铁路防灾系统

1、客运专线防灾安全监控系统总体技术方案（暂行）（初稿）1总则1.1 防灾安全监控系统是保证客运专线列车安全、高速运行的重要基础装备 之一。行车调度员根据风雨雪天气、地震灾害、异物侵限等安全环境的实时监 测报警、预警信息以及铁道部、铁路局的相关规章制度，指挥列车安全运行； 工务维护部门按照防灾安全监控系统提供的相关灾害信息，开展基础设施的巡 检、抢险及维修养护工作。1.2 防灾安全监控系统是风监测子系统、雨量监测子系统、雪深监测子系 统、地震监控子系统以及异物侵限监控子系统的集成系统，并预留轨温监测子 系统的接入条件。1.3 客运专线铁路应根据沿线的气象、地质条件以及线路环境、运营速度， 选用相应

2、的子系统，合理构建客运专线防灾安全监控系统。1.4 防灾安全监控系统应与客运专线同步设计、安装、调试及开通运用。1.5 防灾安全监控系统设备应布设于铁路用地界内，现场监测设备的安装不 得侵入客运专线的建筑限界。1.6 防灾安全监控系统与其他系统的接口设备故障时，不应影响其他系统的 正常运行。1.7 防灾安全监控系统应具有抗雷电及电气化铁路电磁干 - 2 -扰的能力。1.8 防灾安全监控系统的构建应支持兼容子系统的接入及其所引起的系统容 量、功能等方面的平滑扩展。1.9 防灾安全监控系统现场设备应满足无人值守的要求，具有较完善的故障 自诊断和远程维护功能。2引用标准地面气象观测规范（ QX/T6

3、1-2007）中国地震动参数区划图（ GB18306-2001）地震台站观测环境技术要求（ GB/T 19531.1-2004）计算机软件开发 规范（ GB8566-88）；微型计算机通用规范（ GB/T 9813-2000）；国际电联2Mbps接口通信标准（ITUTG.703 G.704）;电磁兼容 试验和测量技术（IEC61000-4-12 ；计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防 护规范（GA267）;外壳防护等级（GB4208-2008 ；电工电子产品环境试验（IEC60068-2-14:1984 ;电子计算机场地通用规范（ GB2887-2000）；铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定

4、（铁建设 ,2007?39 号）；CTCS-35列控系统技术创新总体方案（铁运，2008?73号）客运专线列控系统临时限速技术规范（V1.0）（科技运-3 -,2008?151 号）除上述标准和规范外，在防灾安全监控系统设备制造、软件编程以及工程 设计中，如涉及到其它强制性国际、国家及行业标准和规范也应执行。本总体 技术方案发布时，所示标准、规范版本均为有效。所有标准、规范都会被修 订，使用本总体技术方案的各方应探讨使用以上标准、规范最新版本的可能 性。3防灾安全监控系统的总体构成和功能防灾安全监控系统由风、雨、雪、地震以及异物侵限现场监测设备（以下 简称：监测设备），现场监控单元（以下简称：

5、监控单元），监控数据处理设 备，调度所设备，传输及网络设备等组成，见附图所示。3.1 监测设备3.1.1 风、雨、雪、地震监测设备由风速风向（含气温、气压，下同）计、 雨量计、雪深计、地震仪等组成。异物侵限监测设备由异物侵限监测传感器和轨旁控制器组成。3.1.2 风、雨、雪、地震监测设备实时监测风速风向、降雨量、积雪深度、 地震动加速度等安全环境数据并通过标准的通信接口传送至监控单元。异物侵限监测传感器实时监测异物侵限状态并传送至监控单元。 - 4 -3.2 监控单元3.2.1 监控单元应采用模块化结构，能够根据需要，完成风速风向、降雨 量、积雪深度、地震动加速度等监测数据的现场采集、初步分析

6、和处理以及异 物侵限监测传感器的实时状态监测。3.2.2 将风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等监测数据以及异物 侵限监测传感器的实时状态信息传送至监控数据处理设备。触发列控、联锁系统及牵引供电系统，使列车紧急制动、接触网停电。3.2.3 具备自检和对监测设备工作状态的检测功能，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理设 备的集中检测管理。3.3 监控数据处理设备3.3.1 监控数据处理设备由数据库服务器、应用服务器、存储设备、工务终 端、维护终端、网络设备以及打印机等组成。3.3.2 能够接收管辖区内的各监控单元上传的风速风向、降雨量、积

