摘要：鐵路營業(yè)線一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害遮斷軌道時(shí)，高速行駛的列車極易發(fā)生脫軌、側(cè)翻等行車事故，因此，加強(qiáng)鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的安全監(jiān)控極其重要。文章對鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)智能安全監(jiān)控的響應(yīng)方式、系統(tǒng)的硬件配置、監(jiān)控裝置的工作過程、軟件的配置及性能需求提出設(shè)計(jì)方案，并擬定了智能安全監(jiān)控流程。當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，該監(jiān)控系統(tǒng)能第一時(shí)間作出響應(yīng)，發(fā)布停車、搶修、救援等指令和信息，提升鐵路營業(yè)線智能化應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：鐵路營業(yè)線;地質(zhì)災(zāi)害;智能監(jiān)控

中國分類號：U212.3文章標(biāo)識(shí)碼：A421613

0 引言

《新時(shí)代交通強(qiáng)國鐵路先行規(guī)劃綱要》提出，到2035年，全國鐵路網(wǎng)要建成人防、物防、技防“三位一體”的安全保障體系，全面提升安全水平、安全預(yù)防及管控能力、應(yīng)急處置及救援能力，鐵路交通事故率、死亡率大幅降低[1]?！惰F路“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指出，要全面提升安全監(jiān)控自動(dòng)化水平，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)和智能感知等技術(shù)，深化專業(yè)安全監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)用，建立集監(jiān)測、監(jiān)控和管理于一體的安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控[2]。

1 鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控需求

1.1 列車運(yùn)行對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控需求

在區(qū)間行駛的列車主要依靠區(qū)間信號控制和列車駕駛員的行車瞭望，而地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)大多位于人煙稀少的山區(qū)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)生泥石流、山體滑坡、危巖落石等災(zāi)害從而遮斷軌道時(shí)，高速行駛的列車難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡體和危巖落石，即使目視發(fā)現(xiàn)，采取緊急制動(dòng)措施后也難以避免列車撞擊滑坡體和危巖落石，從而導(dǎo)致列車發(fā)生脫軌、側(cè)翻等行車事故。列車行駛對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控有最直接和迫切的需求。

1.2 鐵路工務(wù)部門對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控需求

鐵路工務(wù)部門負(fù)責(zé)對鐵路線路進(jìn)行日常檢查和維護(hù)，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)是巡查巡護(hù)的重點(diǎn)地段。在極端天氣狀況下，鐵路工務(wù)部門需派員在高危地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行駐點(diǎn)看守，但難做到對一般地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的全面駐點(diǎn)看守。鐵路線路沿線發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害危及列車安全運(yùn)行時(shí)，鐵路工務(wù)部門需第一時(shí)間進(jìn)行處理，確保列車運(yùn)行安全。鐵路工務(wù)部門對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控有直接的職責(zé)需求。

1.3 鐵路沿線地區(qū)對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控需求

根據(jù)《鐵路法》和《鐵路安全管理?xiàng)l例》的規(guī)定，鐵路沿線各地方政府和自然資源、水利、應(yīng)急、氣象等有關(guān)部門，要與鐵路部門聯(lián)合，對地質(zhì)災(zāi)害、極端天氣監(jiān)測預(yù)警，防災(zāi)減災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害治理等方面的信息進(jìn)行溝通，還應(yīng)聯(lián)合執(zhí)法部門打擊鐵路線路兩側(cè)及線路安全保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)亂耕、亂建、亂采、亂挖等誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)。鐵路沿線地區(qū)對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控有強(qiáng)大的社會(huì)需求。

2 鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的智能安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 智能安全監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)方式

