日本高速铁路防灾安全监控系统简介

日本高速铁路防灾安全监控系统简介

关键字：日本高速铁路来源: 车务在线更新时间： 2007-02-12

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。

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。

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。

(4)此表摘自“日本新干线安全对策概要”(1999年12月日文版)。

表2 发生地震时列车运行规则及其他(山阳新干线)

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。

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。

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)

注：①工程施工地点、灾害注意地点，根据养路工长或电力段长的报告决定限速值；

②此表摘自“日本新干线安全对策概要”(1999年12月日文版)。

图4 关于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)

注：①网速指瞬时风速；

②此表摘自“日本新干线安全对策附属资料”(1999年9月日文版)。

3.雨量监测及运行管制

在沿线路堑、填土和隧道出入口等降雨易造成灾害地区，装设雨量计。时雨量和连续雨量超过规定值时，在工务段和地区调度所内报警。关于集中暴雨的运行管制可分为在指定的区间、里程内行车速度管制和停车管制。图6为日本雨量报警系统构成示意图。降雨警报标准及列车运行管制措施的规定见表5和表6。

图6 雨量报警系统构成示意图

注：①第3种警戒是指在预先确定的区间，以及指定在设备保养上要注意的地点进行定时的巡检警戒。

②第2种警戒是指在第3种警戒对象以外的土工结构物和隧道洞口附近进行周期性的巡检警戒。

③第1种警戒是指在第2种警戒对象以外的预先指定的区间或认为有可能受灾的地点进行周期性的巡检警。

④警戒：雨量达到颁布标准，基本没有发生灾害的可能，能预测出灾害的部分前兆，需要警戒。

⑤限速运行：雨量达到颁布标准，经验表明没有灾害的发生，无异常降雨，有发生轻微灾害的可能性，要考虑限速运行。

⑥停止运行：雨量达到颁布标准，有发生灾害的可能性，需要停止运行。

⑦B区域：连续雨量150mm以上，并时雨量达40mm的时巡检区间；其他的A 区域。

⑧时雨量达50mm时的巡检区间称之为“要注意地点”。

⑨此表摘自“日本新干线安全对策附属资料”(1999年9月日文版)。

注：此表摘自“日本新干线安全对策资料集”(正文第二稿，1999年9 月)。

有些线路事故如坍方、滑坡，是不能仅靠监测小时雨量和连续雨量而能够预测到的，其原因是长时间连续阴雨，使保水性很强的粘性土路堤中的地下水位异常上升，导致路堤及地基失稳，随着基底破坏发生滑移。鉴于这种情况，日本在以往的小时雨量、连续雨量之外，又引入了一个新的指标：累计雨量，即48h 以内的连续或间断降雨量。其警戒标准：历史上发生过降雨破坏史例的，取破坏