高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究

1、高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究河南辉煌科技股份有限企业.4.21高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第1页摘要 现有高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统分线建设，信息不能综合应用。经过综合分析，开展两级架构系统建设，补强管理体系，提升了效率效能，为高速铁路安全运行提供保障。2关键词 高速铁路 灾害监测系统 应用 方案高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第2页 高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统（以下简称“灾害监测系统”1）是铁路信息系统组成部分，对高速铁路沿线风、雨、雪、地震及上跨铁路道路桥梁异物侵限进行实时监测，为调度指挥及维护管理提供报警信息，有效预防或降

2、低灾害对高速铁路列车运行安全影响。 自年京津城际铁路开始，我国后续全部高速铁路均安装了灾害监测系统，并随工程同时建设。灾害监测系统在大风、雨量、雪深、异物侵限监测等方面发挥了极其主要作用，为高速铁路运行安全提供了可靠安全屏障。不过，灾害监测系统毕竟是一个新系统，应用过程中在系统架构、标准划分、子系统选型等方面也反应了一定不足。简 述高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第3页1.1 存在问题1.2 系统优化方案1 系统架构42 监测子系统2.1风监测系统 2.1.1存在问题 2.1.2优化办法2.2雨监测系统 2.2.1存在问题 2.2.2处理方案2.3雪深监测系统 2.3.1存在问题

3、 2.3.2处理方案2.4异物侵限监测系统 2.4.1 存在问题 2.4.2 处理方案3 结束语目 录高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第4页1.1存在问题 1系统架构5 开展集团企业数据处理中心和现场监测设备组成两级架构系统2 建设，整合现有资源，防止重复建设，发挥两级监测及处理功效，提升灾害监测系统应用水平。 （1）整合现有高铁灾害监测系统，将按线建设灾害监测系统实现集成，并统一新建软件及数据接口标准。 （2）建立集团企业统一数据处理中心，实现监测信息综合处置。创建灾害监测系统维护管理平台，实现设备集中监测。 （3）兼容相邻集团企业灾害监测系统、运行调度管理系统、综合视频监控系

4、统、防洪管理信息系统、时间同时系统，实现相关系统互联互通和信息共享。 1.2系统优化方案 现有灾害监测系统均是分线建设，存在系统各自独立运行、技术架构不开放、信息处理流程不统一、软件界面不兼容等问题，影响了灾害监测系统深化应用。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第5页6据此，铁路总企业于年设计开发了两级架构灾害监测系统。 20，铁科院在大西铁路试验段搭建了基于集团企业数据处理中心和现场监测设备架构系统，并进行试验。20，两级架构灾害监测系统经过铁路总企业组织技术评审，并于20逐步拓展应用。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第6页2 监测子系统7 2.1风监测系统2.1.

5、1存在问题 图1 大风引发车载式晃车仪水平级偏差统计 依据动车组运行实际，当风速到达12m/s左右时，车载式晃车仪产生水平级偏差情况较多（如图1所表示）；当风速增大15m/s时，列车严重晃车现象时有发生。上述情况，增大了动车组运行风险，影响了运输秩序3。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第7页8 2.1.2优化办法 分析大风对动车组运行影响程度，以铁路技术管理规程（高速铁路部分）为基础，依据长三角大风特点，按照导向安全思绪4，上海局集团企业于对大风限速标准进行了调整，即当风速12m/s-15m/s时，动车组限速以250km/h速度运行。调整后，水平级偏差比以300km/h以上正常速

6、度运行时水平级偏差显著降低。统计分析沪宁城际年、20数据，当风速达12m/s时，没有发生过水平级偏差，有效保障了运行安全。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第8页92.2雨监测系统 （1）雨量计采集偏差。普速铁路雨量计采取机械式设计，高速铁路雨量计主要采取电子式（压电式和微波两种5）设计。经实践对比验证，微波电子式存在误差显著偏大情况，见表1。2.2.1存在问题序号日期线名里程时雨量（mm）报警级别差值（mm）允许误差是否超出误差值1.8.7杭长高铁K2583222.4未到出巡警戒16.8当初降雨量10 mm，误差0.4 mm是2沪昆铁路浦江-义乌5.6未到出巡警戒3.8.6杭长高