7、雪深 度、地震动加速度、异物侵限监测数据及设备工作状态信息。3.3.3 按设定的报警门限值和业务处理规程，对风、雨、雪、地震、异物侵 限等灾害的监测信息进行综合分析处理，根据灾害强度，生成各类报警、预警 信息以及相应的行车管制预案并在工务终端上生成文本、图形显示及音响报警；同时，将风、雨、雪、地 震、异物侵限等灾害的报警、预警信息以及相应的行车管制预案传送至调度所 防灾终端。3.3.4 存储风、雨、雪、地震等灾害监测数据以及报警、预警及设备故障信 息，存储时间不少于 3 年。各类报警、预警信息的内容包括灾害种类、发生时 间、地段、灾害级别、行车管制预案等。3.3.5 具备对各类信息按指定时段的

8、统计分析功能，并为维护管理人员提供 监测报警、预警及设备故障等信息的查询显示和报表打印功能。3.3.6 提供包括基础数据维护、系统运行参数配置、用户权限管理及访问日 志等在内的系统管理功能。3.3.7 具有自检和对监测设备、监控单元的故障监测、报警功能。3.3.8 向各监控单元授时，同步监控单元时钟。3.3.9 预留与上级管理部门信息系统的通信接口，传送灾害报警、预警信息 及设备故障信息，并根据需要传送灾害监测数据报表。3.3.10 预留与国家气象、地震部门的通信接口，接收灾害预报、预警信息。3.4 调度所设备3.4.1 调度所设备由防灾终端、通信接口设备等组成。- 6 -3.4.2 防灾终端

9、以文本、图形等方式显示风、雨、雪、地震、异物侵限等灾 害的报警、预警信息及相应的行车管制预案，并提供音响报警。343利用通信接口设备实现与 CTC系统、运营调度系统接口，传送相关信利用通信接口设备接收铁路时间同步网二级母钟设备的授时信号并向 监控数据处理设备授时。3.5 传输及网络设备防灾安全监控系统涉及行车安全，应构建带宽不低于 2Mbps 的业务专 网，实现监控单元、监控数据处理设备以及调度所设备间的数据传输。传输网络采用双以太网、TCP/IP协议，网络结构应满足信息传输的实 时性要求。为确保传输网络的可靠性，双网络通道应分别接入不同的业务板卡。传输及网络设备具备10/100Bsae-T通

10、信接口。采取有效措施，防止计算机病毒的侵入与传播。4.防灾安全监控各子系统功能与运用4.1 风监测子系统4.1.1 大风监测报警（1）一般情况下，报警时限为风速达到报警门限不大于 10- 7 -秒钟报警；解除报警时限为大风降级后不大于 10分钟。但是，在实际运用 中应结合本线的大风特征，及时调整报警时限和解除报警时限。（2）行车调度员利用调度电话及时向相应列车的司机发布大风临时限速命令；同时，借助CTC系统的调度命令无线传输功能，将大风临时限速命令及时 传送至相应列车。大风监测预警 在积累一个完整风季的气象数据基础上，系统应具备大风预警功能并满足 以下要求：（1）风速变化快的强对流短时大风，预

11、警时间不少于 2mi n;（ 2）风速变 化慢的季节性大风，预警时间不少于 5min;（3）行车调度员借助CTC终端和 临时限速操作终端，以设置和取消临时限速为手段，使列车自动限速运行；同时，可借助CTC系统的调度命令无线传输功能，将大风预警临时限速命令及时 传送至相应列车。4.1.3 大风临时限速规定按照京津城际铁路技术管理暂行办法（铁科技 ,2008?99号）第 170条执行，即：列车在环境风风速不大于 15m/s 时，可以正 常速度运行；风速不大于 20m/s时，限速300km/h ;风速不大于25m/s时，限 速200km/h ;风速不大于30m/s时，限速120km/h ;风速大于3

12、0m/s时，严禁 列车进入风区或停车。4.2 雨量监测子系统- 8 -4.2.1 在积累一个完整雨季雨量数据基础上，正确判断可能发生的水害类 型，科学分析降雨量与水害发生的关系，合理确定雨量监测报警方式和门限。4.2.2 对于存在水冲线路及路堤、路堑坍塌等类型水害的线路，采取小时降 雨量及 24小时降雨量 +小时降雨量监测报警。小时降雨量监测报警，报警门限参考值 3050mm/h。24小时降雨量+小时降雨量监测报警，报警门限参考值100150mm+2030mm。根据降雨对基础设施的影响情况，适时修订 “小时降雨量”和“24小时降 雨量+小时降雨量 ”报警门限值，或针对发生的水害类型，研究提出其

