高速铁路防灾监测系统

红外热像仪高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统讲义北京世纪瑞尔技术股份有限公司目录一、公司简介三、防灾系统构成、设置、功能四、防灾监控系统平台操作说明二、防灾系统简介五、防灾系统维护管理一、公司简介北京世纪瑞尔技术股份有限公司是一家注册于北京市高新技术产业开发区的高新技术企业。世纪瑞尔公司自1999年成立以来，就致力于工业监控产品和解决方案的研究开发。公司于2010年在深圳上市，股票代码300150。世纪瑞尔公司是专业的工业监控产品和解决方案提供商，通过在铁路、电信、电力等行业多年的技术积累和认识升华，提炼开发出了以过程自动化监控和综合信息处理为两条技术主线的产品平台，并形成以这些产品平台为依托的综合行业监控应用解决方案提供能力。世纪瑞尔公司先后组织开发了铁路行业的动力环境监控系统、光纤在线监测系统、综合视频监控系统、防灾安全监控系统等，在铁路，电力，电信等行业广泛应用，特别是在高速铁路上取到举世瞩目的成就。

北京世纪瑞尔技术股份有限公司世纪瑞尔公司于2005年推出面向综合安全监控应用的平台化体系。该平台成功实现了跨通信、信号、车辆、客运（车站）、安防等多个专业的综合监控，并成功应用于青藏铁路建设。世纪瑞尔公司牵头承担了国家科技部“十一五”重点支撑项目“青藏铁路行车安全监控系统研究”。在视频监控技术领域，世纪瑞尔公司是较早介入铁路网络化视频监控系统应用的企业。在严格遵守《铁路综合视频监控技术规范》的基础上，凭借深厚的专业技术储备，相继实施了合宁、石太等多条高等级铁路线的综合视频监控系统，取得了良好的应用效果。公司在2014年8月正式获得铁道部颁发的“铁路综合视频监控系统CRCC证书”，成为国内首批获取证书的三家厂家之一。公司主要产品：综合防灾监控系统、机房动力环境监控系统、光纤在线监测系统、蓄电池组在线监测系统、铁路综合监控系统、铁路车站建筑自动化系统、铁路客运自动化系统、轨道衡综合监测系统、铁塔监测系统、综合视频监测系统等。北京世纪瑞尔技术股份有限公司二、防灾系统简介随着高速铁路的建设，大风、雨雪、泥石流、地震等自然灾害以及铁路异物侵限时刻威胁着铁路的运输安全。风雪地震雨泥石流异物侵限

防灾系统是保证高速铁路列车安全、高效运行的技术支撑手段和重要基础装备之一。系统为调度部门、基础设施维护部门提供自然灾害及异物侵限报警信息、行车管制预案及维护建议，有效提高灾害情况下的调度指挥决策水平及应急处置能力，在一定程度上减小灾害对铁路运行的影响。风灾害预警信息雨雪异物侵限监测报警列车限速信息停运信息运行计划调整下达行车管制抢险救援维修依据灾害监测灾害预警列车安全运行泥石流地震预留多种子系统的接入条件与接口安全性原则可扩展性原则可维护性原则采用模块化设计全线设备的运行状态监视故障自诊断故障导向安全、数据保密，完整的自检测和分析功能安全型继电器关键设备双机热备严格的型式试验基本原则可靠性原则稳定性原则7*24小时不间断运行设备采用工业级标准设于铁路用地界内接口设备故障不影响其他系统抗雷电及电气化铁路电磁干扰故障自诊断和远程维护防潮、防腐、耐湿、抗风、防雷基本原则可靠性原则稳定性原则三、防灾系统构成、设置及功能防灾系统总体网络结构示意图防灾系统简介防灾系统简介

由数据库服务器、应用服务器、接口服务器、时钟服务器、磁盘阵列、KVM、维护终端、网络交换机、对外通信接口、黑白激光打印机、防雷单元、网络安全设备、UPS电源及维护终端桌等组成。（1）监控数据处理设备构成防灾系统数据处理中心简介监控数据处理设备系统构成防灾系统数据处理中心简介

能够接收管辖区内各监控单元上传的风速风向、降雨量、异物侵限和设备工作状态。

按设定的报警门限值和业务处理规程，对风、雨、异物侵限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、异物侵限的报警信息以及相应的行车管制预案传送至调度中心防灾终端。