7、铁K231+63730.8出巡警戒18.4当初降雨量10 mm，误差4 是4沪昆铁路浦江-义乌12.4未到出巡警戒5.9.15杭长高铁K4192748.5限速120km/h30.2当初降雨量10 mm，误差4 是6沪昆铁路衢州-后溪街18.3未到出巡警戒表1 杭长高铁微波电子式和沪昆铁路机械式雨量数据对比（2）特殊情况下无效报警。当连续微量降雨情况下，伴随时间延续，连续降雨累计值逐步增大并会引发限速报警，但这类限速没有实际意义。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第9页 （1）针对上海局集团企业管内杭长、合蚌、合福、宁安高铁使用微波式雨量计情况，进行更换处理。 （2）对于连续空气湿度

8、较大报警情况，主要针对连续降雨量数据连续增加。在实际应用中经过大量数据分析，采取在二十四小时降雨量3mm情况下，阻断连续降雨量增加，使其清零，从而杜绝这类情况报警。 2.2.2处理方案10高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第10页112.3雪深监测系统 2.3.1存在问题（1）系统设置数量不足。当前，上海局集团企业管内16条高铁安装了灾害监测系统，但仅有2条设置了雪深监测系统，未能做到监测系统功效全方面发挥。（2）标准划分不严谨。上海局集团企业在宁启、淮萧联络线两条有砟铁路安装了12处雪深监测点。不过，淮萧联络线设计速度250km/h，雪深监测只有一个报警等级，即当有砟铁路雪深监测

9、值到达50mm时报警限速160km/h及以下，小于50mm时取消限速报警。这和铁路技术管理规程（高速铁路部分）第350条要求：当运行区段降中雪或积雪覆盖道砟面时有砟轨道区段限速200 km/h及以下要求不符。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第11页122.3.2处理方案（1）增设雪深监测系统。依据设计要求，在铁路沿线近最大积雪深度30mm及以上区段应设置雪深监测设备6。初大雪充分证实长江下游地域也极易发生大雪，上海局集团企业管内京沪高铁、合蚌高铁等线路均应增设雪深监测系统。（2）细化限速标准。气象部门要求当降雪深度达25-49mm时为中雪，这就需要在降雪时进行积雪观察，分析积雪深

10、度对行车影响。结合气象部门雪量等级要求，并经实践验证25mm是一个分界值。即在允许速度250km/h 线路上，雪深监测值到达25mm时报警限速200km/h及以下，监测值到达50mm时报警限速160km/h及以下。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第12页 2.4.1 存在问题132.4异物侵限监测系统异物侵限监测L型支架、电网安装在公路外侧，支架、电网存在坠落隐患。 2.4.2 处理方案 （1）对于新建公跨铁桥采取桥面加宽方式安装垂直电网。 （2）现有公跨铁桥采取混凝土或钢管门架独立结构安装垂直电网，可有效降低电网坠落对行车影响。 （3）考虑门架独立结构施工难度，提议后续开展激光雷达、微波、视频监控等非接触式监控技术研究，研发对应监控系统。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统应用优化研究第13页143 结束语在全路灾害监测系统分析基础上，以上海局集团企业应用实践为基础，建立两级架构灾害监测系统，实现高速铁路灾害监测信息集成与共享；规范雨量计选型、优化异物侵限监测设计，实现监测设备准确性与安全性；以实践为依靠，细化灾害监测系统维护标准，更加好保障运行安全与运输秩序。参考文件：1 高速铁路设计规范，TB10621-2 TJ/GW088-，高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统总体技术方案（暂行）.3 吴宁，寸冬冬.