浅谈新建铁路长大隧道应急通信系统的技术与应用

19
I
nternet Communication
互联网+
通信
一、引言
随着我国铁路建设的迅速发展，如今火车已经成为我国人民出行的重要交通工具。

铁路线路的增加，必然伴随着隧道的急剧增加。

在长大隧道（5KM 及以上隧道）发生灾害时，应急通信系统成为事故现场人员与指挥人员间主要的通信手段。

救援指挥人员、事故现场人员能通过隧道应急通信系统使用语音、图像等通信功能，确保救援更迅速，尽可能降低伤害及损失。

二、长大隧道防灾疏散救援对应急通信系统的设置要求
根据《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》（TB10020-2017）“7.3应急通信”要求：隧道应急通信应包括有线应急电话、视频监控等系统，同时应充分利用铁路专用移动通信、公众移动通信等无线通信设施[1]。

国铁集团发布的《铁路隧道防灾疏散救援工程设计补充规定》铁建设〔2021〕150号要求：6.1.6疏散线路上的平行导坑、斜井、横洞及横通道等应经技术经济比选后设置应急电话或铁路专用移动通信设施。

6.17隧道口、紧急救援站、紧急出口及应急避难所等设施的出入口宜设置视频采集点[2]。

三、长大隧道应急通信系统方案探讨
本文以新建铁路广梅汕铁路汕头站至汕头广澳港区铁路的汕头海湾隧道为例，探讨长大隧道应急通信系统方案的设置。

汕头海湾隧道全长9.97km，为双轨道隧道，隧道内2号斜井作为疏散救援通道（含60米避难所）。

汕头海湾隧道的应急通信系统由隧道事故报警电话、隧道综合视频监控系统、GSM-R 系统以及应急通信系统现场设备组成。

（一）隧道事故报警电话1.系统组成浅谈新建铁路长大隧道应急通信系统的技术与应用
汕头海湾隧道事故报警电话系统新设值班台、现场主机、报警电话分机以及传输通道，隧道应急中心设备利用广州调度所既有隧道应急中心设备。

2.系统设置方案
由于本线区间无新设基站及传输设备，汕头海湾隧道事故报警电话现场主机设置在临线的汕汕铁路DK164+945基站处，利用汕汕铁路基站传输系统的FE （2×2M）传输通道接入广州调度所既有隧道应急中心设备，相应对中心设备扩容，并在应急中心设置中心值班台，实现紧急情况下与调度所的列调员的电话报警和定位报警功能。

由于汕头海湾隧道是双轨道隧道，在正线隧道两侧洞室按单侧500m 间隔新设报警电话分机，两侧交错布置。

通过对事故报警电话、GSM-R 系统进行比较后，2号斜井采用事故报警电话方式更经济适用，且技术能满足规范要求。

在疏散通道防护门、隧道避难所、疏散通道出口各设1台报警电话分机。

在隧道内设置的事故报警电话分机要求结构必须满足防尘、防雨淋、坚固密封、防潮、防水、防腐蚀、设备防护等级不低于IP65等要求。

汕头海湾隧道长9.97KM，考虑电缆衰耗因素，报警电话分机至现场主机之间采用HEYFLT 23 3×4×0.9型通信电缆。

线缆敷设于隧道内两侧预留槽道内。

每处报警电话分机设置电缆分歧接头，电缆分歧接头及报警电话分机均应接入隧道内预留接地端子。

隧道事故报警电话系统组网图如图1所示。

（二）隧道综合视频监控系统1.系统组成
汕头海湾隧道综合视频监控系统由摄像机、交换机、传输通道及后台图像存储设备等组成。

2.系统设置方案
在汕头海湾隧道出入口，2号斜井疏散通道防护门，
摘要：铁路已经成为我国大部分人出行不可或缺的交通方式。

在铁路的长时间运营过程中，可能会出现一些事故灾害。

在长大隧道中，如果发生灾害，普通通信无法使用。

此时的隧道应急通信系统就显得极其重要，是保障灾害现场人员、救援中心指挥人员间实现正常语音以及图像的通信方式，保障铁路的运营安全。

本文介绍了以隧道事故报警电话、隧道综合视频监控系统、GSM-R 系统、应急通信系统现场设备组成的长大隧道应急通信系统在防灾救援疏散中的技术与应用。

关键词：铁路长大隧道；防灾救援疏散；应急通信系统
20
I
nternet Communication
互联网+通信
2号斜井紧急避难所、2号斜井疏散通道出口等区域设置视频摄像机。