13、他雨量监 测报警方式和报警门限值，并建立不同强降雨条件下的行车管制预案和维护管 理规定。强降雨行车管制预案未建立前，雨量监测报警信息仅在工务终端显 示;强降雨行车管制预案建立后，在调度所防灾终端上显示雨量监测报警信息 及其对应的行车管制预案。行车调度员借助CTC终端和临时限速操作终端，以设置和取消临时限 速为手段，使列车自动限速运行；同时，可借助 CTC系统的调度命令无线传输 功能，将强降雨临时限速命令及时传送至相应列车。4.3 雪深监测子系统4.3.1 雪深监测子系统具有积雪深度监测报警功能。 首列车，积雪深度 报警门限及限速参考值：- 9 -9cm<面积雪深度v 17cm时，限速24

14、5km/h以下；17cm<面积雪深度v 19cm时，限速210km/h以下；19cm绚面积雪深度v 22cm时，限速160km/h 以下；22嗽面积雪深度v 30cm时，限速110km/h以下；轨面积雪深度 > 30cm 时，停运。433行车调度员借助CTC终端和临时限速操作终端，以设置和取消临时限 速为手段，使列车自动限速运行。4.4地震监控子系统4.4.1 强震监控监测地震产生的地震动加速度 a 值，生成强震报警，实现强震应急处置：(1) 0.04g wv0.08g时，防灾安全监控系统触发列控、联锁系统使列车紧 急制动；(2) a>0.08g寸，触发列控、联锁系统使列车紧

15、急制动、一度停车外，还 在牵引变电所内触发牵引供电控制装置使接触网停电。4.4.2 P波预警与强震监控预留本地P波监测以及接收国家、地方地震台网的P波信息功能，条件具备时，实现 P 波预警与强震监控。强震应急处置范围( 1)强震应急处置范围应不小于按相应抗震标准设计建造的土建工程范围；(2) 强震应急处置范围为生成强震报警的监测点位置向上 - 10 -下行方向各延伸不小于20km。444震后辅助评估根据地震监测数据，结合沿线场地、地震历史数据及气象条件等基础信 息，实现震后辅助评估。4.5异物侵限监控子系统监测侵入铁路限界的异物，触发列控、联锁系统使列车产生紧急制动 并在发生异物侵限事故所对应

16、的闭塞分区外方停车。5.防灾安全监控系统设备布设原则5.1风速风向计时速300350公里客运专线，极大风速30年及以上的均值（以下简 称：30maxV）不小于15m/s的地区设置风速风向计。时速200250公里客运专线，30maxV不小于20m/s的地区设置风速风向计。不同速度等级的客运专线，其风速风向计的设置，不但要根据上述30 maxV值，还要考虑风向与线路走向因素。风速风向计的布设原则(1) 山区埡口、峡谷、河谷等特殊区段，风速风向计的平均间距按1km- 5km 计算。(2) 轨面高度 10m 及以上的高架桥、高路堤等区段，风速 - 11 -风向计的平均间距按5km 10km计算。(3)

17、 除上述情况外的平原区段，风速风向计的平均布设间距按15- 20km 计算。( 4)根据客运专线运营速度及沿线气象条件、地理环境，合理布设并适时 调整风速风向计的布设间距。风速风向计设置在线路的迎风侧，一般安装于GSM-R基站铁塔处；风速风向计不具备安装于GSM-R基站铁塔的条件时，则宜安装于接触网杆上；风 速风向计距轨面高度 4m4.5m。5.2 雨量计5.2.1 年降水量大于 200mm 的地区设置雨量计。5.2.2 雨量计布设原则(1) 雨量计原则上设于路基区段以及设有防护网的隧道口。(2) 路基未设防水层时，雨量计的布设间距原则上按25km计算；(3) 路基设有防水层时，雨量计的布设间

