榮 劍 上海鐵路局運(yùn)輸處

京滬高鐵虹徐段防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化研究

榮 劍 上海鐵路局運(yùn)輸處

通過(guò)對(duì)京滬高鐵上海虹橋至徐州東站間綜合防災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用分析，從防災(zāi)系統(tǒng)報(bào)警信息處理、報(bào)警點(diǎn)設(shè)置、規(guī)章管理等方面探討高鐵綜合防災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)用管理的合理優(yōu)化，并展望了未來(lái)防災(zāi)體系建設(shè)的目標(biāo)，使防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)更全面地保障高鐵列車(chē)運(yùn)行安全。

高鐵；防災(zāi)系統(tǒng)；應(yīng)用；優(yōu)化

京滬高鐵防災(zāi)系統(tǒng)包含風(fēng)速、雨量、異物侵限、地震子系統(tǒng)（未投入使用）。自京滬高鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，為高鐵列車(chē)安全運(yùn)行提供了有效的保障，已投入運(yùn)用的風(fēng)速、雨量、和異物侵限子系統(tǒng)整體運(yùn)行平穩(wěn)。異物侵限子系統(tǒng)和列控系統(tǒng)直接聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)異物侵限導(dǎo)致雙電網(wǎng)斷線時(shí)，向列控系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息，使進(jìn)入報(bào)警點(diǎn)閉塞分區(qū)內(nèi)的列車(chē)自動(dòng)停車(chē)。風(fēng)速和雨量報(bào)警系統(tǒng)需要工務(wù)和列車(chē)調(diào)度員根據(jù)報(bào)警信息人工辦理。

1 京滬高鐵虹徐段綜合防災(zāi)系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 風(fēng)速子系統(tǒng)

風(fēng)速監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)由芬蘭Vaisala超聲波式和德國(guó)Lambrecht熱場(chǎng)式風(fēng)向風(fēng)速計(jì)、發(fā)送裝置、接收分析記錄裝置組成。為了保證采集數(shù)據(jù)的可靠性，京滬高鐵上每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均配備了兩套風(fēng)向風(fēng)速計(jì)。

1.2 雨量子系統(tǒng)

雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要由雨量傳感器、終端設(shè)備以及監(jiān)測(cè)主機(jī)設(shè)備構(gòu)成，對(duì)沿線的降雨量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。大雨限速里程為報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相鄰兩端監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的區(qū)段，如報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)為終端監(jiān)測(cè)點(diǎn)，限速里程為相鄰端監(jiān)測(cè)點(diǎn)至終端監(jiān)測(cè)點(diǎn)前移10km/h的區(qū)段。

1.3 異物侵限子系統(tǒng)

異物侵限子系統(tǒng)的主要構(gòu)成設(shè)備為雙電網(wǎng)傳感器，京滬高鐵采用第三代豎網(wǎng)雙電網(wǎng)傳感器。當(dāng)監(jiān)測(cè)到異物侵限時(shí)，系統(tǒng)能夠向CTC系統(tǒng)發(fā)送異物侵限報(bào)警信息，同時(shí)通過(guò)列控聯(lián)鎖觸發(fā)列車(chē)自動(dòng)停車(chē)，系統(tǒng)同時(shí)向調(diào)度中心發(fā)出報(bào)警信息。京滬高鐵虹徐段共設(shè)置異物侵限報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)14處，類(lèi)型全部為公跨鐵。

