德国、法国、日本高速铁路防灾安全监控系统简介
高速铁路防灾安全监控系统
高速铁路防灾安全监控系统
一、国外高速铁路灾害监测监控系统
主要监测监控内容 ➢ 异物侵限（法国、西班牙、日本、韩国等） ➢ 风速（法国、西班牙、意大利、日本、韩国等） ➢ 地震（日本、法国地中海线、韩国） ➢ 积雪深度（日本、韩国） ➢ 降雨量 （日本、韩国）
服务对象 ➢ 列车调度员 ➢ 基础设施维护人员
☆作为新干线沿线的地震仪主要用于监测内陆地震(包括直下型地震)，一般 按每20km間隔设在变电站内。
☆当地震动加速度达到0.04g及以上时，地震监测系统通过与牵引供电和列 控系统的接口，立即使接触网断电、自动控制列车制动。
高速铁路防灾安全监控系统
法国地中海线沿线的地震仪
平均每10km安装一处，地震监测系统监测到地震后，铁路方面要首先与 法国国家地震部门验证，在得到确认后再人工向列车发限速命令：地震 动加速度0.04g≤a＜0.065g时限速170km/h，地震动加速度a ≥0.065g时停运。
D 外侧限 界
DP
监测范 围
1.435
5
2.4
5
4 监测范围
L
2
限
0o
界
坠落轨
迹
a
限界
20
o
坠落轨
迹
高速铁路防灾安全监控系统
☆发生异物侵限灾害时，电网断裂，通过与信号 列控系统的接口，使列车自动制动停车。电网 的特点是监测准确，能够产生“0”、“1”二种 状态，与信号系统接口使列车自动停车。
高速铁路防灾安全监控系统
二、高速铁路防灾安全监控系统
监控数据处理设备
调度所
交换机
数据库 磁盘 服务器 阵列
数据库 服务器
应用 服务器
国外安全综合监控系统
国外安全综合监控系统
1．日本新干线高速铁路调度系统
日本新干线使用的C0MIRAC系统包括运行图生成与变更、车辆与乘务员运用、列车运行控制、列车运行监视、旅客信息等运营管理功能以及电力调度、车辆运用管理、接触网、线路状态检查、灾害监测(地震、风冰、雨、雪、滑坡)等安全功能，是一个功能较为完备的复杂系统。
COSMOS系统集行车控制、电力控制、车辆运用管理、运行图生成及变更、信息系统(灾害信息、旅客信息等)、维修作业管理、车站作业管理等功能于一体，将几乎所有与铁路运营有关的子系统都挂接在中央局域网(LAN)上，使开放运营的铁路系统在信息传输上形成相对的闭环系统，是现代控制技术与计算机技术、网络技术的有机结合。
2．法国TGV高速线综合调度系统
TGV高速线综合调度系统以调度集中为核心，依靠车一地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来。
车载设备包括TVM300或TVM430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网、热轴、风、雨、雪、桥隧落物等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，通过网络传递信息。
3．德国ICE高速铁路综合调度系统
德国ICE高速列车通过LZB系统列车一地面问双向通信、险情报警信息系统(包括风、雪、塌方、热轴)、车载无线故障监视诊断系统与地面控制中心和维修中心构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等功能于一体的系统。
此外，欧洲主要国家铁路都已承诺采用欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)，该系统本身就是综合调度自动化系统，其核心为欧洲列车控制系统(ETCS)。
日本铁路防灾信息系统(PREDAS)
译者往 ：
ＨＤ Ｌ Ｃ 高 级 数据链 路控 制规 程 （ 国 际标准 化 组织 颁布 的 一 种 高 可靠性 高 效率 曲数据通 信规 程） ．
ＡＢ Ｍ： 异步平 街方式 Ｎ Ｒ Ｍ 正 常响应方 式
４ 系统 的功能 ４ ． １ 终 端装置
终端 装置 含雨量 及风速 用 的、 地 震 用 的 和
汇总 装置
数据达 到运 营管制 和警戒 的基 准值 时 ， 蜂 鸣装
置 发 出警 报 声 ， 并 逐 次显 示变 化状 况 和 数值 ， 同 时 还 能 进行 打 印 。 通 过操 作 发 出指 令 ， 也 可 进 行 过 去状 况 的 显 示 和 打 印
终靖 装置 １ ２ ０ ０ ｂ ｐ ｓ ｌ 中央 ／ 汇 总 Ｉ 显示装置 ４ ８ ０ 岫Ｄ ｓ
中野维 修线路 速 度 ２ ５ ／ ３ ５
中间缓行 代 代木 一新宿 下 １ ２ ｋ ５ ０ ０ ｍ－ －１ ２ ｋ ６ ０ ０ ｍ 东 中野
中野 维修线路 速 度 ２ ５ ／ ３ ５ 中 间缓行 大 久保
１ ９ ８ ９年 ９月 １ ９日
ｏ 。 ： ｏ ３ 雨 量 Ｏ Ｏ ｉ ０ ４ 雨 量 ０ ０ ， ０ ５ 雨量 ０ ｏ ； ｏ ５ 雨量
气象 观 测 值 一 览表 显 示 各 观测 点 的观 测
值。
６ ． ６ 雨量特性 圈 由于 雨 量 观 测 图象 是 选 择 显 示 ， 故各 雨量
