。当风速持续超过报警值，自动弹出报警点和建议限速值。此时调度员根据报警点前后两个监测点的公里坐标确定限速区段，立即向相关列车司机发布调度命令，对来不及发布调度命令的列车，立即通知司机。当大风监控系统发出禁止运行的报警信息后，列车调度员及时关闭相关信号并通知司机停车地点或指示司机立即停车。当大风预警系统报警解除后，列车调度员向相关列车发布恢复正常运行的调度命令。

2、雨量报警功能。当降雨量达到警戒值时，系统自动报警，列车调度员根据报警信息，立即向相关列车发布限速调度命令或扣停列车。降雨量达到封锁警界值时，指示运行在报警区间的列车以能够随时停车的速度运行到前方车站后，封锁区间。

3、雪深报警功能。根据当地气象台站的积雪深度统计数据，结合积雪深度与首列车限速要求设置雪深计。

雪深仪测量从探头到被测目标表面的距离智能推算出积雪深度，通过脉冲回波，测量雪深深度。

4、异物监测系统。公跨铁立交桥异物侵限监控子系统现场监测设备由双电网传感器、轨旁箱控制器等组成。当异物落下砸断防护网侵入铁路限界时，防灾系统向CTC系统发送异物侵限报警信息，同时通过所在区域的列控联锁触发列车自动停车。列车调度员接到落物报警的信息后，应立即呼叫有关列车停车，并通过视频监视系统进行查看，同时汇报调度。如有发现问题，调度应立即通知工务、电务、供电、公安等部门赶赴现场检查处理。列车调度员接到现场开通线路的报告后，根据现场请求设置临时限速，点击临时通车按钮恢复行车。不能设置时，列车调度员应向通过该地段的列车司机发布限速运行的调度命令。

5、地震系统。在高速铁路地处地震带区域的牵引变电所、AT所、分区所、开闭所等设置2套地震仪。当发生强震时，将立即作用于当地牵引变所切断供电与所在区域的列控联锁触发列车自动停车。同时防灾系统向CTC系统发送地震报警信息，调度立即通知所在区段的工务、电务、供电等部门做好地震灾害应急方案处理。由于国内铁路尚无数据积累及应用经验，目前地震子系统还未投入控车使用。

二、防灾系统建设研究

（一）防灾系统的监控范围

监控范围包括：自然灾害（风、雨、雪、洪水、地震），线路（重点长大桥梁监测，突发事故及非法侵限监测等）。系统预留与地方气象台站和地震台站等相关部门的信息接口；对风、雨、雪、洪水等的监测要求结合地方台的近、远期预报作为判断依据；对地震则要求系统获取地方台的中、长期预报信息，以增強对各种自然灾害的预见性和提高自然灾害等级分级判断的准确性。

（二）基层站防灾系统

基层站防灾系统监控应实施全天候、无缝隙监控，能够自动、实时上传管辖范围内各种防灾安全信息采集系统的监测数据和设备状态信息，在综合调度系统用户界面上动态显示所有监测点安全监测信息，包括监测项的实时变化值和监测设备/系统的运行状态。系统接收其他相关子系统对报警事件的处理情况反馈信息，并可在报警消除或事故恢复后获得通知，以跟踪安全报警事件处理的全过程，实施全面、实时的安全监控。

（三）防灾系统的数据处理及报告功能

防灾系统应具有数据库和初步分析功能，可按照数据接口规定的格式和内容自动上传设备状态自检信息。根据数据量大小和实际应用需求，存储半年至一年的原始检测数据，也可转存至光盘或磁带中进行永久保存。系统根据设置各种灾害预警的门限值，对各种灾害可能对列车运行造成的影响作出评估，实时发送到相关调度台。调度员按设定的报警标准和业务处理规程，对灾害监测信息进行综合分析处理，判断设备故障和灾害的类型和级别，生成报警预警信息，启动应急处理预案，并将报警预警信息及处理预案自动发送至列车调度台、供电调度台、动车组调度台、客调台等调度所内各工种调度，以及铁路局调度中心等的相关部门。应急抢险完成后，在进行事后情况分析汇总时，系统提供一系列数据，详细记录整个事件的始末，具体记录应急抢险方案的调整及实施过程，不断完善专家知识库，为进一步提高应急抢险方案的有效性提出修改意见。

三、结束语

兰新高铁是我国第一条高原地区高速铁路，是西北的重要连接线客运专线，灾害防护系统做为安全行车的重要一环，具有十分现实的意义。未来几年内，我国将大规模修建、开通运营高速铁路，借鉴已开通的各条高速铁路防灾系统的经验，不断探索建设符合中国高速铁路特点的安全保障体系是贯彻以人为本理念、切实保障人民生命财产安全的具体体现。

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