潘棟棟

（鐵道部 運(yùn)輸局，北京 100844）

充分利用防災(zāi)系統(tǒng)信息確保高速列車運(yùn)行安全

潘棟棟

（鐵道部 運(yùn)輸局，北京 100844）

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，在追求列車速度的同時(shí)，還應(yīng)在安全防護(hù)措施上積極創(chuàng)新。在介紹我國鐵路防災(zāi)系統(tǒng)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)災(zāi)害報(bào)警信息直接發(fā)送到高速列車上的必要性進(jìn)行了分析，并且對(duì)防災(zāi)系統(tǒng)的發(fā)展前景和災(zāi)害報(bào)警信息的傳輸發(fā)送方式進(jìn)行了探討，說明防災(zāi)系統(tǒng)在高速列車上的運(yùn)用可以有效提高列車運(yùn)行的安全性能，是未來高速鐵路發(fā)展的必然趨勢(shì)。

高速鐵路；防災(zāi)系統(tǒng)；動(dòng)車組；報(bào)警信息

2010 年10月26日，滬杭高速鐵路正式通車運(yùn)營，這是繼鄭西高速鐵路、滬寧高速鐵路之后開通的又一條高速鐵路。目前，我國高速鐵路上運(yùn)行的主要是動(dòng)車組列車，動(dòng)車組車身較輕，運(yùn)行速度高，為適應(yīng)高速列車運(yùn)行安全的需要，在提高列車速度的同時(shí)，還應(yīng)在安全防護(hù)措施上積極創(chuàng)新。我國鐵路現(xiàn)行的災(zāi)害防護(hù)措施主要是通過防災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行警報(bào)發(fā)布。

1 鐵路防災(zāi)系統(tǒng)概述

目前，鐵路防災(zāi)系統(tǒng)設(shè)備主要是由風(fēng)速風(fēng)向儀、雨量計(jì)、現(xiàn)場控制箱、傳輸電纜等組成的氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)；由防護(hù)網(wǎng)、落物侵限接收裝置等組成的異物侵限監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從接收信息到發(fā)出報(bào)警不超過10 s，強(qiáng)對(duì)流、季節(jié)性大風(fēng)預(yù)警時(shí)間分別不少于 2 min和 5 min，為及時(shí)掌握臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度、動(dòng)向提供了第一手準(zhǔn)確資料。

鐵路防災(zāi)系統(tǒng)可將報(bào)警設(shè)備、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理設(shè)備、區(qū)間 GSM-R 基站防災(zāi)安全監(jiān)控單元等建成統(tǒng)一處理平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，將設(shè)備自檢、防災(zāi)監(jiān)控監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、診斷和定位5項(xiàng)內(nèi)容整合處理，確保防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)安全、準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠。

目前鐵路防災(zāi)系統(tǒng)主要分為風(fēng)速報(bào)警、雨量超標(biāo)報(bào)警和異物侵限報(bào)警三大部分。廣深港高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)還預(yù)留有地震等其他監(jiān)控子系統(tǒng)的接入功能，在充分吸收借鑒京津、武廣、福廈等高速鐵路建設(shè)營運(yùn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新突破，達(dá)到世界先進(jìn)水平，

風(fēng)速報(bào)警主要針對(duì)我國山區(qū)地形多，許多山口風(fēng)力較大，并且西部風(fēng)區(qū)較多，沿海地區(qū)夏季臺(tái)風(fēng)較多，動(dòng)車組車身較輕，運(yùn)行速度很高，風(fēng)速較大時(shí)會(huì)感到明顯的車身晃動(dòng)，如果遇到大風(fēng)或沿海遭遇臺(tái)風(fēng)天氣，對(duì)高速列車的運(yùn)行安全有一定的影響。因此，及時(shí)準(zhǔn)確的風(fēng)速警報(bào)對(duì)安全行車非常重要。

雨量超標(biāo)報(bào)警是針對(duì)一定時(shí)間內(nèi)的雨量較大或累計(jì)雨量超過警戒值時(shí)發(fā)布的報(bào)警。隨著全球氣候變暖，現(xiàn)在夏季不但南方臺(tái)風(fēng)暴雨頻頻，北方也出現(xiàn)了大面積的暴雨天氣。這就要求沿途的雨量監(jiān)測(cè)要及時(shí)準(zhǔn)確，以便行車調(diào)度員和高速列車司機(jī)能隨時(shí)掌握現(xiàn)場情況。

