1、高速铁路防灾安全监控系统简介前言前言防灾安全监控系统主要考虑自然灾害对高速铁路行车安全的影响，结合防灾安全监控系统主要考虑自然灾害对高速铁路行车安全的影响，结合列车运行信息化处理，实现自然灾害在线监测预警、超限报警，进而实现自列车运行信息化处理，实现自然灾害在线监测预警、超限报警，进而实现自动控车或人工手动控车的目的。本系统负责监视全线自然灾害以及危及行车动控车或人工手动控车的目的。本系统负责监视全线自然灾害以及危及行车安全的情况，提供预防预警告警信息，并通过综合调度中心下达行车、救援、安全的情况，提供预防预警告警信息，并通过综合调度中心下达行车、救援、维修管理等命令。维修管理等命令。防灾安全
2、监控系统的监控对象直接与行车安全相关，部分对象直接参与防灾安全监控系统的监控对象直接与行车安全相关，部分对象直接参与列控，具有很高的重要性。因此系统设计时在其可靠性、安全性方面均做了列控，具有很高的重要性。因此系统设计时在其可靠性、安全性方面均做了充分的考虑。充分的考虑。系统由各子系统、通信基站监控单元、防灾安全监控中心系统以及传输系统由各子系统、通信基站监控单元、防灾安全监控中心系统以及传输网络设备等组成。从前端控制单元、传输通道到中心数据处理设备、网络设网络设备等组成。从前端控制单元、传输通道到中心数据处理设备、网络设备均采用了双冗余结构，极大地保证了系统的高可靠性。备均采用了双冗余结构，
3、极大地保证了系统的高可靠性。危及高速铁路运行安全的因素：u 自然灾害：强风、暴雨、大雪、地震等自然灾害：强风、暴雨、大雪、地震等u 异物侵限：公跨铁、公铁并行和隧道口的异物侵入（如翻车、落物落石、滑坡等）异物侵限：公跨铁、公铁并行和隧道口的异物侵入（如翻车、落物落石、滑坡等）防灾范畴防灾范畴防灾系统概述防灾系统概述系统输入：系统输入：u 风监测：瞬时风速、风向、温度、湿度、风监测：瞬时风速、风向、温度、湿度、气压气压u 雨监测：雨强、累计雨量雨监测：雨强、累计雨量u 雪监测：雪深雪监测：雪深u 地震监控：地震动加速度地震监控：地震动加速度u 异物侵限监控：双层电网状态异物侵限监控：双层电网状态
4、系统输出：系统输出：u 灾害报警：向行车指挥调度、工务部门灾害报警：向行车指挥调度、工务部门输出报警，包括限速和封锁输出报警，包括限速和封锁u 控制措施：信号系统接口控制、牵引供控制措施：信号系统接口控制、牵引供电系统接口控制电系统接口控制监控对象：监控对象：u 自然灾害：风、雨、雪、自然灾害：风、雨、雪、地震地震u 异物侵限异物侵限建设目标：建设目标：u 建立灾害监测系统平台建立灾害监测系统平台u 为调度指挥和工务提供灾为调度指挥和工务提供灾害信息害信息u 积累基础数据，开展灾害积累基础数据，开展灾害分析分析总体技术方案总体技术方案（1 1）在各现场监测点设置风、雨、雪、地震以及异物侵限现场
5、监测设）在各现场监测点设置风、雨、雪、地震以及异物侵限现场监测设备；备；（2 2）在邻近现场监测设备的）在邻近现场监测设备的GSM-RGSM-R基站、车站或变电所的防灾机房内设基站、车站或变电所的防灾机房内设置现场监控单元，根据所接入的现场监测传感器的功能不同，分别配置风、置现场监控单元，根据所接入的现场监测传感器的功能不同，分别配置风、雨、雪、地震以及异物侵限监测的监控单元主机；雨、雪、地震以及异物侵限监测的监控单元主机；（3 3）在综合维修工区机房设置监控数据处理设备（含维护终端），同）在综合维修工区机房设置监控数据处理设备（含维护终端），同时在各工务段设置工务终端；时在各工务段设置工务终
6、端；（4 4）在调度所设置调度所设备，在调度所行调台设置防灾监控终端；）在调度所设置调度所设备，在调度所行调台设置防灾监控终端；（5 5）各监控单元与综合工区、调度所间通过传输网络设备构成传输网）各监控单元与综合工区、调度所间通过传输网络设备构成传输网络。络。（6 6）防灾系统在完成异物侵限功能的现场监控单元处通过继电接口直）防灾系统在完成异物侵限功能的现场监控单元处通过继电接口直接与列控系统连接。接与列控系统连接。（7 7）防灾系统在完成地震监测功能的现场监控单元处通过继电接口直）防灾系统在完成地震监测功能的现场监控单元处通过继电接口直接与列控系统和电控系统连接。接与列控系统和电控系统连接。