观 测点 的观 测值 用 雨 量 特 性 图表 示 。
６ ． ７ 雨 ■ 表
网， 以便更安全 、 准确她 实行运营管理
铁道部科学研究院运经所方文 俞 译自 《 日 本铁路应用控制诸研讨会论文集，
维普资讯
德国法国日本高速铁路防灾安全监控系统简介
德国高速铁路防灾安全监控系统简介图德国新建高速铁路防灾报警系统配置图探测设备：HOA—热轴探测设备；WMA—风力测量报警设备；LSMA—气流报警设备；BMA—火灾报警设备；EMA—塌方报警设备；Whz—道岔加热设备.处理设备：ZSE—集中控制单元；MRE—报警显示和记录装置.BFA、BFB、BFC：车站A、B、C.法国高速铁路防灾安全监控系统简介法国高速铁路创造了当前世界上轮轨系交通的最高试验速度515.3 km /h,运营最高速度达到300～320 km/h.虽然发生过行车事故,但未造成旅客伤亡,这应归功于其无所不包的安全保障技术.法国高速铁路采用了以机车信号为主的列车自动控制系统.在型号为,TVM430的列车自动控制系统ATC中,除完成列车速度自动控制外,增加了设备状态和自然环境检测、报警子系统,进一步强化了列车安全运行的保障功能.包括列车自动检测轮轴不转或防滑系统双重故障,万向节的失衡和断裂,转向架的稳定性能检测、接触网电压检测、热轴检测、降雨监测、降雪监测、大风监测、立交桥下落物监测7个子系统装置.法国高速铁路沿线设有防护开关和应急电话,法铁还和国家地震局在地中海线设置了地震监测系统.图新干线安全设备控制关系示意图日本高速铁路防灾安全监控系统简介文章来源：车务在线更新时间：2007-2-14 11:17:12图1 日本地震信息系统示意图图2 甲、乙、丙、丁所代表的范围图3 日本地震发生时的处理过程框图2.风速监测和运行管制在易发生强风及突然大风的高架桥、河川等地安装风向风速仪,其信息在中央调度所的显示盘上或CRT上显示Cathod Ray Tube是调度员和信息处理系统的电脑互相交换情报的人.机装置.日本对列车运行进图4 强风对策研究项目关联框图图5 列车受力示意图日本东北新干线长553 k孟,设置了47段大风限速区间；上越新干线长334 km,设置了21段大风限速区间.在这些限制区内设置了风速计,根据风速等级逐级限制车速,警报标准如表4所示.近年来,由于增设挡风墙、不断改善车辆断面而逐渐降低了对列车限速的要求.表4 强风时列车运行管制规则东北、上越、长野新干线风速一般区间设置一定标准的挡风墙区间/m·s-120≤风速列车限速160 km/h以下不限速图6 雨量报警系统构成示意图表5 日本东海道新干线降雨警报标准及列车运行管制措施 mm运行管制连续雨量24 h累计时雨量连续雨量+时雨量雨量报告备注警戒第3种100—11025/每l h一次第2种120—13030110+20每 h一次每3—4 h巡检一次第1种14035120+25每2 h巡检一次限速运行170km/hB区域/40140+30或160+2每 h一次实时地面巡检,适当添乘巡检A区域/45150+30或180+270 B区/45150+32或。
高速铁路防灾安全监控系统
高速铁路防灾安全监控系统高速铁路防灾安全监控系统文档1. 引言高速铁路是现代交通的重要组成部分，对于国家经济发展和人民生活起到了至关重要的作用。
然而，随着高速铁路的不断发展，其安全问题也越来越突出。
为了保障高速铁路的运行安全，我们需要建立一套高效可靠的监控系统，及时发现和处理各类安全隐患。
本文将详细介绍高速铁路防灾安全监控系统的设计原理和功能。
2. 设计原理高速铁路防灾安全监控系统的设计原理基于数据采集、数据传输与处理、数据分析与决策三个主要环节。
(1) 数据采集：系统依靠各类传感器、摄像头等设备，对高速铁路进行全方位、多角度的监测。
传感器可以监测温度、湿度、震动等物理参数，摄像头可以获取实时的图像信息。
通过这些设备，可以及时获得高速铁路的运行状态，并发现潜在的安全隐患。
(2) 数据传输与处理：采集到的数据需要通过传输设备及时传送到监控中心。
传输过程中需要保证数据的可靠性和实时性，以便在发生紧急情况时能够快速做出应对。
传输完成后，数据将被送至系统的后台，进行进一步的处理和分析。
(3) 数据分析与决策：通过对采集到的数据进行分析，确定当前高速铁路的运行状态，并通过算法进行预测，识别潜在的危险事故。
在分析的过程中，系统将会根据事先制定的安全标准，对数据进行评估和判定。
一旦系统检测到异常情况，将会立即向管理人员发出警报，并及时采取措施，确保人员和财产的安全。
3. 功能实现为了确保高速铁路防灾安全监控系统的效果和功能，我们提出以下几点实现建议：(1) 设备标准化：统一采用国际先进的设备标准，确保不同设备的兼容性和互操作性。
标准化设备的使用和维护更加简单方便，也便于后期的系统扩展。
(2) 网络建设：建立高速铁路专用的网络通信系统，确保数据传输的稳定和安全。
网络系统应包括主干网和支线网，覆盖整个高速铁路的范围。
此外，还应配置备用网络，以提供系统可靠性。
(3) 数据处理：建立高效的数据处理中心，配备强大的计算和存储设施。
