防灾安全监测系统

防灾安全监测系统

一、系统简介

高铁防灾安全监测体系是实现对风速、降雨量、降雪量、地震、异物侵限等危及列车安全运行的自然灾害因素实时监测，对监测数据的分散式采集、综合分析，集中管理、及时掌握灾害发生动态，与调度指挥、牵引供电、列控系统、综合维修和应急救援等系统互相连通，构成对列车运输安全的保障体系。

高铁防灾安全监控报警系统主要由大风、雪深、降雨量、异物侵限、地震等监侧子系统构成。系统主要由现场传感设备层、基站层、铁路局数据中心层设备和防灾终端层构成。

现场层为数据采集层，主要完成对风、雨、雪、异物侵限、地震信息数据的实时采集。

基站层为基站防灾监控单元，主要承担对采集、解析、处理、数据的汇集传输。铁路局层接收传输数据，实现对数据的存储、处理、分析，将结果发送到调度中心防灾终端。调度中心及其它业务防灾终端主要完成各监测信息的显示、报警以及行车建议的生成。

二、系统结构

按照结构进行划分，高铁防灾安全监控系统主要由基站PLC监控单元层、现场传感器数据采集层、铁路局数据处理中心层和用户监控终端层四个层次部分构成，其结构图如图所示。

牵引供电系统

牵引供电系统

三、设计方案

西宁到敦煌地理环境以黄土高原区和风沙干旱区为特色。黄土高原灾害类型很多，如旱灾、水土流失、暴雨、滑坡、地裂缝及地震等等，但暴雨主要集中在东部，西部的降雨量很少，主要是风沙灾害与昼夜温差大。因此，西宁到敦煌的防灾安全监控系统主要是针对大风天气、温度对轨道的影响、沙尘暴、地裂缝、落石、地面沉降以及水土冲击流失的监控。

管辖

1.系统设计思路

1)西宁到敦煌的行车路线主要经过武威、张掖、嘉峪关三座主要城市，同时距离

兰州非常的近。因此考虑在这六座城市设立防灾安全监控系统的调度所，放置

防灾服务器和防灾终端。

2)在兰州设置总调度中心，负责统筹各站段的防灾安全监测数据，对全局内的列

车进行总体调度，必要时可接管下属站段的调度权，保证行车安全。

3)铁路沿途设置监控单元，并针对各路段主要自然灾害的不同，监控单元的密度

设置不同，以充分利用GSM-R的4MHz带宽。比如在风灾密集地区多设置风

速计，地质脆弱地区多设置强震仪，防止出现较大的监控盲区，出现安全事故。

4)传输网要能传送音频、视频和数据业务，采用MPTP/SDH技术，底层采用SDH

光纤环路，双以太网冗余，在环路交叉处配置数字交叉连接设备，以使环间信

息共享。并留传统电缆作为降级传输保险。

2.系统总体构成

1)用户层

用户为调度人员，防灾调度所包括防灾服务器、终端设备。本路段设置六个调度所，每个调度所下分多个综合维修段，调度所防灾服务器为整个调度所管辖范围内线路服务。报警信息包括本调度台信息和相邻调度台信息。

2)区域处理层

按综合维修段范围设置，设于各个维修段内，每个维修段设置多个监控单元。主要负责实时接收各监控处理层传来的各种信息，对数据进行实时存储、分析、处理、显示和打印。根据列车管制规则提供限速、停运等预案信息。同时上报调度所用户层。

3)监控处理层

采集现场监测设备的实时数据，对数据进行处理和短期存储，再通过网络上传至综合维修段的区域处理层；对异物侵限监控子系统还要通过继电接点条件与就近的列控中心接口，迅速发出停车信息；对现场监测设备状态信息进行监测管理，实现故障报警、故障诊断。监控处理层一般设在铁路沿线GSM-R基站机房内，有利于设备用房、供电、通信传输等设置。按照就近与集中相结合的原则，对基站间隔范围内（约3km）轨旁灾害监测单元（风速风向计、落物监测等）进行控制区划分与配置。

3.监控单元

1)风监测单元

由于在本路段为风灾多发区段，防止横风吹翻列车，需要在车站及大风区间等适当

位置的光纤直放站铁塔或接触网立柱上、大桥、距轨道面4-6m处设置风速风向计、通信接口设备。

2)雨量监测系统

本路段属于少雨路段，对雨量检测要求不高，主要是防止大雨对路面的冲击作用以及带来的山体滑坡泥石流等重大自然灾害。安装在无遮掩、宽敞的场所，高度在距轨道面1-4m处。

3)异物侵限监测系统

异物侵限监测传感器应设置于沿线公跨铁桥梁以及设有防护网的隧道口、高边坡处。监控单元设置于沿线GSM-R基站、牵引变电所处。

4.传输系统

本段路线传输系统采用SDH环网，保证其冗余性，并在此基础上加设E1电缆线，为发生重大通信断路事件后的传输提供降级传输方式。调度所通过FAS接口连接GSM-R，并在相应站段设置DXC，使环间信息共享。