7、维修终端调度所存储应用服务器A数据服务器A应用服务器B数据服务器B传输网络传输网络监控数据监控数据处理设备处理设备列控系统现场监测设备现场监测设备风传感器雨传感器双层电网异物控制箱监控单元（沿线基站）继电组合冗余监控单元监控单元工务终端防灾监控终端综合维修工区机房调度中心22M FE防灾系统组成防灾系统组成地震仪牵引供电系统雪传感器传输单元系统功能系统功能u 风信息的采集风信息的采集u 雨信息的采集雨信息的采集u 雪信息的采集雪信息的采集u 异物侵限信息的采集异物侵限信息的采集u 地震信息的采集地震信息的采集u 列控接口列控接口u 牵引供电接口牵引供电接口u 防灾信息存储、报警和显示防灾信息存
8、储、报警和显示u 防灾信息查询和分析防灾信息查询和分析u 风预警风预警u 综合网管综合网管系统功能系统功能风监测子系统风监测子系统雨监测子系统雨监测子系统异物监控子系异物监控子系统统雪灾监测子系雪灾监测子系统统地震监控子系地震监控子系统统大风、雨量监测子系统大风、雨量监测子系统u 大风监测子系统使用的风速计安装在接触网支柱上，每个监大风监测子系统使用的风速计安装在接触网支柱上，每个监测点设置两套风速计，垂直于线路方向布置，距轨面测点设置两套风速计，垂直于线路方向布置，距轨面4 m4 m。现场。现场控制箱采用小型化结构，固定在接触网支柱下部。控制箱采用小型化结构，固定在接触网支柱下部。u 当风速
9、超过限制值时，报警信息上传到调度中心，由列车调当风速超过限制值时，报警信息上传到调度中心，由列车调度员根据预案发布限速或停运命令。度员根据预案发布限速或停运命令。u 目前中国高速铁路使用的超声波式风速计兼其雨最监测功能。目前中国高速铁路使用的超声波式风速计兼其雨最监测功能。风监测风监测风速级别风速级别风速（风速（V）动车限速值动车限速值0（绿色）（绿色）V15米米/秒秒不限速不限速1（蓝色）（蓝色）15米米/秒秒V 20米米/秒秒限速限速300km/h以以下下2（黄色）（黄色）20米米/秒秒V 25米米/秒秒限速限速200km/h以以下下3（橙色）（橙色）25米米/秒秒V 30米米/秒秒限速限
10、速120km/h以以下下4（红色）（红色）30米米/秒秒V封锁，禁止动车封锁，禁止动车驶入强风区间驶入强风区间u 报警时限为达到报警门报警时限为达到报警门限不大于限不大于1010秒。秒。u 解除报警时限为大风降解除报警时限为大风降级后不大于级后不大于1010分钟。分钟。超声风传感器超声风传感器WXT520WXT520雨监测雨监测u 报警门限参考当地工务部门的雨量监测标准报警门限参考当地工务部门的雨量监测标准限速警戒限速警戒(mm)封锁警戒封锁警戒(mm)警戒值警戒值限速限速值值警戒值警戒值限速限速值值连续连续雨量雨量小时雨量小时雨量连续雨连续雨量量小时雨小时雨量量连续雨连续雨量量小时雨小时雨量
11、量1401402020160160150150303080802002005050404016016050506565安装方案安装方案雪监测雪监测HSCHSCSR80SR80深度仪测量从探头到被测目标表面的距离智能推深度仪测量从探头到被测目标表面的距离智能推算出积雪深度，通过发出超声脉冲，然后再接受回拨，测量这算出积雪深度，通过发出超声脉冲，然后再接受回拨，测量这个传播过程时间。传感器内有温度传感器，测量的温度对超声个传播过程时间。传感器内有温度传感器，测量的温度对超声波速度进行修正。波速度进行修正。雪监测雪监测轨面积雪深度轨面积雪深度动车限速值动车限速值9cm,17cm限速限速245km/h