高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统可靠性分析与优化研究
特别策划速铁路的列车运行速度高达300~350 km/h，列车在高速运行时可能遇到的灾害种类很多，主要包括：大风、暴雨、大雪、雷电、冰冻、地震、路基沉降、滑坡及泥石流、异物侵限等，不仅容易导致列车晚点、停运等情况发生，严重时还将诱发列车脱轨、线路损坏等事故，危及旅客生命财产安全。
以日本、法国、德国为代表的国外高速铁路，均建立了比较完善的高速铁路防灾系统，并制定了相关检修办法和运用管理规范，取得了良好的防灾减灾效果。
我国铁路部门一直把确保旅客生命财产和行车安全放在首位，同样建立了高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统（简称防灾系统），在保障高速铁路运营安全方面发挥了重要作用。
众多专家、学者也对如何更为有效地发挥防灾系统的安全保障作用开展了大量研究。
刘俊、包云、王瑞等[1-3]在阐述日本铁路综合防灾系统建设情况的基础上，提出完善大风监测报警系统、构建大雪防灾系统、试点建设地震早期报警系统等建设我国铁路综合防灾系统的建议；王俊、沈志凌、令狐勇生等[4-6]在总结国内外防灾安全监控系统方案的基础上，提出了我国高速铁路防灾安全监控系统设计方案；郭治国[7]开展了铁路防灾安全监控系统在沪宁高速铁路的应用研究，指出沪宁高速铁路防灾系统是架构于通信传输系统之上的一套集风、雨、异物侵限等灾害信息采集、分析、处理和指导、辅助安全行车的平台。
但由于多种原因，我国各条高速铁路防灾系统的技术水平以及设备等还存在差异，有必要针对相关系统的可靠性开展优化分析，促进高速铁路防灾系统运用管理水平的提高。
高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统可靠性分析与优化研究李晓宇，刘敬辉（中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道科学技术研究发展中心，北京 100081）基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划项目（2017F027、 2017T002-B）第一作者：李晓宇（1983—），男，副研究员，硕士。
摘 要：介绍我国高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统的构成和主要功能，在此基础上，确定运用故障率、设备故障报警率为衡量系统运用可靠性的2项关键指标参数，通过分析这2项指标，研究提出系统可靠性的主要影响因素。
铁路防灾安全监控系统简介课件
5 雪深现场监测设备
HSC-SR80A 雪深传感器
HSC-SR80A 雪深传感器是通过测量超声波 脉冲发射和返回的时间测量出雪深。广泛应用 于降雪、积雪引发的气象、生态、地质灾害和 交通事故的实时监测和预警。
具有以下特点： 造型坚固，独特的防沙保护罩设计 适用于各种恶劣环境 精确测量、智能传感器 灵敏度高、微功耗 安装方便、免维护
6 GSM-R基站监控单元
监控单元由主机模块、 各种监测功能模块、电源 模块、继电器组合模块、 防雷单元、UPS电源、机 柜等组成。
监控单元采用模块化结 构，能够根据需要，完成 风速风向、雨量监测以及 异物侵限监控功能。
6 GSM-R基站监控单元 自主开发专用监控单元主机、电源模块
6 GSM-R基站监控单元
铁路防灾 安全监控 系统简介
1 防灾安全监控系统结构
监控数据处理设备
交换机
数据库 磁盘 服务器 阵列
数据库 应用
应用 接口 接口
GPS
服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器
维护 终端
调度所
通信 接口 设备
防灾 终端
接统
工务 终端
通信SDH（MSTP）传输系统
4 雨量现场监测设备
雨量计采用集成在VAISALA超声波式风 速风向计中的最先进的“雨鼓式”雨量 计，该雨量计为非机械式产品，在使用 过程中所以没有沉积物无需维护清洗， 具有免维护特点；雨量计集成在超声波 风速风向计中，不需单独安装，可与风 监测点同点布设，降雨数据与风速、风 向、气温、气压、湿度等信息使用同一 通道上传，提高了传输效率。
监控单元
监控单元
监控单元
监控单元
监测设备
雨量计
高速铁路防灾安全监控系统简介 PPT
防灾范畴
危及高速铁路运行安全的因素：
自然灾害：强风、暴雨、大雪、地震等 异物侵限：公跨铁、公铁并行和隧道口的异物侵入（如翻车、落物落石、滑坡等）
防灾系统概述
监控对象：
自然灾害：风、雨、雪、 地震
异物侵限
建设目标：
建立灾害监测系统平台 为调度指挥和工务提供灾
害信息 积累基础数据，开展灾害
大风监测子系统使用的风速计安装在接触网支柱上，每个监 测点设置两套风速计，垂直于线路方向布置，距轨面4 m。现场 控制箱采用小型化结构，固定在接触网支柱下部。 当风速超过限制值时，报警信息上传到调度中心，由列车调 度员根据预案发布限速或停运命令。 目前中国高速铁路使用的超声波式风速计兼其雨最监测功能。
