京沪高铁周边环境安全隐患智能监测体系研究

蒋丽丽，封博卿

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所， 北京 100081）

铁路周边环境安全隐患排查和监测技术作为高速铁路运营维护的重要组成部分，建立健全的高速铁路周边安全隐患监测体系是保证高铁运营安全的重要措施[1]。各发达国家相关铁路部门针对其所处的自然条件、地理环境的不同，分别建立了各不相同的铁路周边环境安全保障系统，并不断地对方案和设施加以完善和提高。日本铁路部门利用传感器技术、检测技术、自动控制技术，网络通信技术等，一旦检测出周边环境存在安全隐患，自动给监控人员发出安全报警信息。法国的周边环境安全排查和监控系统通过连锁开关进行停车控制。德国高速新线上采用了新型防灾报警系统MAS90，可监测铁路沿线设备的运用状况，还可根据预设来报告铁路周边环境安全状况等级以及其对列车运行的影响[2-3]。

目前，我国拥有世界上最大规模的高速铁路网和最先进的动车组技术平台。在安全管理和外部环境管控方面，由于高铁设施置于公共场合，沿线人文地理环境复杂，设备设施位置分散，不可避免受到周边环境的影响[4]。另一方面由于高铁企业自身职能所限，高铁外部环境安全排查和监控的困难较多[5]。因此，需要在现有的环境整治成果基础上，健全防控体系、整治外部环境安全隐患、加强高铁外部环境管控，保障高铁运行环境安全。

本文根据京沪高铁各铁路局集团公司开展的沿线周边环境安全隐患排查及整治情况，通过分析各种安全隐患的特点，总结每种安全隐患在整治过程中存在的困难，制定一套包括3个层面、4个层级的自主创新、行之有效的铁路周边环境安全隐患智能监测体系，利用新技术、新手段对周边隐患发现、处理、检验、监测，形成高铁环境隐患的闭环管理，为京沪铁路搭建一个安全可靠的保护网。

1 京沪高铁周边环境安全管理现状研究

京沪高铁是目前世界上技术标准最高的高速铁路，正线全长1 318 km。多次跨越海河、黄河、淮河、长江4大水系的众多河流。全线贯穿我国东部4省3市，联接环渤海经济圈和长三角经济圈，沿线所经地域，人口稠密、经济发达、土地资源紧张、河流密布、环境敏感和周边环境安全隐患问题尤为值得关注[6-7]。

通过现场调研京沪高铁沿线各单位的环境安全隐患排查和整治的历史记录数据，遵循2014年1月1日起实施的国务院第639号令《铁路安全管理条例》中第二十九条至第三十九条规定，铁路周边环境安全隐患的分为11大类。京沪高速铁路周边安全隐患主要包括：在保护区内烧荒、放养牲畜、排污、倾倒垃圾和危害铁路安全物质，在高速铁路两侧200 m范围内及地下水仅采取内抽取地下水，在河道禁采区域内采砂、淘金等，铁路两侧存在影响铁路运输安全的危险物品生产、加工、储存或销售场所，采矿采石和爆破作业，排放粉尘烟尘及腐蚀性气体的生产活动，可能被大风刮起危及铁路运输安全的轻型材料建（构）筑物、农用薄膜、塑料大棚及影响行车瞭望或倒伏后影响铁路运输安全的塔杆、广告牌、烟囱等高大设施和高大树木。除此之外，季节性出现的风筝以及近期出现的无人机或遥控飞行器，都是高速铁路周边影响铁路安全运营的潜在安全隐患。这些安全隐患有的属于地面安全隐患，有的属于空中安全隐患，有的属于人为安全隐患，都具有易反复、随机性、离散性、不可预知等特性。

2 京沪周边环境安全隐患管理体系的建立

京沪高铁周边环境管理从3个层面来进行，（1）内部管理；（2）内外协调；（3）外围配合，调动京沪公司、委管单位、铁路监管部门、政府等多方合作机制。加强内部管理，畅通内外协调，调动外围配合，通过这3个层面实现环境隐患的预防、发现及治理，有效地防止和减少外部安全环境隐患引发的安全事故。杜绝周边环境整治工作中及时发现违法行为难、有效治理违法行为难、违法行为易反复的现象。具体的管理流程，如图1所示。

