基于设备设施监控系统的长大铁路隧道疏散救援管理组织及方案研究

杨全亮 王志伟

（1.中国国家铁路集团有限公司科技和信息化部，北京100844；2.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京100081）

我国铁路隧道建设、运营维护的数量、质量均居世界前列。当前运营铁路隧道长度不低于18 000 km，在建的不低于6 400 km，规划的不低于16 000 km［1-2］。长大铁路隧道越来越多，运营长度5 km以上的隧道约47%，其中长度大于10，20 km以上的长大隧道分别有170座、11座，总长分别为2 312，262 km。长大铁路隧道的防灾疏散救援越来越受到重视。

长大铁路隧道防灾疏散救援工程设计与运营维护管控涵盖专业多，涉及面广，是一个复杂的系统工程。在灾害情况下隧道内的各类机电设备设施须实时实现软硬件联动与应急启闭，同时还需满足监控监测功能、远程巡检与维护，因此须设置监控系统。目前监控系统与灾害条件下的应急管理、救援疏散等工作存在脱节，若预先设置一套应急救援预案，当紧急情况发生时系统自动调用该预案，近远程根据预案对相关设备进行联动控制，可最大程度保障疏散救援工作的有效开展。而其中涉及到监控系统的功用能否应用到救援预案中的问题。

本文介绍长大隧道防灾疏散救援技术体系的组成、新型设备设施监控系统的构成及功能，提出了防灾疏散救援管理策略、组织模式，以及随机停车与定点停车疏散救援方案，可为设计、管理提供借鉴。

1 隧道疏散救援技术体系组成

本着先进理念落实、先进技术应用、先进设备实施、先进系统开发的原则，当前我国已经从设计原则、建设方法、运营维护管理、信息化管控、标准化贯彻实施等方面形成了适应我国铁路隧道发展，具有我国铁路特色的防灾疏散救援工程建设运营维护关键技术［3］。基于主、被动防灾与因地制宜的理念，立足预防、监视、减灾、抑灾、避灾与逃灾的目的，遵循“一隧一议、统筹设计、分项实施、专门管控”的建设思路，形成了包括土建结构设施、机电设备设施、监控系统、疏散模式和管理系统在内的综合技术体系（图1）。

土建结构设施是防灾疏散救援工程的基础，为人员提供疏散通道，为机电设备设施和通信、信号、监控系统提供物理设置空间。机电设备设施为预防、监视、减灾、抑灾提供技术支持，良好运转的机电设备可最大程度延长疏散救援时间、增加疏散救援成功率。监控系统是机电设备良好运转的后台大脑，其日常运营维护、远程巡检、一键启动、故障告警、不良状态统计分析预测等功能，可有效减少复杂艰险偏远山区铁路隧道在人力、物力方面的投入，保障灾害事前预判、事中救援。疏散模式是因地制宜防灾救援的具体体现，以人为本，基于土建结构、隧址环境、社会条件、救援力量，进行统筹高效疏散，是隧道防灾疏散救援的技术保障和最终目的。管理系统是顶层指挥中枢，管理人员可及时通过监控系统掌握灾害情况最快响应，预判灾害走势，组织人员疏散，调动救援力量。根据预先设置的应急预案，最大程度保障人员安全和降低损失。

图1 长大铁路隧道防灾疏散救援技术体系组成

2 新型设备设施监控系统构成及功能

建设期土建结构设施与机电设备验收以后，运营维护管理单位组织管理机构及专门人员，借助监控系统监视、控制机电设备实施，保障日常运营维护安全可靠。一旦灾害发生，遵循疏散模式，按照应急预案指挥协调列车及人员进行安全疏散。

依据铁总科信〔2019〕44号《中国铁路总公司信息系统总体技术方案管理办法》、铁总科信〔2018〕133号《中国铁路总公司信息化建设管理办法》、铁总运〔2016〕146号《铁路信息系统技术评审管理办法》、TB 10020—2017《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》［4］等规定及规范，中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所开发了铁路隧道防灾疏散救援新型设备设施监控系统（图2）。监控系统由铁路局中心系统、监控终端和隧道端监控设备组成，前二者为顶层架构，主要实现系统的监控、维护、业务功能，隧道端监控设备设置于隧道内，组成底层架构。系统采用顶层与底层二级架构，同时整合既有应急通信与综合视频。局中心系统设置在各铁路局集团公司中心机房或调度所应急指挥中心，监控终端设置在相关站段及工区、调度所、应急指挥中心。隧道端监控设备设置于隧道内。