12、以下以下17cm,19cm限速限速210km/h以下以下19cm,22cm限速限速160km/h以下以下22cm,30cm限速限速110km/h以下以下30cm封锁，列车停运封锁，列车停运雪传感器雪传感器超声雪深计超声雪深计国产国产激光镭射激光镭射进口进口测量方式测量方式超声超声可视激光反射可视激光反射测量范围测量范围03m03m010m010m测量精度测量精度0.2%FS0.2%FS10mm10mm响应时间响应时间测量时间可设置测量时间可设置0.5s0.5s供电供电12VDC12VDC（916VDC916VDC）12VDC12VDC温度范围温度范围-40-40+50+50-40-40+60+
13、60安装方案安装方案异物监测子系统异物监测子系统异物侵限监控子系统现场设备包括公路铁桥、公铁并行、异物侵限监控子系统现场设备包括公路铁桥、公铁并行、隧道洞门口三类，由监测防护网隧道洞门口三类，由监测防护网(内嵌双电网传感器内嵌双电网传感器)、轨旁控、轨旁控制器、安装附件和传输线缆等组成。异物侵限轨旁控制箱安装制器、安装附件和传输线缆等组成。异物侵限轨旁控制箱安装在线路外侧在线路外侧(混凝土基础固定混凝土基础固定)或接触网支柱上。一旦异物侵限或接触网支柱上。一旦异物侵限设备发出报警，信息将自动传输到列控系统，同时发出停车信设备发出报警，信息将自动传输到列控系统，同时发出停车信号。号。异物侵限监测
14、设备与列控系统接口异物侵限监测设备与列控系统接口接口均采用接口均采用JWXC-JWXC-17001700型继电器，符合故障型继电器，符合故障-安全原则。列控接口电路安全原则。列控接口电路设计符合设计符合 信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件 的要求。的要求。安装方案安装方案安装图片安装图片u 地震监测子系统采用力平衡加速度传感器、强震动记录器及传输线缆等地震监测子系统采用力平衡加速度传感器、强震动记录器及传输线缆等组成，安装在沿线变电所或分区所。传感器判断出地震信号，将立即作用于组成，安装在沿线变电所或分区所。传感器判断出地震信号，将立即作用于当地牵引变
15、电所，切断接触网供电，同时将信息传送至调度中心，列控系统当地牵引变电所，切断接触网供电，同时将信息传送至调度中心，列控系统将自动输出停车信号。将自动输出停车信号。u系统预留本地系统预留本地P P波监测以及接收国家、地方地震台网的波监测以及接收国家、地方地震台网的P P波信息功能，条波信息功能，条件具备时，实现件具备时，实现P P波预警与强震监控。波预警与强震监控。u目前，为防止误报引起的停车与停电，暂时只预留接口，不接入列控与目前，为防止误报引起的停车与停电，暂时只预留接口，不接入列控与供电。供电。地震监测子系统地震监测子系统地震监测地震监测-预警预警地震传感器连接地震传感器连接u 一个监控单
16、元采用一个监控单元采用2 2个个1212通道的数字记录仪，通道的数字记录仪，S S波监测使用波监测使用6 6个通道，预个通道，预留留6 6个通道作为个通道作为P P波预警传感器接入口波预警传感器接入口u 数字记录仪和传感器采用一对一连接方式数字记录仪和传感器采用一对一连接方式u 数字记录仪接口板采用交叉冗余方式，监控单元主机采用数字记录仪接口板采用交叉冗余方式，监控单元主机采用2X22X2取取2 2方式方式数字记录仪2X2取2的监控单元主机力平衡式加速度计力平衡式加速度计数字记录仪上传至监控数据处理设备监控单元组成与功能监控单元组成与功能u 监控单元可同时接入多个不同种类监测设备。监控单元可同
17、时接入多个不同种类监测设备。监控单元设备包括监控主机和异物侵限监测继电监控单元设备包括监控主机和异物侵限监测继电电路。电路。u 监控主机完成风速风向、雨量等监测信息的监控主机完成风速风向、雨量等监测信息的采集、初步分析以及对异物侵限监测传感器的实采集、初步分析以及对异物侵限监测传感器的实时状态监测，通过网络上传至监控数据处理设备。时状态监测，通过网络上传至监控数据处理设备。u 异物侵限监测继电电路负责检测异物侵限的异物侵限监测继电电路负责检测异物侵限的发生。发生异物侵限灾害时，触发列控系统，使发生。发生异物侵限灾害时，触发列控系统，使列车自动停车。列车自动停车。u 监控主机具备自检和对监测设备