图1 环境整治工作流程

2.1 内部管理

京沪高铁周边环境智能防控体系的内部管理分为京沪公司、铁路局集团公司、站段和一线巡防4个层级，铁路沿线环境治理的内部管理中各级各部门各单位按照“专业负责、层级负责、综合治理、闭环管理”的原则负责本系统的环境整治工作，贯彻执行国家、铁路总公司、铁路局集团公司关于铁路外部安全环境管理的法律法规、制度措施；要依照防控体系整体布局制定落实本系统、本单位外部安全环境管理工作制度。

2.1.1 京沪公司层级

（1）京沪高速铁路股份有限公司（简称：京沪公司）层级负责监督、检查、指导及督办工作。对外部安全环境管理工作的检查指导，研究解决突出问题，对倾向性、突出性、重点性问题提出整治意见和建议，对重大问题进行挂牌督办。

（2）负责组织制定安全环境设备设施的建设专项资金投入和更新改造计划，抓好安全环境基础建设，推行外部安全环境管理规范化、标准化，增强安全环境保障能力。

（3）负责对路局集团公司的环境整治工作进行综合考核，包括隐患问题的排查情况，问题整治进度以及周期性的汇总上报。

（4）建立环境整治信息化系统，利用新技术新手段，保证隐患信息共享，横向纵向沟通渠道畅通，提高安全隐患处理能力和效率。

2.1.2 铁路局集团公司和站段层级

京沪高铁沿线铁路局集团公司、站段各单位各专业都是铁路周边环境安全隐患排查的主体。负责全面掌握本单位的环境整治状况，完成检查指导和责任考核工作，并周期性将安全隐患问题汇总上报。各单位要明确环境整治工作岗位责任，各专业（供电、运输、工务、土房等）实行“谁管理，谁负责”，实现自己检查、发现问题，立案管理， 各司其职，各负其责，相互配合，共同协作，形成合力，及时消除铁路外部安全环境问题和隐患，及时整治发现的铁路外部安全环境隐患问题。建立周期性的例会制度，对安全隐患信息进行及时追踪、分析等。

建立问题库。从检查作业到管理信息化、管理手段的信息化、管理过程、问题的实时追踪、一事一档一表，从发现、整治、销号建立完整的闭环流程。同时，加强问题库的管理，问题分级分类管理，避免很小的问题长期不能销号。

2.1.3 一线巡防

一线巡防负责定期排查和临时检查。对铁路周边环境排查方式主要依靠站段安全人员定期巡查与不定期临时检查相结合，以人工排查和监控为主。检查方法包括：

（1）添乘检查。安全人员不定期进行添乘确认列车进行检查，主要依靠人眼检查目视范围内的铁路周边环境影响设备安全的隐患问题。

（2）地面检查。安全人员对辖区范围外部环境定期进行检查，对桥下、河道及线路两侧可视范围进行排查和整治。桥下有条件的地方坐车看，路基部分步行查看。

（3）专项检查。例如：住建部于2017年推动京沪全线部署周边环境整治行动。

2.1.4 考核与激励

各单位各部门定期对本系统铁路外部安全环境管理情况进行全面检查，通报检查情况。如有对高铁周边安全环境日常巡视检查制度不落实的，外部安全环境隐患未及时发现或发现后处置不力造成违法事实的，迟报、漏报、瞒报、谎报有关信息的，上级指出外部安全环境问题不重视、处理不力的，要件件分析，追究责任。

建立正向激励机制，对铁路外部安全环境管理工作推进力度大、成效明显，及时发现危及铁路外部安全环境隐患并采取措施有效解决的，在逐级负责制考核中酌情奖励。

2.2 内外协调

京沪公司及各铁路局集团公司站段和线服、公安、车站、包括各级路内的添乘检查管理人员对周边环境安全建立联络协作、实时检查、通信联系制度，及时掌握现场发现的变化做出响应，建立周边安全环境第二道防线。

为了强化京沪高铁周边环境整治统筹协调机制，在日常协商机制的基础上，建立“双段长”工作责任制。高速铁路沿线市、县和铁路有关单位建立“双段长”责任制，沿高速铁路线路（城区内每1 km、城区外每5 km）设铁路运营单位和地方街道（乡镇）相关负责人各1名作为段长，明确“双段长”巡查、会商、处置及上报信息等工作职责。“双段长”要认真履行职责，定期巡查负责线路，建立巡查记录和问题台账，及时安排处置问题，对超出职权范围的事项及时报上级地方政府和铁路有关单位处理。

