高速铁路自然灾害与异物侵限监测系统培训讲义

控单元至中继站、信号机械室或牵引变电所间电缆，监控数据处理设备，
调度所行车调度、工务处调度监测设备，防灾配电箱，防灾网络通道，中 继站或信号机械室内防灾组合。
3.供电：牵引变电所、分区所、AT所防灾监控单元电源电力电缆等电力设备
。
防灾系统设备管界划分示意图
供电：地震监控系统牵引供电接口设备 。
地震仪
1.3 灾害监测系统维护管理分界如下：
2.信号和通信的分界点：防灾系统与列控系统接口以车站（中继站） 信号机械室的信号分线盘端子外100mm电缆处为界，信号机械室分 线盘的接口端子由信号管理维护，防灾系统至车站（中继站）信号 机械室分线盘的电缆（电线）由通信管理维护。 3.电务部门（通信）和供电部门的分界点：牵引变电所、分区所、AT 所防灾监控单元电源以站、所内防灾专用配电箱电力电缆接线端子 电源侧100mm处为分界点。该点向防灾监控单元侧为电务部门设备

3.2异物侵限现场双电网传感器介入项点
1.双电网传感器及安装配件进场应进行验收，其规格、型号 及质量、数量应符合设计要求和相关技术标准的规定。双电 网传感器竖直监测网、水平承重网型号、规格、质量应符合 设计要求及相关技术标准的规定。 2.双电网传感器与去轨旁控制器电缆接续盒连接，引下线缆 采用Φ50热镀锌钢管或钢芯尼龙软管保护，管线敷设时水平 每米偏差不应超过2mm；垂直线管应与地面保持垂直，垂直度 偏差不应超过3mm；水平敷设时，管卡间距一般为1-1.5m，垂 直敷设时固定在桥墩上的管卡间距为1.5-2m。
雨量计 数据远程传输单元 抱箍固定 雨量计安装 支架
雨量计照片
雨量计电源信号接口
设备下方有一个8孔螺纹连接件，可通过提供的连接线 连接供电电源和各种接口。 设备接口图如下：
数据采集传输单元
数据采集传输单元主要为风速计提供电源转换与防雷、信号 防雷，以及风速计专用线缆和数字信号屏蔽电缆之间的转接功能。 内部机构如下图所示：
路内系统
路外系统
相邻铁路局中心系统
应用软件 系统软件 硬件平台
既有灾害监测系统
监控数据处理设备 监控单元 … 监控单元 现 现 场 场 采 … 采 集 集 设 设 备 备 现 现 场 场 采 … 采 集 集 设 设 备 备
现场监测设备
监控单元 … 现 现 场 场 采 … 采 集 集 设 设 备 备 现 现 场 场 采 采 … 集 集 设 设 备 备 监控单元

3.2异物侵限现场监测设备介入项点
设备下方有一个8孔螺纹连接件，可通过提供的连接线 连接供电电源和各种接口。 设备接口图如下：
数据采集传输单元
数据采集传输单元主要为风速计提供电源转换与防雷、信号 防雷，以及风速计专用线缆和数字信号屏蔽电缆之间的转接功能。 内部机构如下图所示：
第二章
（二）雨量计
系统构成
雨量计采用24GHz 多普勒雷达（Doppler radar）测量单个雨落速度的 方式来测量降水强度。通过滴落速度与大小的关联，计算降水量与降水 强度。不同的滴落速度决定了不同的降水类型。
备及地震坑由工务段管理维护，地震坑外至监控单元侧设备由所属电务、
通信段管理维护。工务段监测终端以工务段监测终端处所防灾专用通信设 备侧FE端口为界，端口（不含端口插头）以内（含FE端口至通信设备间配
线）传输通道由所属电务、通信段维护，端口以外（含端口插头）至监测
终端侧由工务段维护。
第二章 系统管界划分
高铁自然灾害与异物侵 限监测系统介入培训
沈阳铁路局工务处
目 录
第一章、系统简介 第二章、系统管界划分 第三章、wk.baidu.com统构成
第四章、介入项点
第一章 系统简介
1.1 系统简介
高速铁路自然灾害与异物侵限监测系统是保证高速 列车行驶安全的重要装备之一 灾害监测系统对高速铁路沿线风、雨、雪、地震及 上跨铁路的道路桥梁的异物侵限进行实时监测，为调度
第二章
系统构成
2.1
灾害监测传感器
（四）异物侵限监测设备
L形支架 竖直监测网
高度2000±55mm 宽度1000±010 mm 重14kg
双电网传感器
水平承重网单元
盘营客专轨旁控制器 电网故障指示灯 现场恢复按钮 现场测试按钮 临时通车指示灯