防灾监控数据处理设备存储的相关信息包括各类基础数据、现场监测数据、报警信息及事故记录等信息，其中报警信息及事故记录永久保存，现场监测数据不少于3年。各类防灾安全监控信息内容包括灾害种类、发生时间、地段、灾害级别等的数据、文本数据及图形等。

防灾监控数据处理设备在用户界面上图形化地、动态地集中显示全线监测点的监测信息，主要包括各类监测项目的实时变化值及防灾安全监控系统的运行状态。

防灾监控数据处理设备具备对各类监测数据按定期与指定时段的统计分析功能，并为调度、维修管理人员提供现场监测数据、报警信息及事故记录等信息的查询、报表功能。

防灾监控数据处理设备提供完善的系统管理功能，包括基础数据维护、系统运行参数配置、用户权限管理和访问日志功能。

预留其他系统通信接口，传送和接收灾害预报、信息。

防灾系统数据处理中心设备功能监测对象雨地震雪异物风大风报警大风预警积雪深度报警强震报警强震预警监测侵入铁路限界的异物，触发列车自动停车。防灾系统-监测对象雨量监测报警1.1、异物侵限监测装置注：预埋件大样示意图中，螺栓应先与法兰盘焊接后再进行防腐处理，螺栓与法兰盘的

角度为90°±5°，螺栓直径20mm，螺纹为满足GB3934要求的通用外螺纹。注：供电方式：DC24V；额定电流：10mA；信号传输：RS485接线方式：棕色：电源+黑色：电源—

黄色：信号+蓝色：信号—1.2、机械式风速风向计1.3、双阀容栅式雨量计注：供电方式：DC9~12V；

降雨强度：0.1mm-5mm/min；

信号传输：电平脉冲1.3、双阀容栅式雨量计接线方式电网1电网2数字电缆轨旁箱数字电缆SU监控单元风速计1风速计2数字电缆风室外设备箱雨量计数字电缆数字电缆双网线传输设备1.4、监控单元方框图风速风向监测布设选点：极大风速大于15m/s的地区。山区垭口、峡谷、河谷等地段，风监测点的平均间距1km～5km；高架桥、高路堤区段，风监测点的平均间距5km～10km。安装方式：每处风监测点设二台非机械式的风速计；风速计设置在线路的迎风侧，安装于接触网杆上、距轨面4m±00.1m。功能：大风实时监测报警功能：实时计算、分析风速变化情况，风速达到报警门限10s报警，风速低于报警门限10min解除报警。在实际运用中应结合本线的大风特征，合理调整报警时限和解除报警时限。大风实时监测预警功能：在积累沿线一定数量的气象数据基础上，系统具备大风（＞15m/s）实时监测预警功能，提前预警时间不少于2min，风速时距不大于10s、风速预测的平均误差不大于10%。大风报警门限及其对应的限速值按铁道部的有关规定执行。设备组成：系统前端由风速风向传感器、长线驱动器、避雷器、现场设备箱等组成。风速风向计通过电缆连接到就近的监控单元；布设选点：年平均降水量大于200mm的地区设置雨量监测点。雨量监测点的布设位置应临近隧道口以及高路堑、路堤等易产生塌方、水冲线路的处所。应经现场踏勘，设计确定雨量计的安装里程。连续路基区段，有砟轨道线路，雨量监测点的布设间距一般为15～20km；无砟轨道线路，雨量监测点的布设间距一般为20～25km。安装方式：每处雨量监测点设单台雨量计；雨量计一般安装于接触网杆上、距轨面4m±00.1m；有条件时，雨量计可与风速计同址设置。功能：对于存在水冲线路类型水害的处所，以短时降雨量作为监测报警方式；对于存在路堤、路堑、边坡坍塌等类型水害的处所，采取24小时降雨量或连续降雨量+小时降雨量的监测报警方式。雨量监测报警分为出巡警戒报警、限速警戒报警，报警门限及其对应的限速值按铁道部、铁路局的有关规定执行。根据降雨对基础设施的影响情况或大修改造等原因使基础设施抗洪能力发生变化，适时对雨量监测报警报警门限值进行修订，并据此制定相应的行车管治预案。