激光镭射 进口 可视激光反射 0~10m ±10mm 0.5s 12VDC -40℃～+ 60℃
安装方案
异物监测子系统
异物侵限监控子系统现场设备包括公路铁桥、公铁并行、 隧道洞门口三类，由监测防护网(内嵌双电网传感器)、轨旁控 制器、安装附件和传输线缆等组成。异物侵限轨旁控制箱安装 在线路外侧(混凝土基础固定)或接触网支柱上。一旦异物侵限 设备发出报警，信息将自动传输到列控系统，同时发出停车信 号。
防灾系统组成
综合维修工区机房
监控数据 处理设备
应用 数据 服务器A 服务器A
存储
应用 数据 服务器B 服务器B
维修 终端
工务 终端
传输网络
2×2M FE
监控单元
继电组合
监控单元 （沿线基站）
调度中心
防灾监控 终端
调度所
列控系统 牵引供电系统
现场监测设备 冗余
传输单元
异物控制箱
风传感器
高速铁路的防灾安全监控与环境保护
国内案例：京广高铁环境保护措施
国外案例：日本新干线防灾安全监控系统
国内案例：京沪高铁防灾安全监控系统
案例的成功经验与不足之处
成功经验：建立了完善的防灾安全监控系统，提高了预警和应急响应能力
不足之处：部分监控设备存在故障，影响了监控效果
不足之处：环境保护措施实施不到位，存在环境污染问题
成功经验：加强了环境保护措施，减少了对环境的影响
技术升级：随着科技的发展，高速铁路防灾安全监控与环境保护的技术将不断升级，提高监控与环境保护的效果
政策支持：政府对高速铁路防灾安全监控与环境保护的重视和支持，将推动相关技术的推广与应用
市场需求：随着高速铁路建设的快速发展，对防灾安全监控与环境保护的需求也将不断增加，为相关技术的推广与应用提供广阔的市场前景
优化线路设计：避免电磁辐射对居民区的影响
优化线路设计
减少对自然环境的破坏：选择合适的线路走向，避免穿越自然保护区、风景名胜区等敏感区域
降低噪音污染：采用低噪音、低振动的列车，减少对沿线居民和野生动物的影响
减少土地占用：采用高架桥、隧道等结构形式，减少对土地资源的占用
保护生物多样性：在施工过程中，采取措施保护沿线的动植物，避免破坏其生存环境
THANK YOU
汇报人：
政策支持：政府将加大对防灾安全监控与环境保护的投入和支持力度
国际合作：加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的防灾安全与环境保护问题
社会参与：提高公众对防灾安全监控与环境保护的认识和参与度，形成全社会共同参与的良好氛围
高速铁路防灾安全监控与环境保护的案例分析
国内外典型案例介绍
国外案例：法国高速铁路环境保护措施
对我国高速铁路防灾安全监控与环境保护的启示
3铁路客运专线防灾安全监控系统方案
2005年10月铁道通信信号October 12005 第41卷 第10期RA IL WA Y SIGNALL IN G &COMMUNICA TION Vol 141 No 110 3铁道第三勘察设计院 工程师,300251 天津 收稿日期:2005205216通信技术铁路客运专线防灾安全监控系统方案沙玉林3摘要:介绍了国内外铁路防灾安全监控系统的现状及发展,提出了我国铁路客运专线防灾安全监控系统的设计方案,并分析了需要进一步研究的主要问题。
关键词:防灾安全监控系统 客运专线 方案Abstract :The stat us and develop ment of Disaster Prevention and Safety Monitoring System (DPSMS )home and abroad are int roduced.A design plan of DPSMS for China passenger lines is propo sed and main problems are analyzed and major issues t hat need to st udy are also analyzed.K ey w ords :Disaster Prevention and Safety Monitoring System ;Passenger special line ;Project 随着我国铁路客运专线建设高潮的到来,与之相关的新技术以及如何应用到工程中变得迫切起来。
目前我国尚无高速铁路及客运专线的建设经验,对于防灾安全监控系统而言,需要解决:如何确定整体设计方案;如何融入铁路客运专线庞大的信息系统,与相关系统安全及时地进行信息交换;如何与桥梁、路基等土建工程协调配合。
1 国内外防灾安全监控系统的发展现状铁路防灾安全监控系统,应能够提供各种自然灾害情报数据,为列车运行控制提供依据;应能够提供各种设备运行状态,以保证列车正常运行;应能够提供有关防灾数据(预警、限速、停运决策信息),为运行计划调整提供依据。
高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统介绍