高速鐵路的大量建設(shè)，給沿途的公路交通帶來極大的變化。目前，我國多采用公跨鐵橋梁(即公路橋跨過高速鐵路) 的方式，公跨鐵橋梁一般采用兩層防護(hù)網(wǎng)來監(jiān)測(cè)落物侵限，如有異物掉入防護(hù)網(wǎng)內(nèi)或擊穿防護(hù)網(wǎng)則向防災(zāi)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。

2 高速列車接收災(zāi)害報(bào)警信息的必要性

目前，我國高速鐵路已遍布大江南北，既有沿海的高速鐵路杭深線，也有北部的秦沈客運(yùn)專線，還有中西部的鄭西客運(yùn)專線；在建的高速鐵路更有西部的西成客運(yùn)專線、東北的哈大高速鐵路，還有中原的京廣高速鐵路北京—鄭州段，東部貫通華北和華東的京滬高速鐵路。這些高速鐵路既有處在西北風(fēng)沙地帶的鄭西客運(yùn)專線、西成客運(yùn)專線(在建)，南方的沿海高速鐵路杭深線更是貫穿我國東部整個(gè)臺(tái)風(fēng)帶，還有目前在建的廣深港高速鐵路，但沿線所處南方區(qū)域雨水多，泥石流、大霧等自然災(zāi)害頻發(fā)，而且沿途為復(fù)雜的居住環(huán)境，人、牲畜和非常規(guī)的穿越均有可能對(duì)高速鐵路系統(tǒng)造成干擾。高速鐵路周邊環(huán)境氣候的變化多樣，給高速列車的運(yùn)行安全帶來了極大考驗(yàn)，要求防災(zāi)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)都要及時(shí)完善，能夠準(zhǔn)確地為高速行駛的列車發(fā)布警報(bào)。但是，目前我國的鐵路防災(zāi)系統(tǒng)都是在現(xiàn)場數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值后將報(bào)警數(shù)據(jù)(即需限速的地段和限速值或需封鎖的地段)發(fā)送到調(diào)度臺(tái)上，動(dòng)車組列車司機(jī)并不能直接接收到報(bào)警數(shù)據(jù)，而要通過調(diào)度員的調(diào)度命令或口頭指示來決定是減速行駛還是停車。

調(diào)度員在接到防災(zāi)系統(tǒng)的報(bào)警后，一般是根據(jù)系統(tǒng)提示的限速或封鎖區(qū)段擬發(fā)調(diào)度命令，然后下達(dá)到動(dòng)車組列車司機(jī)，最快也要 5 min 左右才能完成，即使是通過行車電話呼叫司機(jī)減速或停車，也要 1 min 以上的時(shí)間。然而，對(duì)于高速運(yùn)行狀態(tài)下的列車，如果前方不遠(yuǎn)處出現(xiàn)自然災(zāi)害，而列車司機(jī)又不能及時(shí)掌握現(xiàn)場情況，則列車潛在的危險(xiǎn)性將難以避免。

目前，鐵路防災(zāi)系統(tǒng)雖然可以第一時(shí)間提供災(zāi)害報(bào)警信息，為列車運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整、行車管制、搶險(xiǎn)救援等提供依據(jù)，但從防災(zāi)系統(tǒng)發(fā)布報(bào)警到直接操縱列車運(yùn)行的司機(jī)間要通過調(diào)度員中轉(zhuǎn)傳輸信息，浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間。因此，有必要將防災(zāi)系統(tǒng)檢測(cè)到的災(zāi)害信息及時(shí)反饋到有關(guān)運(yùn)行列車上。若動(dòng)車組列車司機(jī)能及時(shí)掌握運(yùn)行前方的線路及天氣情況，就可以根據(jù)防災(zāi)系統(tǒng)提示的報(bào)警值采取相應(yīng)的處理措施；如果對(duì)報(bào)警信息有疑問，也可以及時(shí)與行車調(diào)度員核對(duì)。

