10高速铁路的防灾安全监控与环境保护

10高速铁路的防灾安全监控与环境保护10高速铁路的防灾安全监控与环境保护222221高速铁路的防灾安全监控与环境保护概述实时的安全监控，预防灾难的突然攻击。一个组成局部。这正是高速铁路与一般铁路的重大区分之一。类的生存和进展。步的力气。以下几个方面：治理噪声环境：高速铁路列车速度高达300km/h以上，其噪声强度将随速度ICE90d〔ATGV噪声峰值94d〔A。因此，把握噪声将是高速铁路环保的头等任务。国外测试资料集电系统噪声是把握高速铁路噪声污染的关键所在。把握振动污染：高速铁路列车运行产生环境振动，这种振动的振级与列车速之而来，这不仅使有线、无线通信声音失真，还会使电视画面紊乱而无法收看。产生流条件，承受屏蔽电缆或光缆传送电视信号等将成为把握电磁干扰的主要任务。保护生态环境：高速铁路建设规模大、占用农村和城市用地多，且需经过繁〔如水土流失、植被和农田水利的破坏、城市房屋建筑物的拆迁、城市景观、日照、施工的干扰等等〕都将造成很处理列车垃圾：高速列车以舒适、便利的优越性而吸引众多的旅客。为此，为保证高速铁路环境〔包括列车车厢和沿线〕的重要内容。化害为利、保护环境、造福人民”的方针，在进展高速铁路可行性争论或初步设计的落到实处。高速铁路的防灾安全监控系统防灾数据〔预警、限速、停运决策信息，为列车运行打算调整、把握供给依据，保控系统。〔风、雨、洪水及地震、轨温及火灾、突发事故、异物侵限及非法侵入等内容进展内及四周火灾；突发事故及异物侵入限界指突然发生的影响行车安全的事故以及落10-1。及修理、紧急救援子系统，这里不再一一介绍。风监测子系统高速铁路与一般铁路相比，一方面列车运行速度要快，另一方面列车轴重要轻。倾覆。长大桥、车站一般要设风向风速计，空旷地带风期长、风力强劲的风口也应设〔系统还需与气象部门联网以保证数据的合法性和对将来天气的推想需要。该系统由风向风速计、发送装置、接收分析记录显示装置组成。日本承受的某种风向风速监测子系统构成如图10-2所示，风向风速计通过其附带的变换器将模10-1京沪高速铁路防灾安全监控系统总体构成图10-2风向风速子系统构成图运行。警报标准依据线路条件、列车抗风性能、四周环境等因素综合考虑。例如日本干线警报标准如表10-1所示。从表中可以看出，在强风区段，在线路两侧设置挡风墙是削减风影响的有效措施。10-1风速〔m/s〕强风时列车运行治理制规章〔日本东北、上越、长野干线〕确定区间20≤风速＜2525≤风速＜30160km/h以下列车限速70km/h停运设置确定标准的挡风墙区间不限速30≤风速＜35风速≥35停运停运160km/h以下列车限速70km/h停运停运注：风速指瞬时风速。雨量及洪水监测子系统沿线地区日最大降雨量均大于100mm〔6～9月份漂移状态，造成线路溜坡、沉降、坍塌和冲垮路基及桥涵设施等。10-3为雨量及洪水监测子10-3雨量及洪水监测子系统构造图〔、数据处理与预报〔中心装置、数据传输与把握三大局部组成。集设备。雨量及洪水监测子系统由数据采集、数据传输、监测终端等设备构成。图10-4各自频率的信号，分析统计各地点的雨量信息。10-4日本雨量监测子系统构成图降雨警报标准确实定是格外简洁的问题，报警限速虽然保证了灾难发生时的安定了降雨警报标准及运行措施，例如连续雨量〔24h的累计〕140mm、每小时雨量达40mm170km/h30min报告雨量一次。地震监测子系统发生可能危及高速铁路的地震约有20余次。因此，借鉴国外地震预警的阅历，开发路地震预警系统，是格外必要的。〔相当于s240ga〔0.4m/s2；另一种是显示用的地震仪，该地震仪能本近开发的地震早期监测预警系统。在地震波中，包含有基岩中传播速度快、振动幅值小、人体几乎感觉不到的P波〔初期微动，v≈8km/s，以及传播速度慢、振动幅值大、人体感觉明显、造成构S波和面波〔主震，≈4km/s。