2 防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)用分析

2.1 風(fēng)速報(bào)警處置

當(dāng)風(fēng)速報(bào)警時(shí)，防災(zāi)系統(tǒng)自動(dòng)彈出報(bào)警點(diǎn)和限速值。此時(shí)列車(chē)調(diào)度員根據(jù)報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)的公里坐標(biāo)確定限速里程(限速里程為報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相鄰兩端監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的區(qū)段，如報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)為終端監(jiān)測(cè)點(diǎn)，限速里程為相鄰端監(jiān)測(cè)點(diǎn)至終端監(jiān)測(cè)點(diǎn)前移10km/h的區(qū)段)，立即向相關(guān)列車(chē)司機(jī)發(fā)布調(diào)度命令并設(shè)置列控限速，對(duì)來(lái)不及發(fā)布調(diào)度命令的列車(chē)，立即通知司機(jī)限速運(yùn)行。環(huán)境風(fēng)速變化時(shí)，列車(chē)調(diào)度員需及時(shí)重新發(fā)布相應(yīng)的限速調(diào)度命令并重新設(shè)定列控限速。當(dāng)風(fēng)速不穩(wěn)或同一地段多處風(fēng)速報(bào)警時(shí)，列車(chē)調(diào)度員須按最低限速值合并發(fā)布限速調(diào)度命令和設(shè)置列控限速（CTCS-3區(qū)段一個(gè)有源應(yīng)答器管轄范圍內(nèi)最多只能設(shè)置3處列控限速）。限速報(bào)警解除后，列車(chē)調(diào)度員須及時(shí)取消列控限速，恢復(fù)正常運(yùn)行。

當(dāng)風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出禁止運(yùn)行的報(bào)警信息后，列車(chē)調(diào)度員及時(shí)通知相關(guān)動(dòng)車(chē)組列車(chē)司機(jī)立即停車(chē)。當(dāng)風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警解除后，規(guī)章規(guī)定由列車(chē)調(diào)度員通知禁行區(qū)段內(nèi)相關(guān)列車(chē)限速40km/h按站間行車(chē)通過(guò)禁行區(qū)段，后續(xù)列車(chē)恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.2 雨量報(bào)警處置

當(dāng)降雨量達(dá)到臨界值時(shí)，雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端自動(dòng)報(bào)警（自動(dòng)生成限速里程及限速值，下同），列車(chē)調(diào)度員應(yīng)根據(jù)報(bào)警信息立即向相關(guān)列車(chē)司機(jī)發(fā)布限速調(diào)度命令，對(duì)來(lái)不及發(fā)布調(diào)度命令的列車(chē)，應(yīng)立即通知司機(jī)限速運(yùn)行。工務(wù)段調(diào)度員應(yīng)根據(jù)報(bào)警信息立即通知相關(guān)工區(qū)人員進(jìn)行冒雨檢查，調(diào)度所工務(wù)調(diào)度督促巡查工作。雨量報(bào)警終端在工務(wù)調(diào)度臺(tái)。列車(chē)調(diào)度員接到工務(wù)調(diào)度員取消限速的申請(qǐng)后及時(shí)向列車(chē)發(fā)布逐級(jí)提速的調(diào)度命令。

2.3 異物侵限報(bào)警處置

當(dāng)異物侵限導(dǎo)致雙電網(wǎng)斷線時(shí)，監(jiān)測(cè)終端發(fā)出紅色報(bào)警信息（紅網(wǎng)），災(zāi)害檢測(cè)系統(tǒng)同時(shí)向列控系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息，使進(jìn)入報(bào)警點(diǎn)閉塞分區(qū)內(nèi)的列車(chē)自動(dòng)停車(chē)。列車(chē)調(diào)度員接到監(jiān)測(cè)終端異物侵限紅色報(bào)警信息后，立即通知區(qū)間內(nèi)已進(jìn)入報(bào)警地點(diǎn)的列車(chē)及尚未經(jīng)過(guò)報(bào)警地點(diǎn)的列車(chē)立即停車(chē)。設(shè)備恢復(fù)使用后，列車(chē)調(diào)度員將異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中復(fù)原按鈕解鎖，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，恢復(fù)正常行車(chē)組織。

3 存在問(wèn)題

3.1 風(fēng)速報(bào)警閥值標(biāo)準(zhǔn)不一

京滬高鐵跨北京、濟(jì)南、上海鐵路局。三個(gè)局的風(fēng)速報(bào)警閥值標(biāo)準(zhǔn)不一致，北京、濟(jì)南局管內(nèi)執(zhí)行鐵路總公司的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)，上海局管內(nèi)徐州東至虹橋站間執(zhí)行更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。例如風(fēng)速在15～20（m/s）時(shí)，高鐵列車(chē)在虹徐段限速200 km/h；而在北京、濟(jì)南局管內(nèi)限速300 km/h運(yùn)行。限速差造成的列車(chē)晚點(diǎn)導(dǎo)致動(dòng)車(chē)車(chē)底交路持續(xù)晚點(diǎn)甚至可能銜接不上。在夏天季風(fēng)季節(jié)大風(fēng)報(bào)警頻繁時(shí)對(duì)京滬高鐵運(yùn)行秩序的影響比較大。各局大風(fēng)報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)及限速值情況見(jiàn)表1。