按照安全監(jiān)控的智能化程度，響應(yīng)方式可分為全自動(dòng)響應(yīng)、半自動(dòng)響應(yīng)、人工響應(yīng)。全自動(dòng)響應(yīng)由監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)布指令到監(jiān)控點(diǎn)附近的車站和周邊運(yùn)行中的列車，同步向鐵路工務(wù)部門、監(jiān)控點(diǎn)所屬的地方自然資源、水利、應(yīng)急、氣象等有關(guān)部門發(fā)布信息，無須人工干預(yù);半自動(dòng)響應(yīng)可根據(jù)監(jiān)控信息自動(dòng)判斷，隨時(shí)提醒監(jiān)控中心值班員，如需人工核實(shí)，可先行發(fā)布預(yù)警信息，通知監(jiān)控點(diǎn)附近鐵路工務(wù)部門核實(shí)并確認(rèn)后，監(jiān)控系統(tǒng)再自動(dòng)發(fā)布指令、發(fā)布信息;人工響應(yīng)可根據(jù)監(jiān)控信息進(jìn)行人工判斷，由監(jiān)控中心值班員確定是否發(fā)布指令和信息。

2.2 智能安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置及工作過程

智能安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件包括一個(gè)控制中心（鐵路局集團(tuán)管段）和多個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)監(jiān)控模塊，每個(gè)模塊包括一套光線感應(yīng)裝置、一套激光監(jiān)控裝置、一套視頻監(jiān)控裝置。

控制中心配置電腦、分級顯示屏、無線對講機(jī)、固定電話和手機(jī)。電腦安裝智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，統(tǒng)籌監(jiān)控多個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。分級顯示屏可顯示多個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控點(diǎn)的畫面、裝置工作情況等。無線對講機(jī)、固定電話和手機(jī)用于實(shí)時(shí)與車站、列車、鐵路工務(wù)部門等保持聯(lián)絡(luò)，必要時(shí)發(fā)布命令。

光線感應(yīng)裝置包括電源、光線感應(yīng)器、感應(yīng)器照明、控制器、信號發(fā)射器。光線感應(yīng)裝置的工作過程為：光線感應(yīng)器安裝在需要進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控的鐵路營業(yè)線兩側(cè)限界邊緣，若地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控點(diǎn)發(fā)生泥石流、山體滑坡、危巖落石等情況，滑坡體、落石等物體侵入鐵路限界、光線感應(yīng)器被掩埋時(shí)，光線感應(yīng)器無法感應(yīng)到光線，則控制器立即通過信號發(fā)射器向監(jiān)控中心發(fā)出地質(zhì)警報(bào)信息。監(jiān)控中心結(jié)合激光監(jiān)控裝置、視頻監(jiān)控裝置的監(jiān)控信號，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)方式發(fā)布命令和信息。光線感應(yīng)器在夜間或光線不良時(shí)，由感應(yīng)器照明裝置提供光線，保證裝置能日夜連續(xù)工作。

激光監(jiān)控裝置包括電源、激光探測器、控制器、信號發(fā)射器[3]。激光監(jiān)控裝置的工作過程為：激光探測器安裝在需要進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控的鐵路營業(yè)線兩側(cè)限界邊緣，激光探測器平行于線路方向，探測距離100 m以上，每1 s發(fā)射一次探測激光，若地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控點(diǎn)發(fā)生泥石流、山體滑坡、危巖落石等情況，滑坡體、落石等物體侵入鐵路限界時(shí)，激光信號被侵限物體遮斷，則控制器立即通過信號發(fā)射器向監(jiān)控中心發(fā)出地質(zhì)警報(bào)信息。監(jiān)控中心結(jié)合光線感應(yīng)裝置、視頻監(jiān)控裝置的監(jiān)控信號，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)方式發(fā)布命令和信息。

視頻監(jiān)控裝置包括電源、攝像頭、視頻圖像傳輸裝置。視頻監(jiān)控裝置的工作過程為：攝像頭安裝在需要進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控的鐵路營業(yè)線兩側(cè)限界邊緣，對監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行全天候攝像，監(jiān)控中心自動(dòng)對圖像進(jìn)行適時(shí)智能識(shí)別，發(fā)現(xiàn)有物體侵入鐵路限界時(shí)，監(jiān)控中心結(jié)合光線感應(yīng)裝置、激光監(jiān)控裝置的監(jiān)控信號，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)方式發(fā)布命令和信息。

