任务53异物侵限监测子系统

1、石家庄铁路职业技术学院教案一f页课程名称高速铁路安全与防灾技术编号8学习单元任务5-1异物监测子系统教学目的与要求知识目标：熟悉异物监测子系统的功能，掌握其主要设备构成、安装要求和警报参数。通过案例熟悉异物监测子系统的主要功能及操作流程。能力目标：掌握异物监测子系统的功能和主要设备组成。授课方式板书多媒体仿真演示实物演小分组讨论学生操作VVVVV教学资源教材、教案、PPT、仿真软件操作、习题、现场图片、相关文件和规章制度重点难点重点：异物监测子系统的概念、系统构成、主要设备和操作流程。难点：异物监测子系统的组成设备和操作流程教学进程复习5分钟讲课40分钟小结5分钟上机操作40分钟任课教师编写日

2、期年月曰石家庄铁路职业技术学院教案【新课内容】任务5-3异物监测子系统高速运行的列车其动能和惯性力都很大，如有异物侵入线路，列车很难在短时间、短距离内制动停。由于异物侵限事件的发生具有突发性、无规律可循和不可预测等特点，因此对于一些易发生土、石崩塌和落物且整治投资大、施工困难的的地段，需要根据预测的塌方范围及落物轨迹，设置异物侵监测装置，以便及时发现异物侵限事故，提前采取应对措施一、异物入侵监测系统功能1.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的闭塞分区外方停车。2、侵限的异物清理完毕，现场抢险人员按压轨旁控制器中的复位开关使异物侵限监控子系统

3、复位，司机确认限界并经调度员同意后恢复正常运行。3、电网传感器一根网断线时，防灾系统发出报警、不得触发列控、联锁系统；双网传感器两网均断线时，防灾系统在发出报警的同时触发列控、联锁系统，使列车产生紧急制动。二、工作原理电网检测单元包括2套独立的收/发模块，每个收/发模块均可接2个电网，因此正常工作时2个收/发模块互为备份，具有极高的可靠性和可用性。原理如下图：石家庄铁路职业技术学院教案主机稹决电源列控中心三、异物侵入传感器主要监测方法1.主要监测方法国内外高速铁路对异物侵限的监测，目前主要有电网传感器、光缆传感器、红外线对射探测器、微波探测器和视频监控几种方式。电网传感器方式是在防护网上敷设一

4、定韧性的绝缘导线，当有坠落物落到防护网上切断绝缘导线时，监测系统发出报警信息。这种监测方式还可分为单电网和双电网两种。其中双电网传感器监测方式是两根绝缘导线两端分别连接使用不同频率的模拟低频信号的发送器和接收器，发送器不断发送固定频率的模拟信号，接收器实时接收模拟信号。当两个接收器同时收到信号时，系统运行正常；当只有一个接收器收到信号时，不会发出侵限报警信息，而提示预警信息；当两个接收器都接收不到信号，则会立即发出异物侵限报警信息。与单电网监测方式相比，双电网的误报率大大降低，可靠性较高。光缆传感器监测方式是在铁路沿线布设光缆，由源点发出光信号，经各监测点后再返回源点，监测系统通过光信号的衰减

5、或波长的漂移量判断是否发生侵限情况及危害程度。红外对射探测器监测方式是在需要监测的路段布设红外探测器，当有异物由高处落下遮挡红外探测器时，监测系统发出报警信息。由于这种方式利用红外线石家庄铁路职业技术学院教案作为测量介质，灵敏度和精度易受外界干扰影响，比如太阳光的照射、夜间的车灯等，而且红外测量无法感知侵限异物的重量，易受飘落物的影响，如果报纸和塑料袋遮挡红外探测器也能触发报警。微波监测方式，在线路路肩一侧安装微波发射装置，另外一侧安装微波接收装置，控制逻辑单元通过对被落物遮挡微波的计算，得出落物的大小，按照预设报警级别，采取相应的报警措施。视频监测方式是利用视频监控技术的动态分析功能，通过对

6、监测点视频图像的实时动态分析，计算落物的大小及形状，经判断后，发出侵限报警信息。目前北京铁路局在一些易发生落石的隧道口采用这种方式进行异物侵限监测。各种监测方式比较：表4.7各监测方式系统构成情况比较监测方式系统结构逻辑判断造价安装配套工程维护工作量P电网简单饰单低r简单防护网大光缆简单复杂较低简单无大红外线筒单筒单较低简单无较小微波复杂复杂高复杂无较小视频复杂较同简单传输通道、照明较小表4.8各监测方式性能比较监测方式准确性可靠性抗外界干扰能力检测范围电网较高高a检测范围小，无法检测已落到轨道中的异物光缆较高高强检测范围小，无法检测已落到轨道中的异物红外线一般较高容易受阳光、灯光、报纸、塑料

7、袋等干扰检测范围小，无法检测已落到轨道中的异物微波高较高强检测范围较大视频高较高容易受夜晚、雪、雨、芬等天气因素影响直观，检测范围大通过对以上几种监测方式在系统构成与监测性能各方面的比较可知，各种监测方式各有优缺点，采用单一的监测方式难以满足异物侵限监测的特殊要求。双电缆监测方式，具结构简单，可靠性高，投资小；视频监控方式，监测直观，范围大。因此建议高速铁路异物侵限监测采用以双电缆监测方式为主，视频监控方式为辅的综合监测技术方案。石家庄铁路职业技术学院教案四、异物侵入传感器设备构成公跨铁异物侵限监测设备：主要由竖直监测电网、L型支架、水平承重网单元、轨旁控制器等组成。1）L型支架利用预埋或植入