到欧洲SIL4安全检测标准。
38
4.西班牙 马德里-莱里达线是在法国技术支持下建设，同时建立风、 雨、地震、异物侵限等多种监测装置保证列车运行安全。隧道
入口和上跨的公路桥处都装有金属防护网，设置的金属防护网
比法国还强，桥下线路两侧还安装了多组红外线监测装置，检 测异物侵限。另外还在高速列车检修段与高速正线间的联络线
10
雨量计
水位计
洪水引发的灾害
道床被冲断
桥梁被冲垮
护坡崩塌
11
11
暴雨环境下列车运行管制规则
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雪深监测子系统
新干线在沿线的路堑、边坡、隧道出入口、道 岔等容易被积雪造成灾害的地段装设了雪深计， 可将雪深数据传送至安装在工务段（领工区）的 雪深报警装置上，当超过报警阈值时发出警报并 将数据发送到地区调度所。
报方法或预报着眼点。
46
2.民航 针对飞机起降影响较大的灾害性天气，主要包括云、能见 度、天气现象、气压、气温、湿度、地面风、降水量、积雪深
度，特殊天气报告标准和特殊天气发布管理办法。
47
3.核电站 大亚湾核电站在1994年也建立了用于地震报警的地震 仪表系统，该系统由6个三分量加速度计、4个三分量峰 值加速度计和2台地震触发器组成，当地震动超过给定的 阀值(0.01 g)时，中心控制室的警报器报警；经专家系 统决策后采取相应的措施。
检测光缆 检测光缆
16
地震监测子系统
在60年代日本建造世界上第一条高速铁路东海道新干
线时，就考虑了高速铁路震监测及紧急处置系统，该系统 经过四十多年的建设，积累了大量监测数据和实际运用经
验，地震监测技术发展已经成功完成三次大规模升级，目
前正在进行地震监测点加密加强的推广应用。
国外主流高速铁路运营调度系统
思考与练习
1.填空题 （1）高速铁路运营调度系统是高速铁路运输管理和列车运行控制的_____，是高速铁路高 新技术的集中体现，是高速铁路运营管理现代化、自动化、安全高效的标志，是为乘客提供 _____的窗口。 （2）高速铁路开行的主要是_____的旅客列车。 2. 简答题 （1）简述法国高速铁路调度指挥管理模式的特点。 （2）简述德国高速铁路运营调度的特点。 （3）简述日本新干线调度指挥系统的特点。
控制中心根据列车运行、沿线行车设备状态及维修作业情况的实施信息，按照列车运行计划， 集中控制管辖区段列车运行，在设备发生故障时，各车站可以进行本地操作。法国高速线基本上是 一条线设1个控制中心。东南高速线，在巴黎和里昂分别设1个CTC中心，行政上归分局调度中心领 导。大西洋线在巴黎设1个CTC中心，北方线在里尔设1个CTC中心，地中海线在马赛设1个CTC中 心，行政上归所属的车务段领导。法国高速铁路CTC中心的操控技术有很大差别，有PRS、PRCI和 MISTRAL，目前最先进的是地中海线马赛CTC中心的 MISTRAL系统。
1. 新干线调度指挥系统
新干线调 既有线独立的调度指挥系统。日本新干线分线路设置了调度中 心，它充分考虑了高速行车所伴随的高风险性及行车安全对调度系统的依赖性，突出了安全的重要 地位，并充分考虑了高速客流有效利用时间的强烈愿望，把正点作为工作核心；从广义运输系统概 念出发，构建集各种功能为一体且总体功能强大的综合调度系统。综合调度系统除传统系统所包含 的全部业务外，还设置了线路的管理、维修、保养，供电系统的监视、遥控，通信信号系统的监控 、检修，灾害的预报、预警，事故抢修等业务。
调
度
系
统
在法兰克福调度指挥中心和7个调度所，路网公司、长途客运公司和货运公司的调度人员均 在一起进行合署办公。路网、客运和货运调度均实行三级管理，调度人员实行两班倒，每班 工作12 h。其高速铁路没有专门另建调度中心，而是纳入所在区域的既有调度系统，以利于 高速列车与既有列车的跨线运行。联邦铁路公司采用三级调度管理方式。
浅析高速铁路防灾系统
综合研究ZONGHEYA NJIU428一、前言安全是一切交通运输方式的先决条件，是高效运输和持续发展之本，是铁路运输的生命线。
高速铁路由于列车高速度、高密度运行，一旦发生事故，后果严重。
因此，对行车安全保障体系提出了更高的要求。
除了要求保证机车车辆、供电、线路以及通信信号等设备高安全性外，对各种可能发生的灾害，如自然灾害——强风、暴雨、大雪、地震，突发性灾害——坍方落石、异物侵入限界、列车事故及设备故障等，都要实施全面监测，即建立防灾安全监控系统，实施全面、准确、实时的安全监控。
二、国外高速铁路防灾安全监控系统世界各国在建设高速铁路之初，均把“安全”作为高速铁路的先导核心技术加以系统研究，并在实际运用中不断完善。
以日本、法国和德国为代表的高速铁路，由于其所处的自然环境、地理条件及运营方式不同，各自采用了不同特点的防灾安全保障措施。
日本新干线运行40余年，以高安全性著称，保持着极低的安全事故率首先应归功于其日益完善的安全保障体系。
