高速铁路防灾系统-防灾系统的构成及作用原理

高速铁路防灾系统

高速铁路防灾安全监控系统作为高速铁路运营调度系统的子系统，在预防灾害对高铁运营的危害方面起着重要的保障作用。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。

第一章安装防灾系统的必要性

第一节安装防灾系统的必要性

安全是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，后果相当严重。随着高速铁路的发展，强风、雨雪、泥石流、地震等自然灾害以及异物侵限，时刻威胁着铁路的运输安全。

高速铁路与普速铁路有很大的不同，为了确保动车组列车高速运行，高速铁路安装了很多先进的设备。高速铁路防灾安全监控系统是保证铁路安全运行的重要基础设施之一，是集工程气象学、空气动力学、统计学及计算机网络等技术于一体的集成系统。高速铁路由于运行列车（动车组）速度高，风、雨、雪、异物侵限、地震等自然与人为灾害给列车安全带来的影响更加显著，动车组的运行速度较高，当发生自然灾害或异物侵限时，如果动车组司机不能及时的减速或停车，那么发生的事故将是灾难性的、毁灭性的。为确保行车安全和旅客人身安全，高速铁路设置防灾安全监控系统显得更加必要。自然灾害事

故如图1-1至图1-6所示。

图1-1 风灾事故图1-2 雨灾事故

图1-3雪灾事故图1-4地震事故

图1-5泥石流事故图图1-6异物侵限事故

第二章防灾系统的构成及作用原理

第一节防灾系统的构成

高速铁路对行车安全保障体系提出了更高的要求。除了要求保证线路、机车车辆、牵引供电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，异物侵限，

突发性灾害坍方落石、异物侵入限界、非法侵入等，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，预防灾害的突然袭击。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。

一．总体构成

高速铁路防灾安全监控系统是保证高速铁路列车安全、高效运行的技术支撑手段和重要基础装备之一。该系统为调度部门、基础设施维护部门提供自然灾害及异物侵限报警信息、行车管制预案及维护建议，有效提高灾害情况下的调度指挥决策水平及应急处置能力，在一定程度上减小灾害对铁路运行的影响。

高速铁路灾害监测系统是由风监测、雨监测、雪监测、异物侵限监控、地震监控等子系统组成的集成系统。高速铁路灾害监测系统集成结构图。如图2-7所示。

图2-7 高速铁路防灾安全监控系统集成结构图

二．监测设备

高速铁路灾害监测系统采用统一的处理平台，由现场监测设备、

现场监控单元、中继站列控接口、牵引供电接口、监控数据处理设备、调度所设备、终端设备及通信网络构成。

1.风、雨、雪、地震监测设备由风速风向计（含气温、气压，下同）、雨量计、雪深计、地震仪等组成。如图2-8、图2-9所示。

图2-8 雨量计图2-9 雪深计

2.异物侵限监测设备由异物侵限监测传感器和轨旁控制器组成。如图2-10所示。

图2-10 异物侵限传感器

3.风、雨、雪、地震监测设备实时监测风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等安全环境数据并通过标准的通信接口传送至监控单元。异物侵限监测传感器实时监测异物侵限状态并传送至监控

单元。如图2-11所示。

图2-11 地震传感器采集点

三．监控单元

1.监控单元采用模块化结构，能够根据需要，完成风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等监测数据的现场采集、初步分析和处理以及异物侵限监测传感器的实时状态监测。

2.将风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等监测数据以及异物侵限监测传感器的实时状态信息传送至监控数据处理设备。

3.触发列控、联锁系统及牵引供电系统，使列车紧急制动、接触网停电。

4.具备自检和对监测设备工作状态的检测功能，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。

四．监控数据处理设备

监控数据处理设备由数据库服务器、应用服务器、存储设备、工务终端、维护终端、网络设备以及打印机等组成。能够接收管辖区内的各监控单元上传的风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度、

异物侵限监测数据及设备工作状态信息。

按设定的报警门限值和业务处理规程，对风、雨、雪、地震、异物侵限等灾害的监测信息进行综合分析处理，根据灾害强度，生成各类报警、预警信息以及相应的行车管制预案并在工务终端上生成文本、图形显示及音响报警；同时，将风雨、雪、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息以及相应的行车管制预案传送至调度所防灾终端。存储风、雨、雪、地震等灾害监测数据以及报警、预警及设备故障信息，存储时间不少于3年。各类报警、预警信息的内容包括灾害种类、发生时间、地段、灾害级别、行车管制预案等。

具备对各类信息按指定时段的统计分析功能，并为维护管理人员提供监测报警、预警及设备故障等信息的查询显示和报表打印功能，提供包括基础数据维护、系统运行参数配置、用户权限管理及访问日志等在内的系统管理功能，具有自检和对监测设备、监控单元的故障监测、报警功能，向各监控单元授时，同步监控单元时钟。

预留与上级管理部门信息系统的通信接口，传送灾害报警、预警信息及设备故障信息，并根据需要传送灾害监测数据报表，预留与国家气象、地震部门的通信接口，接收灾害预报、预警信息。

五．调度所设备

调度所设备由防灾终端、通信接口设备等组成。防灾终端以文本、图形等方式显示风、雨、雪、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息及相应的行车管制预案，并提供音响报警。

利用通信接口设备实现与CTC系统、运营调度系统接口，传送相