表1 各局大風(fēng)報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)及限速值

3.2 調(diào)度員人工處置的弊端

規(guī)章規(guī)定高鐵區(qū)段臨時(shí)限速均需發(fā)布限速調(diào)度命令并設(shè)置列控限速（動(dòng)車(chē)組車(chē)輛本身限速除外），列控限速的設(shè)置與取消需要主調(diào)與助調(diào)執(zhí)行“雙人確認(rèn)制度”。由此，發(fā)生一處大風(fēng)報(bào)警時(shí)，列車(chē)調(diào)度員須完成確認(rèn)限速里程與限速值、編寫(xiě)下達(dá)限速調(diào)度命令、確認(rèn)司機(jī)簽收、雙人確認(rèn)設(shè)置列控限速、調(diào)整限速區(qū)段列車(chē)運(yùn)行等工作。由于風(fēng)速本身不是一個(gè)恒定的量，風(fēng)速變化引起監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警值變化，在大風(fēng)多發(fā)季節(jié)，會(huì)發(fā)生同一時(shí)間幾處報(bào)警點(diǎn)同時(shí)報(bào)警和同一報(bào)警點(diǎn)因風(fēng)速變化而不斷變化限速值的情況。限速信息的處理從防災(zāi)系統(tǒng)的報(bào)警到限速命令與列控限速的下達(dá)，中間多了列車(chē)調(diào)度員的環(huán)節(jié)（列車(chē)調(diào)度員要從防災(zāi)系統(tǒng)報(bào)警界面上將限速信息抄下再輸入到調(diào)度指揮系統(tǒng)中），從而降低了信息傳遞的可靠性。由于大風(fēng)報(bào)警頻發(fā)時(shí)調(diào)度員處置非常繁忙，會(huì)造成列車(chē)運(yùn)行調(diào)整不及時(shí)而引起運(yùn)行秩序的混亂，更有可能會(huì)造成調(diào)度員遲發(fā)、漏發(fā)、錯(cuò)發(fā)限速調(diào)度命令，給行車(chē)安全帶來(lái)很大隱患。近三年京滬高鐵虹徐段8月份大風(fēng)報(bào)警次數(shù)見(jiàn)表2。

表2 近三年京滬高鐵虹徐段8月份大風(fēng)報(bào)警情況

3.3 雨量子系統(tǒng)功能不完善

雨量報(bào)警也需要調(diào)度員人工處置，流程跟處置大風(fēng)報(bào)警基本一樣，不同的是雨量報(bào)警解除的限制條件：當(dāng)小時(shí)雨量降至20mm以下且持續(xù)30min后，逐步提速至常速。風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在風(fēng)速降低的時(shí)候會(huì)自動(dòng)提升相應(yīng)的限速值直至恢復(fù)到正常運(yùn)行的速度，大雨報(bào)警需要工務(wù)段人員現(xiàn)場(chǎng)檢查后確定。由于工務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查的只是路基有無(wú)塌方、道床有無(wú)沖空、臨近山體線路有無(wú)滑坡、線路有無(wú)積水等外部的直觀情況，對(duì)影響高速列車(chē)安全隱患很大的路基不穩(wěn)因素如路基密實(shí)度和水含量等無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控檢查。

3.4 隧道口兩端未設(shè)置異物侵限報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)

京滬高鐵虹徐段共有隧道10處，目前尚未在隧道口設(shè)置異物侵限監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)于可能引起的墜石、山體滑坡及塌方等不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)防護(hù)，也是影響高速鐵路安全行車(chē)的隱患。

4 防災(zāi)系統(tǒng)優(yōu)化措施及未來(lái)展望

4.1 統(tǒng)一規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化風(fēng)速、雨量報(bào)警信息處置流程