同时，建立和地方公安信息互通机制。发现安全隐患问题时实现双方单位信息共享，可以更好地应对日益严重的铁路沿线安全环境复杂局面，进一步加大对铁路沿线安全环境各种违法行为的查处和打击力度，满足现场联合执法工作的需要，有利于建立快速反应机制，联合执法机制，消除重大安全环境隐患，确保铁路运输安全畅通。

2.3 外围配合

在铁路沿线进行铁路安全知识宣传教育，并出资对发现问题进行举报的当地百姓进行奖励，可以对偶发性的环境安全隐患及时发现及时处理。

3 智能技术应用

为实现对京沪高铁周边环境的提前预防、及时发现、及时制止，通过技术创新应用，实现人防、物防、技防一体化的高铁周边环境整治模式。

3.1 高分辨遥感动态检测技术

高分辨遥感技术应用于京沪高铁的周边环境整治智能监控体系，主要包括不同时期周边环境的变化监测和安全隐患识别特征库两个方面。

（1）在京沪公司层级的具体管理工作中，由于各铁路局集团公司的防控系统各自独立工作，各系统之间信息不能相互共享，相互参考，系统协调沟通能力较弱。利用高分辨率遥感技术周期性地毯式排查铁路外部安全隐患和安全防护状态，对高铁周边环境进行变化监测，实现对京沪高铁安保区内违法建筑、违法占用行为的类别、规模、分布情况、危害程度的拾取，形成面向高分辨率遥感技术的环境安全隐患识别特征数据库。

（2）通过隐患识别特征数据库，进一步明确基于高分辨率遥感技术即能够实现识别排查的隐患种类，以及哪些隐患种类需要和其它手段相结合实现识别排查。同时，基于特征数据库的历史数据，分析影响隐患识别成功率的因素，比如时间、天气等，以最大发挥基于遥感技术的环境动态变化监测能力。另外，周期性的高分辨率遥感图像可作为隐患整治、救灾抢修部署等的依据，为京沪高铁管理水平整体提升提供一种新的技术手段和方法。

3.2 北斗技术

北斗的精确定位技术可用于京沪高铁周边环境安全隐患整治智能系统。将环境安全隐患采集信息接入京沪高铁地理信息系统，利用北斗定位技术，管理者可根据精确的位置信息在遥感图像和GIS地图上直接查看，并可添加安全隐患区标注。环境整治部门可根据该安全隐患区的位置信息准确、及时到达现场进行确认并采取相应措施。同时，基于京沪高铁地理信息系统的视频监控设备位置数据，当出现安全隐患时，系统可自动检索出距离隐患发生位置最近的视频监控点。系统管理人员通过把该视频监控点的具体信息推送至或者以其它方式告知视频监控指挥中心工作人员，指挥中心可迅速调取改点的现场画面，进一步确认隐患信息。

基于北斗的巡线人员作业终端可实时查看沿线安全防护区的地理信息数据，采集铁路安全防护区内违章建筑、非法占地、挖沙取土、违章施工等现象的边界位置信息，将位置信息添加属性后实时反馈至北斗隐患监测数据服务器。用北斗定位打卡功能进行轨迹回放，在日常检查作业管理上，增加作业的计划性，制定巡回图，对计划完成情况进行跟踪分析。

4 结束语

以京沪高铁周边环境现状以及典型周边环境安全隐患为基础，结合目前京沪高铁委托管理模式，从人防、物防、技防3方面研究了适用于京沪高铁周边环境整治的京沪高铁周边安全隐患智能监测体系：

（1）构建京沪公司和地方政府协作的双段长制，以及京沪公司与委管单位、铁路监管部门、政府等多方合作机制，形成高铁周边环境防控体系；

（2）制定了不同条件下的环境整治、维护方案，综合利用沿线防护设备和防护措施；

（3）将高分辨遥感变化监测技术和北斗定位技术应用于京沪高铁周边环境隐患识别中。提出了周边隐患发现、处理、检验、监测的技术应用方案，提高了单纯靠人工排查隐患的工作效率，形成高铁环境隐患的高效管理。