沿线变电所内的地震仪通常是在主震攻击andRestorationAidSystem〕10-5是该地10-5地震预警系统工作原理P波检段发出警报，感震器就会启动，停顿对前后约40km区间的供电，列车就紧急制动，停顿运行，从而保证危害较大的S波传到干线之前将列车运行速度降至100～170km/h，减小有可能产生的损失或事故发生的概率。日本是个多地震的国家，为对付内陆地震，建立了沿铁路线每隔20km设置地震仪的检测系统；为应付太平洋中的地震，建立了沿海岸线每隔约80km设置地震仪的检测系统。地震发生后，针对不同10-2所示。地震的规模0.8m/s2地震的规模0.8m/s2以下1.2m/s2以上运行规定—检查方法—30km/h以下乘车巡察停顿运行徒步巡察备注供电停顿后马上再次送电恢复行车养路、供电修理人员乘车巡回时以70km/h以下速度运行巡察完毕后以70km/h以下速度运行雪害监测及对策在年降雪量和积雪深度大的地区，下雪时积雪对高速铁路的主要危害有：暴风雪形成的雪堆，过高时影响行车安全。高速列车气动力卷起积雪并分散在列车车体底部，导致车辆绝缘失效。飞起，危害车辆设备及四周建筑物和人员。积雪使道岔扳动失灵。设防护装置和加热融雪装置；道岔处承受电气温风融雪机；设置雪害监测设备等。〔热风融雪、温水〕设备等。降雪期间，对应于钢轨上的积雪厚度，东日本铁道公司规定了干线列车慢行的运行速度〔10-。钢轨上积雪深度〔cm〕〔km/h钢轨上积雪深度〔cm〕〔km/h〕9～1724517～1921019～2216022～3011030以上停顿运行轨温监测〔或超出〕某一临界值时，只要有任稳定的力气从而发生胀轨跑道事故，对高速铁路的行车安全构成威逼。测系统，并将数据传送到安全防灾报警系统是至关重要的。图10-6为一轨温监测子系统构成图，由温度、湿度、风力〔风向、风速、应力传感器，信息处理器、显示器，道床状态信息输入设备，报警装置、记录仪、信息传输km内，因此，曲线半径≤6000m的有碴轨道，可每隔70km设置一处轨温监测装置，在桥梁或曲线较多的地段，可适当增设，在〔10-6轨温监测子系统构成长大隧道安全监测〔如爆炸、地震、山体滑坡等，一般来说进展较为缓慢，有确定的时间觉察和整治，可通过提高工程4应纳入防灾安全监控系统。温度湿度检测、通讯、供电、救援等几局部组成，经过火灾确认、火灾等级判定，由10-7为日本一座隧道防火设备概要图，其除了对车辆实行一系列防火防燃措施外，隧道内承受专用的通信设备、消防设备、照明设备，并设有特地的修理用道路。

10-7隧道防火设备概要图装必要的限界障碍检测和桥墩防护工程。火灾后调查构造物状态，并依据受损程度再打算是否限速运行。路基安全监测软土层，多为近代沉积的黏性土，含水量大、透水性差、抗剪强度低、压缩性高等，车荷载作用下的地表沉降、分层沉降、侧向位移〔剪切变形〕及孔隙水压力的变化状况；测量路基断面动应力的分布及分布规律，路基不同部位的回弹变形等主要参数，显示和信息传输三局部组成，一般设置在软土路基路堤和滞洪路堤的必要地点。大型车站防灾一旦有格外事态发生，可准时自动实行灭火、排烟、隔离火源等措施，并有效地疏导旅客。疏导向导。例如，日本东京车站内防灾把握中心内的综合显示板，可实时显示楼层、各安装位置上的自动扶梯，热、烟探头，各重要通道上的摄像机工作状况，便于工作人员把握。其它灾难监测及安全防护工程置固定防护栅和车门处的活动防护栅。〔大路低于铁路1.5m以上除外高〔如觉察线路内有障碍物、乘客从站台上跌落或线路特别等〕时，线路巡道ATC信号，使正在接近的列车停车，防护可承受有线或无线通信。评估及恢复救援系统“HERAS〔HazardsEstimationandRestorationAidSyste，如10-8所示，当发生大地震时，能依据以往积存的资料，快速、准确地推断地震发生地点、受灾的规模，这对打算灾后实行何种对策极为重要。10-8HERAS高速铁路是存在于自然界的构造物，所以受到灾难和事故的侵袭是不行避开的，确保高速铁路的安全运行。高速铁路的噪声及其把握为环境保护工作的重要内容。