范 宇 張明杰 趙 輝（沈陽鐵路局科學技術(shù)研究所，遼寧 沈陽 110013）

嚴寒高速鐵路防災系統(tǒng)運行分析

范 宇 張明杰 趙 輝
（沈陽鐵路局科學技術(shù)研究所，遼寧 沈陽 110013）

摘 要：本文簡要論述了高速鐵路防災系統(tǒng)的重要性，介紹了哈大高鐵防災系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，重點闡述了哈大高鐵防災系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能。實際應用證明，高速鐵路防災系統(tǒng)對于保障嚴寒地區(qū)列車運行安全有重要意義，是保證高速鐵路列車安全、高速運行的重要基礎裝備。

關(guān)鍵詞：高速鐵路防災系統(tǒng)；哈大高鐵；功能介紹

1 引言

高速鐵路防災系統(tǒng)是保證高速鐵路列車安全、高效運行的技術(shù)支撐手段和重要基礎設施之一。系統(tǒng)主要是對威脅運行安全的自然災害以及突發(fā)事故等進行監(jiān)測報警，提供經(jīng)處理后的災害預警、限速、停運等信息，為運營調(diào)度所進行列車運行計劃調(diào)整，下達相應行車管制、搶險救援、維修管理等命令提供依據(jù)，通過信號聯(lián)鎖及列控系統(tǒng)或行車調(diào)度命令實現(xiàn)自動或人工控制行車速度，保證高速列車的行駛安全。各國對高速鐵路防災系統(tǒng)的研究和建設非常重視，我國目前廣泛應用的高速鐵路防災系統(tǒng)包括風速風向、雨量、雪深、地震及異物侵限監(jiān)測五項內(nèi)容，是立足于通信傳輸系統(tǒng)上的安全信息采集、監(jiān)控系統(tǒng)，采用鐵路局中心系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測設備兩級構(gòu)架。

嚴寒地區(qū)狂風暴雪及低溫冰凍等自然災害頻發(fā)，其高速鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)包含上述全部五項內(nèi)容，并且對系統(tǒng)設備的可靠性、可維護性及安全性提出更高的要求。以哈大高鐵為例，沿途自然條件復雜多變，防災系統(tǒng)沿線共設置風力監(jiān)測103點、雨量監(jiān)測39點、雪量監(jiān)測16點、異物侵入監(jiān)測53點及地震監(jiān)測23點，在沈陽站和長春西站設置監(jiān)測數(shù)據(jù)服務器兩臺，監(jiān)控終端若干，是具有代表性和理想的研究對象。

2 哈大高鐵防災系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能介紹

哈大高鐵防災系統(tǒng)采用統(tǒng)一處理平臺，由風、雨、雪、地震及異物侵限現(xiàn)場監(jiān)測、監(jiān)控設備，設置在GSM—R基站、中繼站、牽引變電所、AT所、分區(qū)所或其他防災機房內(nèi)的監(jiān)控單元，監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備，工務、電務、通信監(jiān)測終端，調(diào)度所監(jiān)測終端及設備，傳輸網(wǎng)絡等組成。

監(jiān)測設備由風速風向計、雨量計、雪深計、地震儀及數(shù)據(jù)采集傳輸單元等組成。異物侵限監(jiān)測設備由異物侵限監(jiān)測裝置和軌旁控制器組成。

監(jiān)控單元由監(jiān)控單元主機模塊、各種監(jiān)測功能模塊、電源模塊、繼電器組合模塊、防雷單元、UPS電源設備、機柜等設備組成。監(jiān)控單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，同一監(jiān)控單元具備同時接入多個不同種類監(jiān)測設備的功能。能夠根據(jù)需要，完成風速、降雨量、雪深、地震等監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、緩存、處理，并且實時監(jiān)測異物侵限報警信息。將風速、降雨量、雪深、地震等數(shù)據(jù)以及地震監(jiān)測報警、異物侵限狀態(tài)信息傳送至監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備。具備自檢和對監(jiān)測設備工作狀態(tài)的檢測功能（含外電源狀態(tài)檢測），實現(xiàn)故障診斷、定位及報警，故障診斷、定位至可單獨更換的模塊，同時，能夠?qū)⒐收闲畔⑸蟼髦帘O(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備并接受監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備的集中檢測管理。