图2 铁路隧道防灾疏散救援新型设备设施监控系统构成

该系统可满足实时性、有效性、准确性、可靠性、可用性、可维护性以及安全性要求［5］，具有告警功能、告警处置功能、设备设施自检功能、远程控制功能、一键救援处置功能、信息接收与发布功能、信息存储功能、信息显示功能、告警解除功能、设备设施数据库综合管理功能、维护管理功能、时间同步功能。远程控制功能可实现机电设备设施启停、日常自动巡检及灾害情况下启动一键救援，为管理单位应急预案的编制、实施提供支撑和保障。

3 基于新型设备设施监控系统的管理组织及疏散救援方案

3.1 管理组织

长大铁路隧道防灾疏散救援的建设与管理涉及土建、电力、消防、给排水、通信信号等专业及运输、机务、供电、工务、电务等部门，是一个复杂的系统工程［3］。

组织机构由各铁路局集团公司下属各个处室、站段等单位组成，分为铁路隧道突发事件应急救援领导小组与应急救援办公室，其成员来源单位见图3—图4。领导小组综合各个专业涉及的部门，以备紧急情况下调动、咨询及协同管控，办公室沟通与防灾管控直接关联的处室，保障实时应急调度。此外，还设置由医疗救护、事故起复、后勤保障、应急调度、治安保卫、新闻、善后处理组成的联合工作组。

图3 应急救援领导小组成员来源单位

图4 应急救援办公室成员来源单位

需说明的是，管理组织应遵循因时制宜、因物制宜、因事制宜、因地制宜，灵活可靠、适当授权、积极弹性、责任明确的原则开展工作，所涉及的组织架构人员分工等仅供参考。

3.2 疏散救援方案

隧道内灾害条件下防灾疏散救援流程分为人员疏散、临时待避及外v部救援3个过程［6］。列车在隧道内发生火灾时，应尽量控制列车驶出隧道实施疏散救援；当列车不能驶出隧道时，应控制列车停靠在紧急救援站进行疏散、临时待避和救援。复杂艰险环境隧道内也可能发生列车故障、地质灾害（地震、高位泥石流、崩塌）或其他人为因素造成的随机停车现象，此类救援模式亦应重视。各类土建结构设施疏散救援模式见表1。

表1 各类土建结构设施疏散救援模式

3.2.1 随机停车疏散救援方案

对于单洞双线长大铁路隧道，随机停车可能出现停在隧道一般地段和横洞（斜井）等辅助坑道附近2种情况。出现前者情况，在新型设备设施监控系统的辅助下开启隧道内风机，向人员供风，人员通过疏散通道纵向疏散，如图5（a）所示。出现后者情况，应开启横洞（斜井）的通风设备，为人员提供新鲜风，人员通过疏散通道向横洞（斜井）疏散，等待救援，如图5（b）所示。

对于双洞单线长大铁路隧道，可充分利用分修的两线隧道互为疏散救援通道，疏散方案如图6所示。在新型设备设施监控系统的辅助下关闭横通道门，人员进入安全隧道内待避，保持安全隧道内风机处于开启状态，为待避人员提供足够的新鲜风。

图5 单洞双线长大铁路隧道随机停车疏散方案

事故发生时，按照图7所示步骤进行救援工作。设备设施监控系统须保障待避时新鲜风输入、通信信号连通、视频监视通畅等。

图7 救援疏散预案执行顺序

3.2.2 定点停车疏散救援方案

对于单洞双线长大铁路隧道，当列车停靠在紧急救援站开展人员疏散时，为方便人员逃生疏散，可于救援站范围内按一定间距设置疏散联络通道，与两侧平导相接。人员下车后，通过救援站疏散站台、疏散联络通道向相邻的平导疏散待避，如图8所示。

图8 单洞双线长大铁路隧道定点停车疏散方案

对于双洞单线长大铁路隧道，救援站设置方式有2种：①救援站结合横洞（斜井）设置（图9）；②两个单线隧道互为救援通道（图10）。

图9 救援站结合横洞（斜井）设置时双洞单线长大铁路隧道定点停车疏散方案

图10 两条单线隧道互为疏散救援通道时双洞单线长大铁路隧道定点停车疏散方案

在新型设备设施监控系统的辅助下，应急救援领导小组、应急救援办公室、应急救援专业工作组按照图7所示步骤进行救援工作。

4 结语

长大铁路隧道疏散救援是一项涉及多专业、多部门的系统工程。从土建结构设施、机电设备设施、监控系统、疏散模式和管理组织5个方面建立疏散救援的技术体系。依托铁路隧道疏散救援新型设备设施监控系统，提出了管理组织架构，给出了随机停车和定点停车疏散救援方案及其执行顺序，可为铁路部门编制管理条文、行动指南等提供参考。