目前，新干线防灾安全监控系统是COSM OS 综合运营管理系统的子系统，沿线设置了地震、风、雨、洪水、雪、轨温及异物侵限等多种监测装置，当出现灾害或突发事件时自动向防灾安全监控系统发出报警信息，采取紧急处置措施控制列车停车或减速。
法国高速铁路以机车信号为主的列车自动控制系统由TVM -300逐步发展为TVM -400、TVM-430。
在TVM -430系统中，增加了设备监测和报警子系统，进一步强化了列车运行安全的保障功能，其主要内容为接触网电压监测、热轴监测、降雨监测、降雪监测、大风监测、立交桥下落物监测等。
但与日本不同的是，法国防灾安全监控由诸多独立运行的监测系统构成，各监测系统并未进行综合。
德国高速铁路采用防灾报警系统（MAS90），其主要特点是利用功能强大的车载故障监测和诊断系统，通过无线通信与地面维修中心构成集行车控制、故障监测、维护等功能于一体的行车安全保障体系，除可监督线路装备的运用状态外，还可识别并及时报告环境对行车安全的影响，以及移动设备发生破损的情况。
铁路防灾安全监测系统简述
监控主机具备自检和对监测设备检测功能，实现故障诊断、定位及报警； 同时，能够将故障信息上传至监控数据处理设备并接受监控数据处理设备 的集中检测管理。
第二章 系统构成
2.2 监控单元（组成）
监控主机模块
各种监测功能模块
第一章 系统介绍
1.5
设计目的及原则
接口故障不影响其他系统 故障自诊断和远程维护
防潮、防腐、耐湿、抗风、防雷
设备运行状态监视
设备基础
及故障报警
原则
可维护性
原则 防灾安全
监测系统
预留铁路其他系统接 入条件
可扩展性
原则 安全性
原则
数据保密 完整的自检测和分析功能
可靠性 原则
稳定性 原则
安全型继电器 关键设备双机热备
M easuring station
Modem
Line B
Measuring Measuring Unit nr 3 Unit nr 4
Modem
风监测系统构成：由马赛调度中心 风监测系统主机、沿线12个处理站 和通道组成。风监测系统由两套平 行的系统组成。
地震监测系统由分布在铁路沿线的 24个监测站、一个位于马赛的中央 站和一个位于国家地震部门内的验 证中心组成。
7*24小时不间断运行 主要设备工业级标准
目录
第一章、 系统介绍 第二章、 系统构成 第三章、 系统功能 第四章、 系统特点 第五章、 技术指标
第二章 系统构成
风 雨 异物侵限 地震 雪
。。。
自然灾害和突发事件
监测报警
灾害监测
灾害预警信息 列车限速信息
铁路防灾安全监测系统
列车环境风速
列车运行限速
不大于15m/s
正常速度运行
不大于20m/s
限速300km/h
大于25m/s
限速200km/h
不大于30m/s
限速120km/h
芬兰 维莎拉
德国 拉芙特 大于30m/s
严禁列车进入风区或停车
第二章 系统构成
2.1 灾害监测传感器 （一）风向风速计（安装）
防护钢管 数据远程传输单元
目前国内铁路防灾系统的现状是因地区差异不同。比如乌鲁木齐地区受 风灾最为严重，其防风子系统就相对完善与成熟；西南地区的雨量监测系统 就相对完善。
新建的客运专线铁路防灾安全监控系统作为保证行车安全的重要设备 ，陆续在京津、郑西、武广、沪宁、海南东环等铁路应用。
第一章 系统介绍
1.5 设计目的及原则
借鉴国外先进经验，结合我国实际情况，构建安全可靠的铁路防灾安 全监控平台。
HUB
第一章 系统介绍
1.4 国内外现状－日本
日本新干线由COSMOS（类似综合调度系统）的子系统CMS（信息监视 控制装置）。具体监控内容如下：
风速、雨量、积雪 地震 长大隧道火灾 工作人员进出门的金属防护栅及专用钥匙、ID卡 无缝线路温度监控
第一章 系统介绍
1.4 国内外现状－中国
为铁路调度提供一手灾害信息，减少其对铁路高速行车的危害 ，保证铁路运输的安全。
各种灾害监测系统集中，节省资源，统一管理与维护。 建立通用数据库，为数据查询与智能分析提供数据基础。
第一章 系统介绍
1.5 设计目的及原则
《信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件》运基信号〔2009〕719号 《高速铁路防灾安全监控系统-公跨铁立交桥异物侵限监测方案》运技基础（2010）739号 《新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定》 TG04/2009《铁路客运专线技术管理规定（试行）（300~350km/h部分）》 《CTCS-3级列控系统技术创新总体方案》（铁运〔2008〕73号） 《客运专线列控系统临时限速技术规范（V1.0）》（科技运〔2008〕151号） 《地面气象观测规范》（QX/T61-2007） 《中国数字强震动台网技术规程》 《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》（铁建设〔2007〕39号） 《信息技术软件生存周期过程》（GB/T8566-2007） 《微型计算机通用规范》（GB/T 9813-2000）
任务2国内外高速铁路安全与防灾系统概述.