设备组成：系统前端由雨量计、长线驱动器、避雷器、现场设备箱等组成。雨量计通过电缆连接到就近的监控单元；雨量监测布设选点：降雪频繁地区，10年最大积雪深度36cm以上的地区应设置雪深监测点。雪深监测点的布设间距原则上按50km计算，深路堑、隧道口应适当增设。安装方式：每处雪深监测点设单台雪深计；雪深计一般安装于接触网杆上；距轨面4m左右；（根据现场实际情况确定）功能：具有天窗时段轨道积雪深度的自动监测报警功能和运营时段轨道积雪深度的人工辅助修正功能。积雪深度报警门限按铁道部、铁路局的有关规定执行。设备组成：系统前端由雪深计、长线驱动器、避雷器、现场设备箱等组成。雪深计通过电缆连接到就近的监控单元；雪深监测布设选点：线路允许速度大于160km/h的区段，必要时设置异物侵限监测装置。公跨铁立交桥安装异物侵限监测装置，监测机动车、大型货物因故越过护栏（防撞墙）、护网（防抛网）而侵入高速铁路限界。公路与高速铁路相邻并行且机动车有可能侵入高速铁路的区段，优先考虑工程防护措施，在确有必要时设置异物侵限监测装置。隧道口、高边坡处的落石、塌方防护优先考虑工程防护措施，困难情况下设异物侵限监测装置。安装方式：已预埋有安装螺栓的公跨铁立交桥，双电网传感器采用型钢悬臂安装，无预埋安装螺栓的公跨铁立交桥，需要首先通过用化学锚栓的手段埋设植筋预埋件、安装法兰。隧道口和公铁并行段视勘查情况确定安装方式。（一般采用直埋浇筑安装形式）设备组成：区间GSM-R基站内：监控单元主机模块、异物侵限监测单元以及继电器逻辑单元；现场：现场控制箱、双电网传感器（包括传感器电缆和防护网）异物侵限监测功能：监测侵入铁路限界的异物，触发列控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。

监控单元与列控系统的接口采用继电器接口。异物侵限监控双电网传感器、接线盒、监控单元之间采用实回线电缆，采用调频信号进行数据传输，比传输直流信号的双电网传感器的抗干扰能力强，且传输距离更远，从而使异物侵限监测距离更长；异物控制器包括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。双电网传感器与异物控制器之间采用隔离变压器防雷，使系统防雷性能更好，更安全；双电网传感器一根电网断线时，防灾系统发出报警、不触发列控系统；双电网传感器二根电网断线时，防灾系统在发出报警的同时触发列控系统，使列车自动停车。具备接点状态的回采功能。具备异物监控单元与列控系统间电缆的断线监测功能。具备双电网传感器的短路检测防护和报警功能。异物侵限监测公跨铁立交桥异物侵限监测装置及其安装示意图单侧电网间连接图布设选点：地震动峰值加速度0.1g及以上地区设置地震监测点；同一地区，地震监测点的数量至少2处。间距宜为20km左右。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。安装方式：地震加速度计要安装于牵引变电所的自由场地上，且要该避开局部地形起伏变化大的地点，与高大建筑物之间距离要大于建筑物的高度与长度。建造仪器墩。每处地震监测点设置2台地震仪，2台地震仪的间距一般不小于40m；原状土分界处设备组成：监控单元内：强震动记录器、地震信号处理单元（EPU）、网络接入模块、继电器组合单元、继电器驱动单元；现场：地震加速度计、接线盒及其他配件功能：准确识别地震波，监测地震动加速度，生成强震报警，实现强震应急处置：地震动加速度达到0.04g及以上时，防灾安全监控系统自动触发信号系统使安装有ATP的动车组自动停车、触发牵引变电所牵引供电控制装置使接触网停电。通过对高速铁路沿线场地进行P波监测，接收国家、地方地震台网的地震信息（含P波、S波），实现地震预警和相应的强震应急处置功能。地震监测渝利防灾异物SU监控单元简介渝利防灾异物继电器简介异物侵限继电器说明继电器序号（正面从左到右）继电器名称（正面从左到右）