8、的化学锚栓安装在公跨铁桥左右两侧的护栏基座上，用于安装竖直监测网和水平承重网。2）竖直监测网竖直监测网内嵌双电网传感器，固定架设在L型支架的竖直面上，当有异物侵入损坏竖直监测网时，内嵌双电网传感器断裂，引发异物侵限报警。3）水平承重网水平承重网无双电网传感器，固定架设在L型支架的水平面上，便于维护人员检修及排查故障时使用。4）接线盒接线盒用于防护竖直监测网中电网传感器的接头。监测防护单元整套安装后，双路电网传感器通过专用电缆进入轨旁控制器，经防雷防护后通过铁路专用信号屏蔽电缆进入基站内部监控单元。5）轨旁控制器轨旁控制器实时显示竖直监测网状态，并通过灯光实现单、双电网断线报警，同时，可利用专用

9、钥匙，旋动按钮，进行现场恢复、现场试验等操作。轨旁控制器包含：电网故障指示灯、现场恢复按钮、现场测试按钮、现场恢复指示灯、上/下行临时通车指示灯、蜂鸣器、端子等设备组成，柜旁控制器依据现场环境安装在接触网支柱上或者安装到水泥基础上五、监测点设置原则异物侵限监测应设置在易发生落物的路段，具体原则如下：1）上跨铁路的公路桥，监测公路桥上掉下的汽车或货物等较大物体；2）公路与铁路并行处，监测从公路上冲入的汽车；3）隧道口，监测隧道上方掉下的石块和树木等较大物体；4）其他有可能发生崩坍、落石的路段。石家庄铁路职业技术学院教案六、探测器的安装公跨铁桥处的双电网需安装在配套的水平防护网上，防护网应与双电网

10、传感器同步施工安装，根据现场情况的不同，采用不同的安装方法。新建公跨铁桥应预埋安装镖栓、水平防护网和检测电网。既有公跨铁桥梁可在线路两侧设置独立立柱安装水平防护网和检测电网。隧道口和公铁并行地段的传感器直接安装在土建（桥梁、线路）专业已设计有的防护网上。七、异物监测工作试验操作流程1 .正常状态A、轨旁控制器正常状态为两个电网工作灯绿灯亮，现场恢复灯绿灯不亮。B、防灾机柜正常状态为电网1,电网2继电器吸起，恢复和试验继电器落下，上行通车和下行通车继电器吸起。继电器组合从左至右分别为电网1、电网2、恢复、试验、上行通车和下行通车。C、列控中接入相应异物继电器，上行异物继电器（SYWJ）、下行异物

11、继电器（XYWJ）吸起状态。D、终端上电网颜色为绿色，状态正常。2 .单电网告警试验在轨旁控制器内转动电网1（电网2）试验开关到试验方向，3s后电网1（电网2）工作灯灭，防灾机柜继电器组合的电网1（电网2）继电器落下。列控中接入相应异物继电器，上行异物继电器（SYWJ）、下行异物继电器（XYWJ）依然是吸起状态，终端上对应异物点电网变黄色，并提示单电网告警。将轨旁控制器内的电网1（电网2）试验开关转到正常方向，3s后全部恢复正常状态。3 .双电网断线试验同时转动两个电网试验开关到试验方向，3s后电网工作灯绿灯灭，在将电网试验开关转到正常方向。防灾机柜继电器组合中所有继电器均为落下状态。列控中接

12、入相应异物继电器，上行异物继电器（SYWJ）、下行异物继电器（XYWJ）也为落下状态。终端上相应异物监测点显示红色报警，系统进入异物侵限状态，对应区段显示红光带。4 .临时通车试验上行临时通车：行调在调度终端上点击”上行临时通车按钮”，输入密码、确定后，上行临时通车按钮下方出现操作成功4个字表示下发命令操作成功，防灾机柜继电器组合中上行通车继电器吸起，列控中接入的上行异物继电器（SYWJ）由落下变为吸起状态。轨旁控制器中各指示灯持上步骤中状态不变。石家庄铁路职业技术学院教案下行临时通车：行调在调度终端上点击“下行临时通车按钮”，输入密码、确定后，下行临时通车按钮下方出现操作成功4个字表示下发命

13、令操作成功，防灾机柜继电器组合中下行通车继电器吸起，列控中接入的下行异物继电器（XYWJ）由落下变为吸起状态。轨旁控制器中各指示灯保持上步骤中状态不变。5 .调度恢复A、恢复按钮抬起时：在调度终端上点击”调度恢复按钮”，输入密码、确定后，轨旁控制器中恢复按钮上方的恢复绿灯变亮。按下轨旁控制器中的恢复按钮，恢复灯灭、电网1、2绿灯亮，防灾机柜继电器组合中电网1,电网2继电器吸起，恢复和试验继电器落下，上行通车和下行通车继电器吸起，列控中接入相应异物继电器，上行异物继电器（SYWJ）、下行异物继电器（XYWJ）也为吸起状态。调度终端对应异物点电网由红色变为绿色，并提示操作成功。B、恢复按钮按下时：在调度终端上点击”调度恢复按钮”，输入密码、确定后，轨旁控制器中恢复绿灯依然是不亮、电网1、2绿灯会变亮，防灾机柜继电器组合中电网1,电网2继电器吸起，恢复和试验继电器落下，上行通车和下行通车继电器吸起，列控中接入相应异物继电器，上行异物继电器（SYWJ）、下行异物继电器（XYWJ）也为吸起状态。调度终端对应异物点电网由红色变为绿色，并提示操作。6 .试验命令在工务终端上点击“试验按钮”，输入密码、确定后，轨旁控制器中电网1、2工作灯灭，防灾机柜继电器组合中所有继电器均为落下状态。列控中接入相应异物继电器，上行异物继电器（SYWJ）、