噪声危害一切对人们生活、工作、学习和安康有阻碍，令人厌烦的声音统称为噪声。众所它不但会损伤人的听觉，而且对神经、心脏、消化系统也有不良影响，还影响人的睡100dB(A)时，人们就会感到吵闹担忧，甚至难以忍受；噪声会使人苦恼、疲乏发困、反响迟钝，影响工作效率；噪声还会影响儿童的智力进展，据调查，在吵160dB(A)以上的高强噪声会使金属构造疲乏。1975年公布了干TGV东南线高实行各种综合的减振降噪措施，来满足政府部门制定的噪声法规和环境噪声标准。噪声源声等。10-9所示。10-9高速铁路噪声源分布示意图轮轨噪声轮轨噪声是高速铁路的主要噪声源，它产生的噪声来自三个方面：车轮与钢轨粗糙的接触外表相互作用后所产生的轮轨振动轰鸣声。摩擦噪声。范围较宽。集电系统噪声面：受电弓沿接触网导线滑动而引发的机械滑动声。受电弓离线时产生的电弧放电噪声〔拉弧声小有关。100dB(A)。空气动力噪声前端是否流线化等因素有关。建筑物鼓舞噪声微气压波，导致能量很大的冲击噪声。其他机械噪声境产生噪声。240km/h以下时，轮轨噪声对沿线环境的影响较大；列车速度在240km/h240km/h40%以上；当列车速度到达300km/h30%10-4。列车速度〔km/h〕10-4列车速度〔km/h〕噪声源240300350400声级比例(%)声级比例(%)声级比例(%)声级比例(%)轮轨噪声6440673069～70257220集电系统噪声62256830724074～7540空气动力噪声60～622066～673070～71257430建筑物噪声＜6015631066106910总噪声级6872～737679注：测试条件：①测点距铁路中心线25m，高于地面1.2m；②高架构造〔8～10m〕；③整体〔吸声〕道床；④2m〔列车通过时的噪声值〕10-5所示。从表中可以看出，法国高速铁路的噪声级最高，德国其次，日本最低。国家列车速度(km/h)LAmax表国家列车速度(km/h)LAmax2080年月2090年月2008767日本25090*7330092*772008684德国2509087300939020090*87法国27097923009794注：①带“*”的为计算值，其余均为实测值；②测点距铁路中心线25m，高于地面1.2m。噪声环境评价标准同的建筑群类型和布局以及不同的动车组等均对噪声的大小及范围有很大影响。因此，确定噪声的把握标准是一项比较简洁的任务。计分析后提出，因而数值大小与各国国情有关。日本干线噪声限值为列车通过时的最大声级，其限值如下：AmaxⅠ类地区〔主要为住宅的地区：L ≤70dB〔；AmaxⅡ类地区〔商业、工业等Ⅰ类以外地区：LAma≤75d〔。Leq65d〔。我国既有铁路噪声限值为30mLeq=70d〔Leq相当于以一个稳定的连续噪声来代替随机噪声，二者在规定的一段时间内具有一样的能量。对各国铁路噪声限值比较，日本干线噪声限值是当今世界最严的铁路噪声限境质量要求是高速铁路技术体系的重要组成内容，也是交通进展方向的重要目标之一，因此实行适当措施，到达确定的降噪效果是格外必要的。噪声把握技术高速铁路噪声的把握措施，可分为三个方面：声源降噪措施降低钢轨和车轮外表的粗糙度，对轮轨外表进展研磨，保持平滑完好状态3～6dB(A)。60kg/m及以上平滑运行外表。下将整个轨腰部位包覆直至轨底的上部外表，使橡胶件与钢轨组成一个整体，如图10-104dB(A)。线半径，消退道岔有害空间，以削减车轮对道岔的冲击噪声。梁，并设置橡胶支座。承受动力集中型动车组，可削减整个动车组受电弓的数量，从而减轻受电弓离线时产生的电弧放电噪声。日本缩小接触网吊弦间距(由原来的10m、5m改为度削减，安装受电弓罩等等，都可以降低脱弓频率，使集电系统的噪声衰减4～5dB(A)。10-10防振钢轨断面图动车组头部流线化，车体外表无凸起、平滑化。列车在高速运行时空气阻0.5以上，既可削减空气阻力，同时也将大大降车辆暴露面的尖端外形等，均可使噪声衰减。可以避开制动时的尖叫噪声。可使噪声衰减。