京滬高鐵風(fēng)速報(bào)警閥值宜取一致，統(tǒng)一按鐵總標(biāo)準(zhǔn)鐵科技〔2009〕212號(hào)文關(guān)于動(dòng)車(chē)組列車(chē)遇大風(fēng)行車(chē)限速的規(guī)定執(zhí)行，將大大減少上海局管內(nèi)大風(fēng)報(bào)警次數(shù)，降低臨時(shí)限速命令發(fā)布、列控限速設(shè)置頻率，防止錯(cuò)發(fā)、漏發(fā)調(diào)度命令；錯(cuò)設(shè)、漏設(shè)列控限速，消除大風(fēng)報(bào)警處置的安全隱患，減少限速對(duì)高鐵列車(chē)運(yùn)行秩序的影響。將風(fēng)速、雨量報(bào)警信息監(jiān)控單元接入列控系統(tǒng)，對(duì)大風(fēng)、雨量報(bào)警信息直接發(fā)送到TSRS（臨時(shí)限速服務(wù)器），通過(guò)TCC（列控中心）自動(dòng)生成列控限速并提供列控限速合并功能，由列車(chē)調(diào)度員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定是否下達(dá)執(zhí)行或合并執(zhí)行?？捎行Эs短報(bào)警處置時(shí)間，提高處置準(zhǔn)確率。將防災(zāi)系統(tǒng)的報(bào)警信息與動(dòng)車(chē)組車(chē)載設(shè)備相連接。司機(jī)可以直接接收到關(guān)于災(zāi)害報(bào)警的信息。通過(guò)與調(diào)度員聯(lián)系確認(rèn)后直接控制列車(chē)降速或者停車(chē)。

4.2 增加雨量報(bào)警子系統(tǒng)功能，完善異物侵限報(bào)警點(diǎn)設(shè)置

在現(xiàn)有雨量子系統(tǒng)中，針對(duì)歷史降雨量偏大的區(qū)段監(jiān)測(cè)點(diǎn)增加路基密實(shí)度和水含量檢測(cè)裝置，可加裝濕度密度儀等裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨時(shí)路基的狀態(tài)，合理設(shè)置報(bào)警閥值，及時(shí)采取限速或禁行等措施，有效杜絕大雨侵蝕導(dǎo)致路基不穩(wěn)帶來(lái)的行車(chē)安全隱患。進(jìn)一步完善異物侵限報(bào)警點(diǎn)設(shè)置，對(duì)虹徐段的10處隧道口兩端加裝異物侵限報(bào)警裝置，保證隧道上方落石、坍塌等發(fā)生時(shí)的及時(shí)報(bào)警。

4.3 未來(lái)建設(shè)展望

針對(duì)我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)情，高鐵防災(zāi)體系的建設(shè)也會(huì)越來(lái)越完善，除了地震子系統(tǒng)要盡快投入使用外，未來(lái)防災(zāi)的體系中還應(yīng)發(fā)展建設(shè)降雪子系統(tǒng)、隧道事故應(yīng)急子系統(tǒng)、軌溫監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、大霧子系統(tǒng)、梁下水位監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)等自然災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警處理體系，使防災(zāi)系統(tǒng)能夠不斷完善，真正做到立體化、全方位安全預(yù)警處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

高速鐵路在我國(guó)的發(fā)展日新月異，隨著新建高鐵線路的不斷開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，高鐵運(yùn)行安全也面臨越來(lái)越大的壓力，防災(zāi)系統(tǒng)保障高鐵列車(chē)運(yùn)行安全的作用也越來(lái)越重要，只有不斷提升防災(zāi)系統(tǒng)的技術(shù)裝備水平，完善防災(zāi)體系建設(shè)；積累總結(jié)防災(zāi)系統(tǒng)管理應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提高防災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用管理能力才能適應(yīng)未來(lái)高鐵運(yùn)營(yíng)的需要。

[1]沈志凌.高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2009，(03).

[2]姚樹(shù)金.關(guān)于高速鐵路防災(zāi)安全系統(tǒng)的思考[J].科技信息 2013，(1).

[3]徐超.高速鐵路綜合防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2010.

[4]董志峰 京滬高鐵防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用管理[J].上海鐵道科技，2012，(1).

責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安 余鐵
來(lái)稿日期：2014-05-12