第二章
长吉城际 异物侵限 现场监测 设备（公 跨铁）-轨旁控制 箱
3.1风、雨、雪速现场监测设备介入项点
2.采用专用托架安装在接触网支柱上，安装高度、倾斜角度 必须满足设计图纸要求，托架指向线路外侧，且与线路方向 垂直。 3.风速、雨量、雪深计速计专用托架与接触网杆固定采用两 根角钢或槽钢（304型不锈钢）固定，角钢与接触网杆之间垫 橡胶垫片。 4.风速、雨量、雪深计专用托架采用平、弹垫加双螺母紧固， 表面涂抹螺丝固定剂，锚栓丝扣外漏长度不小于5毫米，固定 风速计支架的螺母统一朝向线路外侧，螺栓与接触网杆不得 接触，安装满足高速铁路建筑限界要求。
精确性 使用最高值：
0—60 米/秒
测量值加减0.3 米/秒或3%
基本信息
接口 功率 RS485,双线连接方式，半双工 直流电压24 伏特 +/- 10% <3 伏安
第二章
2.1 灾害监测传感器
（一）风向风速计（安装）
系统构成
风速风向计
风速风向计 安装支架
防护钢管 数据远程传输单元
钢管固定卡
风速风向计电源信号接口
电缆
风、雨、雪监测 点
现场控制箱
电缆
通信 通信通道 基站监控单元 数据处理中心
通信
通信通道
通信 局工务、调度 台终端及机柜
电缆 异物监测点 轨旁控制器 电缆
工务
中继站(列控中心或信号机械室 )
信号
第二章 系统管界划分
1.3灾害监测系统维护管理分界如下：
1.电务部门（通信）和工务部门的分界点：现场风、雨、雪、异物监测设备 数据传输单元（轨旁控制箱）外侧电缆100mm处为界（至监控单元方向） ，现场采集设备侧由工务段管理维护，监控单元侧电缆、监控单元等设备 由所属电务、通信段管理维护。现场地震采集设备以地震坑为界，坑内设

3.2异物侵限现场双电网传感器介入项点
3.各监测网之间连接紧密，双电网传感器传感导线接续完毕 后放入接线盒内，电气性能测试完成且达标的情况下，灌胶 密封。 4.采用植入化学锚栓的安装方式时，化学锚栓大小应采用M20， 植入深度不小于170mm。植筋胶应与桥体混凝土表面平齐，不 得有明显凹陷。 5.L型支架型号、尺寸符合设计要求。
指挥及维护管理提供报警、预警信息，有效防止或减少
灾害对高速铁路列车运行安全的影响。
1.2总体技术方案系统架构及接口关系示意图
高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统
铁路局中心系统
防洪管理信息系统 铁路局中心系统 综合视频监控系统 接 口 服 务 铁路时间同步网系统 运营调度管理系统 气象部门系统 地震部门系统 安 全 机 制
沈阳局调度所
沈阳铁路局
沈阳局调度所
交换机（16口主备两台）调度终端
工务段终端
交换机 （24口）
第二章 系统管界划分
1.1 职责分工
灾害监测系统设备维护工作按“统一管理，专业负 责”的原则进行。局工务处负责灾害监测系统统一管理 ，牵头组织电务、工务、供电等相关部门和设备管理单 位，共同做好灾害监测系统的维护管理工作。各设备管 理单位按照设备维护管理分工负责管辖设备的日常检查 维护。
l3.4地震现场监测设备介入项点
l3.5室外设备配线介入项点 l3.6室外设备防雷与接地介入项点 l3.7子系统单点试验介入项点 l3.8系统功能测试介入项点
l3.9静态验收单位工程观感质量评定
芬兰Vaisala超 声波式传感器
3.1风、雨、雪现场监测设备介入项点
l 1.室外风速、雨量、雪深计设备进场应进行验收，其规格 、型号、数量及质量应符合招标文件、设计要求和相关技 术标准的规定。对照招标文件、设计文件和订货合同，检 查实物和质量证明文件。
信号系统
牵引变电系统
1.3
按线建设的系统架构
现场层设备
用于现场灾害信息采集，由风速、雨量、雪 量、地震、异物传感器等监测设备组成。 用于对现场采集设备采集的数据进行处理和 上报 ，主要由监控单元组成。 对上报数据进行存储、分析、转发，主要 由应用服务器、数据库服务器组成。 人机界面显示并统计灾害数据，主要由各 种应用终端组成。
并负责维护管理，向电源侧由供电部门负责维护管理。