摄像机均为1080P 高清定焦枪式摄像机。

隧道出入口的摄像机采用立杆安装方式。

2号斜井疏散通道出口、2号斜井紧急避难所的摄像机采用隧道壁上安装方式。

汕头海湾隧道综合视频监控通过本工程设置的24芯段贯通光缆接入汕头站通信机械室的视频接入交换机，并纳入汕头站综合视频监控节点统一管理，相应扩容节点存储容量。

视频存储按单台摄像机带宽不低于4M 码流且不少于15天存储计算。

报警图像上传到视频区域节点集中存储。

汕头海湾隧道综合视频监控摄像机比较分散，摄像机取电采用就近取电，可减少投资成本。

（三）GSM-R 系统
汕头海湾隧道设置GSM-R 系统进行无线覆盖，接入汕汕铁路DK164+945基站、汕汕铁路DK155+100、汕头车站汕汕高铁基站。

1.系统设置方案海湾隧道采用单网交织冗余覆盖。

隧道区段采用数字直放站＋漏缆（隧道内）/天线（隧道外）的方式进行无线信号延伸覆盖。

海湾隧道明挖段（DK1+165~DK2+287）、矿山段（DK5+400~DK11+130）的GSM-R 直放站采用设置直放站硐室安装。

盾构段直放站设置在DK3+800处，设备放置在轨道下的边跨廊道。

数字光纤直放站近端机与远端机之间主要采用环形单芯光纤方式连接，隧道区段每个光纤直放站远端机分别接入相邻两个基站处的光纤直放站近端机的主用环和从用环。

汕头海湾隧道GSM-R 无线子系统构成图如图2所示。

2.运行维护及支撑系统
①本工程利用汕汕高铁在汕头站建设的OMC-T 网管服务器，并在汕头综合维修车间新设OMC-T 复示终端1套，实现对汕头海湾隧道直放站设备的管理。

②直放站网管系统应具备电源及环境监控、漏缆监测功能，并能将电源及环境监控信息传送至电源及环境
监控系统。

图
1 隧道事故报警电话系统组网图
图2 汕头海湾隧道GSM-R 无线子系统构成图
I nternet Communication
互联网+通信
③本工程GSM-R网管系统接入广州铁路局集团有
限公司通信综合网管系统进行统一管理。

④汕头海湾隧道连续漏缆区段设漏缆监测系统。

（四）应急通信系统现场设备
本工程不新设应急通信系统中心设备，利用广州铁路局调度所应急通信系统中心既有的应急通信平台。

在本工程归属的综合维修工区设置1套应急通信系统现场设备。

应急通信系统现场设备构成图如图3所示。

1.应急通信系统现场设备接入方式
（1）5.8G带宽无线接入
在汕头站通信光接入点采用有线/无线转换器，在灾害现场配置无线手持台和数据终端设备（配无线网卡），使现场的图像、数据、话音能够实时传输。

5.8G 带宽无线接入主要由设备现场应急接入设备（含移动影音采集设备、便携机、固定电话、移动电话、现场无线接入设备）和车站光接入点组成。

（2）海事卫星接入
现场人员通过海事卫星终端，利用地面网络及海事卫星系统，实现与救援指挥人员之间数据及语音等的通信。

（3）卫星电话方式
在现场配置卫星电话（双模，可接入卫星网络及GSM网络），通过卫星网络及GSM网络，实现事故现场人员与救援指挥人员之间数据及语音等的通信。

（4）4G应急终端系统
汕头通信工区各配置4G应急通信终端系统设备1套，通过运营商4G网络接入广州局调度所应急中心平台。

4G应急通信终端设备适合现场执法录像监控和远程监控，功能全面、携带方便的无线视频应急指挥一体化终端设备，能迅速将终端设备临时安放在目标监控的位置，也可在车辆吸附安装，使用结束后方便将设备拆下，用于铁路应急指挥、抢险抢修。

（5）传输通道需求
本工程传输接入点至广州局应急中心按共用带宽2×2Mb/s考虑。

2.网管系统
本工程利用广州调度所既有应急通信系统网管，对
其进行数据调整，满足本线应急现场设备的接入条件。

图3 应急通信系统现场设备构成图
3.性能要求
①应急通信系统现场设备要求构造轻便，体积小，方便人工搬运，总体重量小于10kg。

②应急通信系统现场设备应满足恶劣环境下使用要求，应具有防寒、防震、防尘、防晒、防水功能，防护等级不低于IP54级。

③应急通信系统现场设备主要采用电池供电。

若是需直流供电时，供电电池按双电源配置，且到工作时间不低于3小时。

四、结束语
本文通过对汕头海湾隧道工程案例的探讨，铁路长大隧道应急通信系统采用隧道事故报警电话、隧道综合视频监控系统、GSM-R系统以及应急通信系统现场设备等多种通信结合的方式，能够更高效、更可靠保障长大隧道防灾疏散救援工作的开展。

随着科技的发展，未来需要不断研究完善铁路长大隧道应急通信系统的技术方案，使方案更先进可靠。

作者单位：余少波 广东省铁路规划设计研究院有限公司
参 考 文 献
[1]《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》（TB10020-2017）
[2]《铁路隧道防灾疏散救援工程设计补充规定》铁建设〔2021〕150号
[3]《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）
[4]《铁路数字移动通信系统（GSM-R）设计规范》（TB 10088-2015）
[5]《高速铁路设计规范》（TB 10621-2014）
[6]朱颖等.高速铁路建造技术[M].中国铁道出版社,2015.
[7]田裳,沈尧星.铁路应急通信[M].北京：中国铁道出版社,2008.
21。