石家庄铁路职业技术学院教案首页【新课内容】任务1 高速铁路安全与防灾系统概述高速铁路是一个纷繁复杂的巨系统，其运行安全涉及到各个环节，从合理安排列车运行图和司乘人员，到运营设备、线路的状态检测与维修保养和环境安全监控预警，以及调度指挥和运行控制等。
高速铁路安全与防灾安全技术是用于全面监测各种可能对安全行车产生危害的自然灾害，通过建立实时监控网络、及时采取预防与防护措施，达到减少灾害损失、最终保证行车安全的目。
以日本、法国、德国为代表的国外高速铁路，把安全技术作为高速铁路的先导型核心技术加以系统研究。
针对其所处的自然环境、地理条件以及运营条件的不同，分别采取了各自不同的安全保障措施，并通过实际运用对安全对策予以不断完善和提高。
一、国内外高速铁路防灾安全监控系统概述1.日本日本是一个台风、暴雨、地震、滑坡及大雪等自然灾害频繁发生的国家，铁路经常遭受自然灾害的侵袭。
据统计，日本铁路大约有1/3的行车事故是由各类自然灾害引发的。
自然灾害严重威胁着日本铁路的行车安全，其引发的次生灾害(也称二次灾害)往往导致重大行车事故，造成的损失难以估计。
因此，日本铁路部门非常重视对自然灾害的研究、防治工作，自新干线建成运营以来，经过40余年的不断研究和开发，已经从简单的观测、报警、防护逐步构建形成一整套完善的安全防灾监控系统，加强了对地震、强风、暴雨和大雪等自然灾害的检测，确保日本铁路的安全运营。
按照灾害信息的种类和系统功能划分，日本铁路的安全防灾监控系统分为灾害预测系统和灾害检测系统。
前者是根据监测数据对灾害发生的可能性进行预测，通过采取灾害前的预警措施和行车规定，保障行车安全;后者是针对已经发生的灾害，通过检测判断，阻止列车进入灾害区段，避免次生灾害的发生。
日本铁路制定了灾害情况下相应的行车安全规则，以及降低灾害对行车影响的措施，并已经研究及开发了很多针对不同自然灾害的自动监控系统，如地震紧急检测报警系统(UREDAS)、防灾管理控制系统、气象信息系统(MICOS)、河流信息系统。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 图1
日本地震信息系统示意图
图2
甲、乙、丙、丁所代表的范围
设备电 设备电 ≥120 同上 同上 同上 同上 气 气 设备
注：①“其他”是指工程施工或灾害注意地点，根据养路工长或电力区长的报告确定 限速值。“设备电气” 指提速时有设备及电气人员添乘。
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图 德国新建高速铁路防灾报警系统配置图
探测设备：HOA—热轴探测设备；WMA—风力测量报警设备；LSMA—气流报警设 备； BMA—火灾报警设备；EMA—塌方报警设备；Whz—道岔加热设备。 处理设备：ZSE—集中控制单元；MRE—报警显示和记录装置。 BFA、BFB、BFC：车站 A、B、C。
日本高速铁路防灾安全监控系统简介
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文章来源：车务在线 更新时间：2007-2-14 11:17:12
情报的人。机装置)。日本对列车运行进行管制的风速值，全部为瞬时风速值。管制标准 各地区不尽相同，在设置了挡风墙的地段，对强风进行运行管制的标准可适当放宽。
表 1 地震发生时列车运行规则(东海道新干线)
行 车 规 则 地震强度 停 车 限 速 运 行
在规定的区间停 甲 车 在规定的区间停 乙 车 丙 丁 / / 在规定的区间限速 70 km/h 以下， 特例 30 km/h 以下 / 在规定的区间限速 70 km/h 以下， 特例 30 km/h 以下 在规定的区间限速 70 km/h 以下， 特例 30 km/h 以下
②“特例”是指下列情况之一： 连续雨量达 120 mm 以上降雨时发生地震； 日落以后(包括浓雾)发生地震，但“*”行的情况除外； 气温上升，轨温达 50cI=以上时发生地震。 ③此表摘自“日本新干线安全对策概要”(1999 年 12 月日文版)。 防止强风灾害，是铁道行业的重要课题。与强风相关的问题及其相互关系见图 4。人 们关心的是强风可能造成列车的脱轨倾覆，在弯道行驶的车辆主要受到重力、横向振动 力、离心力和风压力的影响，它们的合力若落在左右车轮与钢轨接触点之内则不会倾覆； 合力若正好通过接触点，此时称之为临界倾覆状态，记为危险率 D=1.O，见图 5；挡风墙 fl-算时考虑安全系数，则取 D=0.8。
在易发生强风及突然大风的高架桥、河川等地安装风向风速仪，其信息在中央调度 所的显示盘上或 CRT 上显示(Cathod Ray Tube 是调度员和信息处理系统的电脑互相交换
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日本是一个灾害多发国家，台风、暴雨、大雪、地震等自然灾害频繁。新干线自 1964 年 10 月开业至今，保持着无一乘客伤亡的优异成绩。每天运行列车 750 列，运送旅客 75 万人次以上，列 车晚点平均小于 1min，首先应归功于日臻完善的防灾安全保障体系。 (一)沿线灾害监测及管制措施 1.地震监测及运行管制 日本是一个多地震国家，除在沿线(大部分在变电所)设置加速度报警检测仪及显示用地震仪外， 东北、上越、长野新干线还沿海岸线设置地震监测系统，以便提前检测到 40 Gal 以上的地震波。东 海道和山阳新干线由于距东海及关东地震区很近，则采用了更为先进的“地震 P 波早期监测警报系统 (UrEDAS)”，利用沿线地震报警仪(设定 40 Gal)和 M(震级)—△(距震中心距)图，对运行管制区域进 行判断和管制。图 1 为日本地震信息系统示意图，图 2、图 3 为发生地震时的列车运行管制范围和过 程。表 1。表 3 为发生地震时的列车运行管制规则。