18、距原则上按30km计算。( 4)根据沿线地形、地貌以及地质、植被情况，合理增设雨量计。有条件时，雨量计与风速风向计同址安装于GSM-R基站铁塔或接触网杆上；需独立设置时，雨量计设置于综合维修段(综合维修保养点)、工务车 间、工务工区等处。- 12 -5.3 雪深计531降雪频繁地区，10年概率积雪深度达36cm的地区设置雪深监测子系 统。雪深计的布设间距原则上按 50km计算。雪深计一般设置于综合维修段（综合维修保养点）、工务车间、工务 工区等处的平坦、开阔，具有自然下垫面的地方；深路堑可适当增设雪深计。5.4 地震监测点与地震仪5.4.1 地震监测点布设原则（1）地震动加速度0.1g及以上地

19、区设置地震监测点；（2）地震监测点的 布设间距一般不大于 20km；（3）地震监测点设置于沿线的牵引变电所、AT所、分区所、开闭所内。每个地震监测点设置 2套地震仪， 2套地震仪的间距一般不小于 40m。5.5异物侵限监测传感器异物侵限监测传感器设置于沿线公跨铁桥梁两侧；设有防护网的隧道口、 高边坡处和设有防护设施的等级公路与客运专线相邻并行且机动车有可能侵入 客运专线的区段，经现场踏勘认为确有必要时，设置异物侵限监测传感器。5.6监控单元5.6.1 监控单元应邻近监测设备布设。- 13 -监控单元一般设置于沿线的 GSM-R基站、牵引变电所、AT所、分区 所、开闭所等处并合建房屋。5.7 监

20、控数据处理设备5.7.1 按运营维护管辖范围宜较集中地设置监控数据处理设备。5.7.2 监控数据处理设备一般设置在与综合维修段（综合维修保养点）、工 务车间临近的车站防灾机房内，防灾机房与其他设备用房合建；工务终端一般 设于综合维修段（综合维修保养点）或工务车间的工务值班室。5.8 调度所设备按行车调度台设置防灾终端。6防灾安全监控系统技术要求6.1 硬件配置要求除独立设置的雨量计、雪深计外，防灾安全监控系统的硬件设备一般按双 机冗余配置。6.2 设备选型原则6.2.1 监测设备的选用以寿命长、稳定可靠、少维护并且维修简便、低成本 为原则。 异物侵限监测宜采用双电网传感器。设于公跨铁立交桥的双

21、电网 传感器还应满足以下要求：（1）双线并行区段，双电网传感器的长度不小于上、下行线路的外轨外侧 间距和由上、下行线路的外轨外侧起向线路外- 14 -方各延伸5 m的长度之和；单线区段，双电网传感器的长度不小于钢轨外侧间距加上由钢轨外侧起向线路外方各延伸 5m 的长度之和。（2）双电网传感器的宽度不小于 1.5m+0.5m（与1.5m部分呈135°夹角）、网格面积不大于 1200mm2。（3）双电网传感器应能够承受20kg的钢质物体由3m高度自由落下时的冲 击力。风速风向仪、雨量计、雪深计宜采用非机械式产品6.3 可靠性要求系统及设备：MTBF不小于2X 105h；外围设备：MTBF

22、不小于1X 105h。6.4 工作环境6.4.1 监测设备( 1 )工作环境温度风速风向计、雨量计：-40C+ 60C;雪深计：-45C+ 50 °C ;地震仪：-20 C+ 55 C ;异物侵限监测轨旁控制器：-25C+ 70 C或-40C+ 70C (根据不同地区 的气象条件进行选择)。( 2)相对湿度：风速风向仪、雨量计、雪深计： 100%(+25C) 地震仪：不大于 90%( +25C)- 15 -异物侵限监测轨旁控制器： 100%(+25C)6.4.2 监控单元(1) 工作环境温度：-25C+ 55C或-40C+ 55C (根据不同地区的气象条 件进行选择)。(2) 相对湿

23、度：不大于90% (+25C)。6.4.3 监控数据处理设备和调度所设备(1) 工作温度：0C+ 40 C(2) 相对湿度：不大于90% (+25C)。6.5 热备性能指标6.5.1 数据库服务器双机切换时间不超过 3min。6.5.2 应用服务器双机切换时间不超过1s。网络设备双机切换时间不超过 1s。6.5.4 监控单元双机切换时间不超过 1s。6.5.5 电源双机切换时间不超过 150ms。6.6 实时性指标6.6.1 报警信息的延时不应超过 1s。6.6.2 与列控、联锁系统及牵引供电系统的接口电路延时不应超过 500ms。6.7 电磁兼容监控单元的电磁兼容性能应满足电磁兼容试验和测量技术(I