18、检测功能，监控主机具备自检和对监测设备检测功能，实现故障诊断、定位及报警；同时，能够将故障实现故障诊断、定位及报警；同时，能够将故障信息上传至监控数据处理设备并接受监控数据处信息上传至监控数据处理设备并接受监控数据处理设备的集中检测管理。理设备的集中检测管理。监控数据处理设备监控数据处理设备 u监控数据处理设备由数据库服务监控数据处理设备由数据库服务器、应用服务器、磁盘阵列、维护器、应用服务器、磁盘阵列、维护终端、网络交换机、对外通信接口、终端、网络交换机、对外通信接口、打印机、防雷单元、打印机、防雷单元、UPSUPS等组成。等组成。u 实时接收监控单元上送的各种信实时接收监控单元上送的各种信
19、息，并对其进行存储、分析处理、息，并对其进行存储、分析处理、显示、打印等，并根据信息内容提显示、打印等，并根据信息内容提供相应级别的灾害报警、预警等信供相应级别的灾害报警、预警等信息，根据列车运行管制规则提供限息，根据列车运行管制规则提供限速、停运等建议信息，同时将报警、速、停运等建议信息，同时将报警、预警信息上传至调度所。预警信息上传至调度所。传输通道传输通道 u 防灾系统传输通道由通信专业提供的防灾系统传输通道由通信专业提供的SDHSDH（MSTPMSTP）专网构成，带宽不低）专网构成，带宽不低于于2Mbps2Mbps。u 网络结构应满足信息传输的实时性要求。监控单元与监控数据处理设备网络
20、结构应满足信息传输的实时性要求。监控单元与监控数据处理设备之间可以选用双环型或者双星型网络通道，监控数据处理设备与各终端之之间可以选用双环型或者双星型网络通道，监控数据处理设备与各终端之间选用星型网络通道。间选用星型网络通道。信息处理流程信息处理流程 调度所设备调度所设备 u 防灾行调终端、通信服务器、网防灾行调终端、通信服务器、网络通信设备构成。络通信设备构成。u 通讯服务器双机热备。通讯服务器双机热备。u 监控终端监控终端2 2套，一套冷备。套，一套冷备。调度所设备（功能）调度所设备（功能）u防灾行调终端：设于行车调度台，以图形、文本实时显示风、雨及防灾行调终端：设于行车调度台，以图形、文
21、本实时显示风、雨及异物侵限信息，并采用声光报警方式报警。防灾行调终端具有下达临时异物侵限信息，并采用声光报警方式报警。防灾行调终端具有下达临时行车和故障复原功能，能尽快恢复正常运行秩序，提高行车的效率。行车和故障复原功能，能尽快恢复正常运行秩序，提高行车的效率。u系统正常情况下，临时行车和调度恢复功能按钮处于不可用状态。系统正常情况下，临时行车和调度恢复功能按钮处于不可用状态。只有当出现异物侵限红色报警后，对应的临时行车功能按钮变为可用状只有当出现异物侵限红色报警后，对应的临时行车功能按钮变为可用状态。当系统检测到异物侵限，并对故障修复后，调度恢复按钮才能可用。态。当系统检测到异物侵限，并对故
22、障修复后，调度恢复按钮才能可用。工务终端工务终端 u工务终端设于工务处调度室、工务段和桥工段。由工业控制计算机、工务终端设于工务处调度室、工务段和桥工段。由工业控制计算机、打印机、打印机、UPSUPS、计算机桌椅等组成。、计算机桌椅等组成。u以图形、文字和声音等方式，提供风、雨、异物侵限及设备故障等以图形、文字和声音等方式，提供风、雨、异物侵限及设备故障等信息和维护预案，并具备信息查询和报表输出功能。信息和维护预案，并具备信息查询和报表输出功能。u发生灾害时，弹出报警界面，以便提醒维修人员及时采取相应应对发生灾害时，弹出报警界面，以便提醒维修人员及时采取相应应对措施。措施。u具备对管辖范围内异物侵限监控子系统设备的工作状态进行远程试具备对管辖范围内异物侵限监控子系统设备的工作状态进行远程试验的功能。验的功能。感谢聆听！
