高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统运用及管理优化研究

孙国峰

身份证：23108519941004075X

摘要：为了保障铁路旅客列车运行的安全，建立一个自然灾害及异物侵限监测系统对旅客列车运行安全具有十分重大的意义。因此，针对客运铁道所面临的风险监控体系进行诠释，这类风险包括了信息采集器、终端调度室和火车自身存在问题，要根据收集信息实现对自然灾害和义务侵限的预警，把信息反馈到调度室，从而防止事故的发生。

关键词：异物侵限监测系统；设计分析；管理优化

引言：

自然灾害及异物侵限监测系统是一种需要24小时工作的设备，运行此系统在安全性、稳定性、准确性和可维护性等方面都有很大的要求。为了解决这种问题，在建立灾情监控体系时，采取了“数据采集—数据比较—数据传输—调度室—列车”的方式，通过指挥中心来安排每一组的车辆，以确保火车的安全。

一、概述

随着我国的发展，交通运输业的快速发展与目前的社会发展状况以及人民的不断提高的消费水平相适应。高速铁路和高速列车技术的迅速发展，不但极大地改善了高铁的运行性能，同时也使得高铁在全国各地的中小城镇中得到广泛应用，并对地方的发展产生了无可取代的影响。目前，我国铁路系统的建设和铁路的安全问题得到了广泛的关注，而外来入侵预警技术则是保证高铁运营的一种有效手段。国内外各阶层不但在理论上进行了大量的探讨，也在实践中得到了强化与改进。截止目前，国外几个国家在外来入侵监测预警方面取得了很大进展，但国内对其安全问题的研究却是刚刚开始，目前国内对其进行的安全监测大多依赖于安全网。

二、铁路旅客线路的列车灾情监测系统的重点监控目标

由于国内的客运线路每小时200公里或更高，因此与高速铁路相比，由于环境和人的突然灾难对列车的冲击更大，所以灾害监测系统包括：（1）风监测子系统。对于高铁来说，尽管它的总体形状呈流线型的，但这种设计并不能有效地防止横向风的影响，它的监控重点在于对其横向的瞬间速度进行监控。(2）雨水监控系统。降雨会严重地对路堤和铁路的运行造成严重的影响，从而对车辆的行驶安全性产生不利的作用。(3）积雪监控系统。由于积雪会影响到轨道与轮子之间的滑动摩擦系数和刹车距离，因此需要对积雪进行实时监控，保证其运行的安全性。(4）异物侵限子系统。从高空坠下的物体（例如交通意外或人工投掷物体）、隧道洞口顶部落下的岩石，对快速运行的火车来说是一场巨大的灾害，因此，为了保证行车安全，需要对外来物质入侵轨道进行监控。(5）地震监测子系统。由于我国经常出现各种地质灾难，高强度的地震会给铁路和铁路带来很大的损害，因此必须在震区建立震子站，以便在震区内控制车辆，防止因地震而导致的灾难。(6）防雷措施。由于闪电会影响到电网的供电和数据的传递，因此在电网中的输电设备和电源设备上都要安装相应的防雷设施，从而防止发生雷击事故。

三、高铁隧道穿越或平行施工中的异物侵入预警技术要点

（一）体制架构联系

异物侵入限制警报系统的组成主要有两个部分：软件框架和硬件设备。外来入侵监测系统的功能是为了实现各监测系统与各数据处理系统的通讯与传送。它不但存储了监控数据，还将警报数据发送给数据处理中心和列车的指挥中心，并为值班的工作人员提供了一个人机接口，为高铁的安全运营打下了坚实的基础。目前最常见的监控方式有：双线型传感器监测、微波监测、红外监测、视频监测等。

（二）监测和资料整理部分

在高铁列车的异常入侵预警中，监测和数据的加工是关键。监测和数据处理不但能够接收和监测到来自设备的各种情况和故障，而且还能够与监测中心进行沟通，并且能够将来自数据处理的外来物质入侵或者其他原因所产生的停车信息反馈到控制中心，以保证所有的报警都能被及时地传达，从而获得充足的反应时间。由于监测资料的重要性，国家一般都会使用两机热备，以确保当一台主机出现问题时，可以迅速地使用其他装置来应对紧急情况。

（三）网络保安连结

针对高铁异物侵入限制预警的特点，提出了一种新型的基于双向的以太网技术，实现了对高速列车的数据处理、数据处理、监测和数据处理等方面的通信。各监测及资料处理传送装置均具有各自的 IP地址。在监测、资料处理和监测资料处理装置与监测资料处理装置间，使用 TCP/IP通讯协定，而在不同的区域内，使用以太网路或光纤进行传送。

四、解决在高速列车穿越或平行已有线路上使用的外来入侵预警技术

外来侵入警报技术是一项综合性的信息化要求，要求在一个可控、可预测的信息条件下，对其进行有效的监测，必须加大对沿线的外来物质侵限监测，以便向铁路运营管理部门传递有关的信息，以便在发生异物侵限的前后，正确识别不同的时间段，并及时上报相应的报警信息，以便于将列车组织在危险路段区域之外，或者缓行通过危险区，从而达到最大程度地保证安全和高效。

（一）现场监测技术在外来入侵预警中的运用

本项目的监测设备主要有监测设备和外来物质侵入限制监测设备，其选用与使用要依据项目的地理位置、设备条件以及应用系统的环境而定。目前对外来物质侵入限制的监测方法有：双光缆监测、光缆监测、微波监测、红外监测等。这些技术都有自己的优势和劣势。所以，在建设高速铁路杂质侵限预警系统时，必须进行全面的分析，选择最适宜的一种，以公司技术为支持，并将监测装置与监测装置分离，以保证其可靠度，并方便检修和替换。

（二）基于网络化技术的高铁杂质侵入限制预警技术研究

高速列车现场监控装置所采集的数据是非常关键的，必须通过建立一个安全、稳定的网络结构来保证数据的准确传递。应该尽量减少使用公用网络所带来的安全风险和因网络拥塞造成的不适时的消息。另外，在铁路上铺设电缆，便于将以太网与数码光端机相连，并在各个专区设置一台路由器，将应用服务器、数据库服务器、监视终端等配置成双网卡，并与各路由器相连，保证每一台监视装置与监测数据处理中心之间存在两条独立的线路，保证数据处理中心与数据处理中心之间存在两条独立的线路，保证数据传输。

五、结束语

在经济发展、科学技术不断发达的今天，我国高铁工程的发展已初具规模，其运营不但给人民的生活带来了极大的变化，也为社会的发展带来了极大的便利，因此，在保障高铁运营过程中，保障高铁的安全性受到了极大的关注。虽然目前我国的技术还不够完善，但随着轨道交通建设的不断深入，各种监测手段和防范外来入侵的预警技术也将逐步得到发展和运用。

参考文献：

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作者简介：孙国峰，性别：男，籍贯：山东 出生年月：1994.10 学历：本科  研究方向：铁路异物侵限，现单位： 中国铁路广州局集团有限公司广州通信段驻武汉高速铁路职业技能训练段驻段培训师