3 防災(zāi)系統(tǒng)與高速列車的信息傳輸方式

3.1 信息傳輸方式

我國高速列車的運(yùn)行方式目前分為 CTCS-2 級(jí)和 CTCS-3 級(jí)兩種模式，前者是通過調(diào)度集中系統(tǒng)(CTC) 中心服務(wù)器將應(yīng)答器數(shù)據(jù)反饋給動(dòng)車組列車，后者是通過無線閉塞中心 (RBC) 連接線路與動(dòng)車組列車。在無線傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟的前提下，將防災(zāi)系統(tǒng)的報(bào)警數(shù)據(jù)發(fā)往 CTC 中心服務(wù)器和 RBC 中心網(wǎng)絡(luò)是完全可行的，然后再由 CTC 中心服務(wù)器和 RBC 中心網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警數(shù)據(jù)發(fā)給正在運(yùn)行的動(dòng)車組列車，從而實(shí)現(xiàn)防災(zāi)系統(tǒng)與運(yùn)行中的動(dòng)車組列車的連接，及時(shí)將現(xiàn)場氣候及環(huán)境情況反饋給司機(jī)。

如果以 350 km/h 高速運(yùn)行的動(dòng)車組列車降速為零時(shí)需要的制動(dòng)距離為 6 000 m，加上列車司機(jī)的反應(yīng)和操作時(shí)間，高速列車至少需要掌握前方 10 km以上的數(shù)據(jù)，即要將前方 10 km 以上的防災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)反映到動(dòng)車組列車上。這樣，動(dòng)車組列車司機(jī)通過直接了解前方線路及周邊環(huán)境氣候等情況，從而可以從容應(yīng)對(duì)突發(fā)的自然災(zāi)害，對(duì)高速列車的安全運(yùn)營起到極大的幫助作用。

3.2 發(fā)展前景

目前，廣深港高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)規(guī)劃在沿線的廣州、東莞、深圳等主要站點(diǎn)設(shè)多個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)度中心，并可望與香港段銜接兼容；而針對(duì)處于遠(yuǎn)程無人值守的站點(diǎn)、環(huán)境惡劣的野外數(shù)據(jù)采集等將設(shè)有數(shù)十乃至上百個(gè)“監(jiān)測(cè)眼”，對(duì)風(fēng)速，暴風(fēng)雨造成潛在的泥石流、路基塌陷，異物侵入軌道等進(jìn)行全天候監(jiān)控，最快 10 s 之內(nèi)及時(shí)預(yù)警，預(yù)計(jì)該工程將在 2011 年8月之前完工，進(jìn)入聯(lián)調(diào)聯(lián)試，確保高速鐵路廣州—深圳段 11 月左右實(shí)現(xiàn)試運(yùn)行，為高速鐵路的發(fā)展提供強(qiáng)有力的安全保障。

鐵路防災(zāi)系統(tǒng)快速全面的發(fā)展給高速列車運(yùn)行安全提供了技術(shù)支持，防災(zāi)報(bào)警信息不但能夠發(fā)送到調(diào)度中心系統(tǒng)，還可以直接發(fā)送給運(yùn)行中的動(dòng)車組列車，如果列車司機(jī)沒有及時(shí)采取措施，列車控制系統(tǒng)將根據(jù)報(bào)警信息減速或停車，起到智能化安全調(diào)度功能。因此，將防災(zāi)系統(tǒng)報(bào)警信息直接發(fā)送到運(yùn)行的動(dòng)車組列車上，可以有效減少災(zāi)害引發(fā)的列車運(yùn)行人身傷亡事故。

4 結(jié)束語

中國的高速列車謀劃于 1992 年，2004 年正式啟動(dòng)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，取得了重大成就。目前，全國鐵路日開行動(dòng)車組列車 1 000 多列、發(fā)送旅客達(dá)92.5 萬人次，為民眾創(chuàng)造了美好生活的新時(shí)空。

縱觀世界鐵路高速技術(shù)的發(fā)展，第一條高速鐵路在日本誕生，到現(xiàn)在也就是五六十年時(shí)間，其間世界各國從來沒有停止過對(duì)速度、安全可靠性、節(jié)能追求的步伐，一方面是為了占據(jù)國際市場，提高自己的話語權(quán)；另一方面也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展的必然需求。

將防災(zāi)系統(tǒng)報(bào)警信息直接傳輸?shù)礁咚倭熊嚿?，能有效提升高速列車運(yùn)行的安全性能，既能促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步，又能配合經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為我國高速鐵路的安全快速發(fā)展提供有力保障。

1003-1421(2011)06-0078-03

U298.1+2；U292.91+4

B

2010-11-29

2011-05-12

林 欣