調(diào)度所設備由列車調(diào)度員防災監(jiān)控終端、通信設備以及接口服務器（含防火墻）等組成。防災終端以圖形、文本等方式，顯示風、雨、地震、異物侵限等災害的報警、預警信息及相應的行車管制預案，并提供音響報警。具備操作記錄功能以及異物侵限災害的上、下行臨時行車及遠程恢復功能。防災終端顯示本調(diào)度區(qū)段的災害報警、預警信息以及相鄰調(diào)度區(qū)段二站范圍內(nèi)的災害報警、預警信息。通過接口服務器，以TCP/IP通信方式，向運營調(diào)度等信息系統(tǒng)傳輸災害報警信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)。

監(jiān)測終端包括工務處、電務處監(jiān)測終端，工務段、通信段、電務段監(jiān)測終端。主要由監(jiān)測終端、通信設備等組成。監(jiān)測終端以圖形、文本并音響報警等方式，提供風、雨、雪、地震、異物侵限等報警、預警信息和相應的工作預案以及信息查詢、報表輸出功能。具有地震、異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)的遠程試驗功能和雨量報警解除功能。具有操作記錄和防災系統(tǒng)設備的故障報警、定位等維護功能。

3 哈大高鐵防災子系統(tǒng)功能介紹

哈大高鐵防災系統(tǒng)的設計和研發(fā)，是根據(jù)沿線的氣象、地形地貌、地質(zhì)條件以及線路周邊環(huán)境、運營速度，選用相應的子系統(tǒng)合理構(gòu)建而成的，主要包括風速監(jiān)測子系統(tǒng)、雨量監(jiān)測子系統(tǒng)、雪深監(jiān)測子系統(tǒng)、地震監(jiān)控子系統(tǒng)及異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)。

各監(jiān)測子系統(tǒng)通過實時監(jiān)測被監(jiān)控區(qū)段的相關(guān)信息（如風速、雨量、雪量以及地震波波動峰值等），將收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)嵌軟件運算和判斷，按預設的門限分級進行預測，當判斷產(chǎn)生報警時，立即向相關(guān)的行車指揮控制各系統(tǒng)發(fā)出預設分級的行車速度限制命令，同時啟動相關(guān)部門的應急機制。

4 哈大高鐵防災系統(tǒng)維護管理分工

沈陽鐵路局在關(guān)于高速鐵路防災系統(tǒng)的維護管理分工，是按照“統(tǒng)一管理，專業(yè)負責”原則進行的。工務處是鐵路局災害監(jiān)測系統(tǒng)的主管部門，負責牽頭組織工務、電務、通信、供電等相關(guān)部門和設備管理單位共同做好災害監(jiān)測系統(tǒng)的維護管理工作。設備管理單位按照設備維護管理分工負責管轄設備的日常檢查維護。

5 哈大高鐵防災系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

到目前為止，哈大高鐵防災系統(tǒng)已經(jīng)投入運行一年多的時間，能有效地監(jiān)測大風、暴雨、暴雪等自然災害，對于保障列車的安全運行起到了重要作用。但是，伴隨著防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用，同時也暴露出一些問題，相關(guān)部門也都制定了整改措施，并且對很多設備、配件進行了專項整治。

結(jié)語

高速鐵路防災系統(tǒng)是保證高速鐵路列車安全、高速運行的重要基礎裝備之一，對于保障列車運行安全有重要意義。特別是哈大高速鐵路，設計最高時速為350km，而嚴寒地區(qū)狂風、暴雪及低溫冰凍等自然災害頻發(fā)，為了保證列車的安全運行，對于防災系統(tǒng)設備的可靠性、可維護性及安全性提出了更高的要求。因此，對于嚴寒地區(qū)的高速鐵路防災系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究，特別是故障檢測及分析技術(shù)，需要更多的現(xiàn)場調(diào)研、更多的經(jīng)驗積累、更好的技術(shù)創(chuàng)新，并且研發(fā)和應用先進的檢測裝置，以確保防災系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。

參考文獻

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