2.3 智能安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件配置

智能安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)置電腦版和移動(dòng)終端版，兩者之間互通。控制中心、車站、鐵路工務(wù)部門值班調(diào)度、鐵路沿線地區(qū)有關(guān)部門的電腦均安裝電腦版軟件，列車運(yùn)行人員、鐵路工務(wù)部門線路巡查人員、重點(diǎn)地質(zhì)隱患點(diǎn)監(jiān)控人員等均安裝移動(dòng)終端版。

軟件的主要功能包括：控制中心接收各地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控點(diǎn)的光線感應(yīng)裝置信號、激光監(jiān)控裝置信號、視頻監(jiān)控裝置圖像，進(jìn)行信號及視頻存儲(chǔ)及智能識(shí)別，協(xié)調(diào)人工核查及發(fā)布命令、信息;列車運(yùn)行人員接收列車擬通過地段的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)監(jiān)控預(yù)警信號、接收監(jiān)控中心命令，提前減速或停車;鐵路工務(wù)部門接收命令、核查各監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控信息、根據(jù)監(jiān)控信息排除故障、與其他部門聯(lián)動(dòng)進(jìn)行隱患綜合治理與應(yīng)急處置;鐵路沿線各地區(qū)有關(guān)部門，在同一平臺(tái)上與監(jiān)控中心直接進(jìn)行信息溝通、預(yù)警、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急等方面的協(xié)調(diào)和處置。

2.4 智能安全監(jiān)控流程

智能安全監(jiān)控流程如圖1所示。鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)智能監(jiān)控系統(tǒng)屬于聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，按各鐵路局集團(tuán)管轄范圍設(shè)立地方級監(jiān)控系統(tǒng)，各地方級監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)組成國家級監(jiān)控系統(tǒng)，地方級監(jiān)控系統(tǒng)由各鐵路局集團(tuán)負(fù)責(zé)管理運(yùn)營，國家級監(jiān)控系統(tǒng)由國鐵集團(tuán)管理運(yùn)營，地方級監(jiān)控系統(tǒng)服從國家級監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮調(diào)度和管理，相互協(xié)調(diào)。

地方級監(jiān)控系統(tǒng)具體對轄區(qū)內(nèi)的營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行跟蹤、監(jiān)測管理和響應(yīng)，國家級監(jiān)控系統(tǒng)不進(jìn)行具體響應(yīng)和實(shí)際控制，但可對地方級監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管，同時(shí)國家級監(jiān)控系統(tǒng)享有優(yōu)先控制權(quán)。在重點(diǎn)地質(zhì)隱患點(diǎn)、各地方級管轄范圍交匯處，國家級監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)需要優(yōu)先進(jìn)行處置、發(fā)布指令，各地方級監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)對國家級監(jiān)控系統(tǒng)的指令進(jìn)行響應(yīng)。見圖1。

3 結(jié)語

本設(shè)計(jì)方案在分析與鐵路運(yùn)行相關(guān)的部門對鐵路沿線各地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行全天候監(jiān)控及預(yù)警需求的基礎(chǔ)上，對鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)智能安全監(jiān)控進(jìn)行了相關(guān)研究，對響應(yīng)方式、軟硬件配置及工作原理提出建議，擬定了鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)智能安全監(jiān)控流程，旨在地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，能在最快的時(shí)間段內(nèi)作出響應(yīng)，發(fā)布停車、搶修、救援等指令和信息，降低和避免鐵路營業(yè)線地質(zhì)災(zāi)害隱患造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、經(jīng)濟(jì)損失、營業(yè)線運(yùn)營中斷等事故，同時(shí)可減輕鐵路工務(wù)部門、巡視看守人員的作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，提升鐵路營業(yè)線智能化應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國國家鐵路集團(tuán)有限公司.國鐵集團(tuán)出臺(tái)《新時(shí)代交通強(qiáng)國鐵路先行規(guī)劃綱要》[EB/OL].http：//www.china-railway.com.cn/xwzx/ywsl/202008/t20200813_107656.html，2020-08-13.

[2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì).鐵路“十三五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2017-11/24/5242034/files/.0c903bd66a9d47fd8acb4db8b9816aa9.pdf，2017-11-24.

[3]何江斌，陳國升.橋梁限高架主動(dòng)提醒超高車輛的警示系統(tǒng)研究[J].西部交通科技，2019（11）：148-150.

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