一條條高速鐵路上,列車川流不息,將我們送往目的地。有時,前進(jìn)的路上有風(fēng)雨雷電,它們卻依然能安全地運(yùn)營,這多虧了一位“幕后英雄”——防災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。一臺臺設(shè)備、一次次感知、一串串?dāng)?shù)據(jù)……它們是名副其實(shí)的鐵路安全衛(wèi)士,為我們的旅程保駕護(hù)航。
防災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)主要由信息處理平臺、監(jiān)測終端、網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備、時間同步設(shè)備等組成,可以對管轄范圍內(nèi)的災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和處理。
顧名思義,防災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)有兩個主要功能——災(zāi)害監(jiān)測和災(zāi)害預(yù)警。
災(zāi)害監(jiān)測,指系統(tǒng)對鐵路沿線的風(fēng)、雨、雪、異物侵限(阻礙列車行駛的異物,如地質(zhì)災(zāi)害傾瀉而下的泥土、生活垃圾、車輛、自高架橋或鐵路一側(cè)拋擲而來的東西等)等災(zāi)害信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,相關(guān)信息會顯示在鐵路局調(diào)度中心的終端,為高速列車的行車安全提供第一手的資料。
災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的工作比較復(fù)雜。風(fēng)、雨、雪等天氣現(xiàn)象是否達(dá)到“災(zāi)害”程度,有其規(guī)定的警報閾值,系統(tǒng)會按照相關(guān)閾值對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,若超過閾值,則進(jìn)行災(zāi)害報警。
防災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)與調(diào)度集中控制系統(tǒng)互連,發(fā)生災(zāi)害報警時,相關(guān)信息會被立刻推送至列車調(diào)度終端,列車調(diào)度員會根據(jù)接收的信息進(jìn)行報警處置,通知相應(yīng)區(qū)段內(nèi)的列車司機(jī)或列車系統(tǒng)限速運(yùn)行或停止運(yùn)行,以保障列車運(yùn)行安全。
想要讓防災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)工作,需要在鐵路沿線布設(shè)相關(guān)的現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備,實(shí)時監(jiān)測鐵路沿線的情況。按照功能,可將這些設(shè)備分為防風(fēng)、防雨、防雪和防異物侵限4種。
埡(y?。┛冢▋缮介g的狹窄區(qū)域)、峽谷、河谷、橋梁等區(qū)域風(fēng)速較大,列車行駛時易受狂風(fēng)影響,因此,沿線接觸網(wǎng)支柱(列車供電設(shè)備)上布設(shè)了配套的風(fēng)速風(fēng)向計,用來監(jiān)測現(xiàn)場風(fēng)速和風(fēng)向。列車運(yùn)行速度會根據(jù)監(jiān)測的風(fēng)速變快而不斷降低,環(huán)境風(fēng)速大于每秒30米時,列車將被禁止進(jìn)入風(fēng)區(qū)。
接觸網(wǎng)支柱上的風(fēng)速風(fēng)向檢測設(shè)備(供圖/王俊永)
一些區(qū)段易發(fā)生滑坡、泥石流、危巖、落石、崩塌等災(zāi)害,鐵路部門會在其鐵路沿線的接觸網(wǎng)支柱或沿線通信基站內(nèi),布設(shè)相應(yīng)的雨量監(jiān)測設(shè)備。降雨天氣出現(xiàn)時,雨量監(jiān)測設(shè)備啟動,并根據(jù)降雨量判斷是否對列車進(jìn)行限速。
接觸網(wǎng)支柱上的雨量監(jiān)測設(shè)備(供圖/王俊永)
通信基站內(nèi)的雨量監(jiān)測設(shè)備(供圖/王俊永)
中大雪和暴雪會對行車安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響,列車的運(yùn)行速度與覆蓋在軌道上的雪厚度密切相關(guān),因此,需在鐵路沿線布設(shè)雪深監(jiān)測設(shè)備。雪深監(jiān)測設(shè)備主要布設(shè)在我國的北方地區(qū),即零度等溫線(秦嶺-淮河)以北。只要在列車運(yùn)行的區(qū)段內(nèi)發(fā)現(xiàn)了積雪覆蓋軌道的情況,就會對列車進(jìn)行限速。
鐵路兩側(cè)布設(shè)的防護(hù)柵欄可以防止兩側(cè)的異物侵限,但無法阻擋跨過鐵路上方的道路和橋梁方向的異物,因此,這些地方被安放了雙電網(wǎng)異物侵限監(jiān)測裝置。
接觸網(wǎng)支柱上的雪深監(jiān)測設(shè)備(供圖/王俊永)
出現(xiàn)異物侵限情況時,監(jiān)測裝置會立刻發(fā)出警報,它與列車的控制系統(tǒng)聯(lián)動,可自行讓報警點(diǎn)所在區(qū)段的列車緊急停車。同時,監(jiān)測設(shè)備會向軌道調(diào)度員報告異物侵限情況,調(diào)度員則通知已進(jìn)入該區(qū)段內(nèi)和尚未經(jīng)過該區(qū)段的列車停車,不再向該區(qū)段放行列車。
氣象災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性是世界性難題,中國幅員遼闊,各線路面臨的災(zāi)害特征和地形地貌特征等不盡相同,而鐵路氣象災(zāi)害監(jiān)測與列車運(yùn)行和相關(guān)維護(hù)作業(yè)直接相關(guān),對其準(zhǔn)確性的要求更高。因此,防災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)正在不斷向更智能的方向發(fā)展。
它將與氣象部門在全國各地布設(shè)的綜合觀測系統(tǒng)——如高空雷達(dá)、地面觀測站等設(shè)備結(jié)合。同時,對鐵路沿線的地形地貌、土壤特征等地質(zhì)條件進(jìn)行研究,為其地質(zhì)災(zāi)害的防治提供數(shù)據(jù)支持。目前,異物侵限檢測設(shè)備主要以“被動防御”為主,隨著人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展,它也會變得更穩(wěn)定、更可靠、監(jiān)測范圍更廣,為列車的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。
列車飛速行駛的背后,一串串?dāng)?shù)據(jù)在一臺臺設(shè)備中悄無聲息地流轉(zhuǎn)、不斷向前,匯聚成安全的河流。
安置在橋梁上的異物侵限監(jiān)測裝置(供圖/王俊永)
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