第三章
系统构成
2.1
灾害监测设备
选用超声波式风速风向计，其抗电力牵引电磁干扰能力强，适应复杂
（一）风向风速计 、恶劣的环境。
德国 拉芙特
WS500-UMB风速计 技术参数 风向
原理
测量范围 精确性 风速 原理
超声波
0—360° ± 3°
超声波
测量范围
德国 拉芙特雷达式雨量计
WS400-UMB 技术参数 重量 降水强度 分辨力 滴落颗粒直径测量范围 基本信息 接口 操作功率 RS485,双线连接方式，半双工 直流电压24 伏特 +/- 10% <3 伏安 0.01 毫米 0.3—5 毫米 重量约 1.4 千克
2.1
灾害监测传感器
雨量计（安装）
雪深0-15m ±5mm 1mm
测量间隔 信号输出
电源 功耗 工作环境温度 工作相对湿度
6s RS232 （9600bps）
DC24V 0.5-1W（不加热）；小于12W(加热) -40℃—+50℃ 0—100%RH
防护等级 可靠性
IP65 可在高寒地区使用
雪深采集原理示意图
现场
激 光 雪 深 计
机房
数据 采集 传输 单元
RS-485 通讯/ DC220V 供电
基站 监控 单元
SDH 双通道
监控 数据 处理 设备
29
2.1
灾害监测传感器
（四）异物侵限监测设备
在公跨铁立交桥设置异物侵限监测设备 ，实时监测各双电网传感器的状态， 发生异物侵限时，立即通过监控单元 向信号列控系统、联锁系统发送控制 命令，通过信号列控系统、联锁系统 使列车自动停车，并向列车调度员发 出异物侵限报警信息。异物侵限监控 子系统除具有上述基本功能外，根据 实际需要，还具有：现场试验、远程 试验、应急恢复等功能。
系统构成
第二章
系统构成
2.1
灾害监测传感器
（五）地震监测设备
地震除直接破坏铁路基础设施外，还会导致列车脱轨和倾覆以及
冲入受灾地区等。为避免这些灾害的发生，在高速铁路沿线设置 地震监测报警系统以便尽可能在地震发生时降低列车运行速度或 停车。
地震监测构成原理图
地震监测功能 1、监测地震动加速度，生成报警，实现强震应急处置； 2、当地震动加速度≥0.04g时，防灾安全监控系统生成报警信号，并
灾害监测系统：
现场层设备 基站层设备 监控数据处理设备 应用层设备 应用层设备 基站层设备
监控数据 处理设备
设 架 营 例）
主备实时服务器
数据库服务器 主路由器
备路由器
盘锦站数据处理中心 沈阳局工务处
传输系统SDH 交换机 （24口） 工务调度终端沈阳局工务段 传输系统SDH 传输系统SDH
第二章
系统构成
2.1
灾害监测传感器
（三）雪深计
SM310雪深计测量从探头到被测目标表 面的距离，智能推算出积雪深度，通过发 出红外激光，打到被测平面，测量这个传 播过程。 现场主要由激光雪深计、防雷模块、 信号隔离采集模块、现场数据采集传输单 元等组成。
雪深计照片
测量范围 测量精度 分辨率
通过防灾监控单元将该报警信号传送至邻近的列控中心触发列控系统
使列车自动停车，同时触发牵引变电所牵引供电控制装置使接触网停 电。 3、预留本地P波监测以及接收国家、地方地震台网的P波信息功能； 条件具备时，实现P波预警。
地震监测站GPS天线
l3.1风、雨、雪传感器设备介入项点 l3.2异物侵限双电网传感器介入项点 l3.3室外风、雨、雪现场控制箱和异物侵限轨旁控制箱介入项点
3.1风、雨、雪速现场监测设备介入项点
5.风速、雨量、雪深计接地线接入综合接地系统，连接可靠。 接地方式应满足设计文件要求。 6.雪深计采用专用托架安装在接触网支柱上，雪深计距离钢 轨面的高度、倾斜角度必须满足设计图纸要求。 7.风速计、雨量计、雪深计与托架的固定应牢固，设备本身 应结实美观，无明显划痕，安装托架采用不锈钢材质。
第二章 系统管界划分
1.2 灾害监测系统维护管理范围划分如下：
1.工务：现场风、雨、雪、异物、地震监测设备（含数据传输单元，轨旁控 制箱），工务段监测终端设备。 2.电务：现场监测设备至监控单元间电缆，现场监控单元（设在GSM—R通信 基站、中继站、牵引变电所、AT所、分区所或其它防灾机房内），现场监