传播途径上的降噪措施设置隔声屏障。例如，日本干线在距轨道中心线3.5m2.0m，用混凝土、砖面或复合材料建成直立式、倒L或Y型隔声墙，如图10-11所示，将噪声源和承受者分开，隔离噪声的传播。依据的测试结果，设置这种隔声屏障，在距6～8dB(A)。假设在屏障内侧加设吸声材料，降噪效果将更加明显。10-11L将高速铁路线路设计在路堑内，其降噪的效果取决于路堑的深度和高度，4.1～6.4m，20～30m6～10dB(A)。以减轻轮轨噪声向路旁的辐射。高速线路及圣胡斯塔车站全部承受人工隧道建在地下。受声点的防护措施高速铁路选线尽可能绕避噪声敏感区，如城市居民区、文教区、科技园以及名胜古迹和旅游胜地等。可以从建筑物构造上实行降噪措施，否则应予拆迁或改作其它用途。高速铁路两侧四周用地合理规划利用。在高速铁路两侧四周可修建一些仓影响。高速铁路的振动及其把握振动污染都是高速铁路建设的一项重要任务。环境振动按振级变化不同分为三种：稳态振动：在观测时间内振级变化不大的环境振动。冲击振动：具有突发性振级变化的环境振动。无规振动：将来任何时刻不能预先确定振级的环境振动。测量结果，受振点的振级变化很大，距线路20m处，列车速度大于160km/h时振级70～95dB。高速铁路引起的环境振动受很多因素的影响，其中主要的有：振级递远递减。击层较小，洪积层更小一些。列车运行速度：受振点的振级与列车速度成正比增长。列车在轨道上行驶时，车轮的垂直动载荷比静态时要大，且随着列车速度的增加和轨道不平顺将急剧增加，引起轨道的振动加速度急增，致使铁路两侧环境振动具有明显的速度效应。高架桥的构造：混凝土构造比钢构造桥振级要小。线路构造：线路为路堤时振级较小，而线路为路堑时振级较大。此外，在一样列车速度、距离等条件下，高架桥的构造与线路构造线路相比，铁路环境振动将大幅度降低，国内争论说明，距铁路外侧轨道中心线30m处Z振级将。以上影响因素中，距离和地质条件是主要因素。振动环境评价标准环境振动标准的量值以地面垂向Z计权振动加速度级计，单位为dB。有关高速铁路振动的把握标准仅日本有明确规定：在建筑物外地面振动限值VLz为70dB〔以10-5m/s2为基准振动加速度。我国《城市区域环境振动标准〔GB10070—88〕规定，30mZVLz80dB〔以10-6m/s220趟列车振动的平均值90dB，因而该标准较我国铁路振动标准宽。我国京沪高速铁路建议值为86dB〔30mZ振级最大值。振动把握技术)，主要把握技术可以从以下诸方面入手。动车组方面日本干线减轻车辆轴重有明显效果，轴重由16t降到11.3t，Z振级平均值在12.5m25m3dB左右。唧唧声。改进车辆的转向架构造：如选择松软的弹簧悬挂系统，以降低车体的浮沉气弹簧和橡胶件，以隔离和吸取高频振动，避开产生二次鼓舞振动等。线路、构造物方面承受无缝长钢轨，将钢轨修磨使其平滑。承受弹性轨枕和道碴垫层，以及减振式板式轨道。如，日本开发的梯子形轨枕就是一种提高刚性的方法，对减振格外有利。安设动态减振器，把握振动辐射方向；尽量不承受无碴钢构造桥。承受隔振沟，设置柱列式、全反射、连接型的隔振墙，以把握振动的传播，避开产生二次鼓舞振动。加固技术，使路基稳固，减轻振动的频率。10-12为一日本干线减振降噪的图示。10-12日本干线减振降噪示意图高速铁路对其他环境的影响及其防护高速铁路的电磁干扰及其防护措施措施可使电磁干扰大幅度削减。高速铁路对生态环境的影响及其防护措施围，其主要影响有：对水土流失的影响进展大规模土方工程施工等措施，以削减施工期间的水土流失。对植被、农田水利及农业生产的影响临时房屋、便道、弃土积存、机械碾压、人员践踏等都对植被造成不同程度的损伤，防护措施有：节约用地、少占耕地良田；集中取土，改造还田；以桥代路，承受高架桥；取土坑改造成鱼塘以及绿化造林恢复植被等。对城市生态环境的影响外，高速铁路进入市区，对城市既有道路、市政工程设施(上、下水道、通讯动力电缆、煤气、供热管道等)、居民区的拆迁以及城区景观、日照、采光等都会