德国高速铁路防灾安全监控系统简介
德国高速铁路属客、货混运型，且隧道约占线路长度的 1/3。因此，隧 道内的行车安全成为德国高速铁路安全保障的重点。 德铁制定了非常严格有效 的防范措施。 例如： 禁止无加固和防护措施的货物列车或装有危险货物的列车 驶入隧道；尽可能减少客、贷列车在隧道内交会，并要求限速运行；专门制造 了两列隧道救援列车， 随车带有医疗卫生救助设备， 并同地方政府共同组织消 防、救援队，当出现意外事故时，能及时进行抢救。 此外，在高速新线上也采用了新型防灾报警系统 MAS90，除可监督线路装 备的运用状况外， 还可识别和及时报告环境对行车安全的影响， 以及移动设备 发生破损的情况。该警报系统在全线南、北、中段设有中央控制单元(SZE)， 相互连通； 每个 SZE 又连接若干设在沿线总站信号楼内的各种报警和记录单元 (MRE)，并与之进行信息和命令交换。MRE 接受安装在沿线的探测报警仪器采 集的信息。这些探测报警仪器主要有：HOA903 型热轴探测器；LSMA 隧道气流 报警器(在长度大于 1.5 km 的隧道内安装)；WMA 风测量仪(在所有桥梁上安 装)；BMA 火灾报警仪；沿线设置防护开关；隧道口坍方报警信号装置(EMA)； 隧道两端及隧道内每 1 000 m(早期 600 m)设置应急电话(NR)，仅需扳动手柄 就可打开电话箱， 紧急呼叫的信息具有绝对优先权。 德国的计算机辅助列车监 控(或称行车调度 LZB)系统，可起到安全调度功能。 图为德国新建高速铁路防灾报警系统配置示意图。
表 3 发生地震时列车停车后的运行规则(东北、上越、长野新干线)
行 车规则 Gal 值
紧急巡检 徒步巡
(沿线)
停 车
限 速 检
添乘巡检
80 Gal 以下
根据调度员的命令恢复运行 超过 80 Gal 的感震器点两端 12 km 范围内， 开始供电后 30 km/h 以下；有设备、电力人员
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图 3 日本地震发生时的处理过程框图
2.风速监测和运行管制
注：(1)“地震强度”是 UrEDAS 早期监测系统判定的地震烈度。 (2)“特例”是指下列情况之一： ①连续雨量达 120 mm 以上降雨时发生地震； ②气温上升，轨温达 50℃以上时发生地震； ③日落以后(包括浓雾)时发生地震(地震强度丙时除外)。 (3)甲、乙、丙、丁系根据震级—震中距关系曲线划分的为恢复行车而采取相应措施 的 4 档规定： 甲—停车后对全线巡检；乙—停车后对部分区间巡检；丙—停车后，从 70 km/h 逐 步提速；J—无停车后规定。 表 2 发生地震时列车运行规则及其他(山阳新干线)
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法国高速铁路防灾安全监控系统简介
法国高速铁路创造了当前世界上轮轨系交通的最高试验速度 515.3 km /h，运营最高速度达到 300～320 km/h。虽然发生过行车事故，但未造成旅客 伤亡，这应归功于其无所不包的安全保障技术。 法国高速铁路采用了以机车信号为主的列车自动控制系统。在型号为，T VM430 的列车自动控制系统(ATC)中，除完成列车速度自动控制外，增加了设 备状态和自然环境检测、 报警子系统， 进一步强化了列车安全运行的保障功能。 包括列车自动检测(轮轴不转或防滑系统双重故障，万向节的失衡和断裂，转 向架的稳定性能检测)、接触网电压检测、热轴检测、降雨监测、降雪监测、 大风监测、 立交桥下落物监测 7 个子系统装置。 法国高速铁路沿线设有防护开 关和应急电话，法铁还和国家地震局在地中海线设置了地震监测系统。
紧 急 巡检 地面
提
速 70
限
速 巡检
添乘巡检 30 km/h 70 km/h km/h
感震器监管范围内 70 km/h 无；特例时 以下， 但判定震度未明确前 3 以下* 30 kin/h 以下， 特例 30 kin/h 间 以下 ≥40<80 感震器监管范围内 30 km/h 以下， 但有设备及电气人员 4 以上 添乘 70 km/h 以下， 特例 30 kin/h 以下 设备电 设备电 3 以下 同上 同上 气 停车 区 感震器 感震器监管范围内，有设 间的 ≥40<120 4 监管范 备、电气人员添乘 70 km/h 特 围内 以下，特例 30 km/h 以下 定地 点 停车 5 以上 同上 同上 区间 同上 气 气 设备电 设备电 设备 同上 气 气 设备电 设备电 设备 气 设备 “限速”区间 气 气 特例时同 设备电 设备电 设备 同“限速”区 气 设备电 设备
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