备注说明1电网1电网1连通时，吸合2电网2电网2连通时，吸合3调度恢复行调确认告警恢复4调度试验工调试验时，吸合5上行临时通车行调下发上行临时通车6下行临时通车行调下发下行临时通车7现场恢复工务人员现场确认恢复8异物恢复异物逻辑整体工作正常点击三角形图标通信终端工务终端吸起：

落下：故障：

设备状态

轨旁控制器基站监控单元列控电网1灯电网2灯恢复灯12345678SYWJXYWJ电网1J电网2J调度恢复J调度试验J↑行临时通车J↓行临时通车J现场恢复J落物J双电网环阻正常绿绿黄↑↑↓↓↓↓↓↓↓↓现场恢复绿绿灭↑↑↓↓↓↓↑↓↓↓调度恢复绿绿灭↑↑↑↓↓↓↑↓↓↓正常绿绿灭↑↑↓↓↓↓↓↑↑↑电网1断灭绿灭↓↑↓↓↓↓↓↑↑↑电网2断绿灭灭↑↓↓↓↓↓↓↑↑↑双电网断灭灭黄↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓上行临时通车灭灭黄↓↓↓↓↑↓↓↓↑↓下行临时通车灭灭黄↓↓↓↓↑↑↓↓↑↑双电网环阻正常后现场恢复绿绿灭↑↑↓↓↑↑↑↓↓↓调度恢复绿绿灭↑↑↑↓↓↓↑↑↑↑正常绿绿灭↑↑↓↓↓↓↓↑↑↑调度试验绿绿黄↓-↑↓-↑↓↑-↓↓↓↓↓↓↓现场恢复绿绿灭↑↑↓↓↓↓↑↓↓↓调度恢复绿绿灭↑↑↑-↓↓↓↓↓↑↑↑正常绿绿灭↑↑↓↓↓↓↓↑↑↑异物侵限设备逻辑状态表贵广、兰渝、成渝防灾异物SU监控单元简介序号继电器名称继电器型号继电器说明继电器常态J1DWJ1AJPXC-1000电网1继电器吸起J2DWJ1BJPXC-1000电网1继电器吸起J3DWJ2AJPXC-1000电网2继电器吸起J4DWJ2BJPXC-1000电网2继电器吸起J5SLTJJWXC-1700上行临时通车继电器落下J6XLTJJWXC-1700下行临时通车继电器落下J7XHFJJWXC-1700现场恢复继电器落下J8JYWJJWXC-1700电网总继电器吸起贵广、兰渝、成渝防灾异物继电器简介序号继电器名称继电器型号继电器说明继电器常态J9JDWJJWJXC-480断网实验继电器落下J10DHFJJWXC-1700调度恢复继电器落下J11DSYJJWXC-1700调度实验继电器落下J12BD1-7-1BD1-A7隔离变压器J13BD1-7-2BD1-A7隔离变压器J14YWDY1DC24-AC70电网电源J15YWDY2DC24-AC70电网电源贵广、兰渝、成渝防灾异物继电器简介J1-1J2-1H1-2J3-1J4-1H3-4贵广、兰渝、成渝防灾-电网监测原理继电器基本原理JWXC-1700继电器结构继电器型号表示法JWXC-1700JPXC-1000JWJXC-480监控单元UPS正面图监控单元UPS背面示意图1产品配置标签624V主电源输出（V1）2序列号标签710W24V隔离副电源输出1（V2）327V副电源输出8接蓄电池端子4供远程监控使用的RS485接口9机壳接地端子5用于扩展监控电池状态功能的接口10交流220V输入端子监控单元冗余UPS并机图主要的日常维护包括以下内容：1、考虑到UPS电源的效率，长时间连续使用负载最好不要大于额定负载的80%。2、环境温度最好在0～50℃、相对湿度为0%～90%的工作环境下使用，并且还要保持工作环境的平稳、清洁与通风。3、在设备上不要放置任何重物，要保持干燥通风、避免水淋、避免阳光的直射。4、请定期检查蓄电池的状态，及时更换性能低下的蓄电池组，保证UPS后备电源的正常工作时间。5、对连接设备的电源线、通信线进行定期检查，看有无接触不良、有无损坏，如有损坏、线路接头氧化要及时更换和调整。监控单元冗余UPS保养维护监控单元PCCLED灯颜色状态说明R/E绿色On运行红色On预检模式RDY/F黄色OnCPUactive红色On温度过高S/E绿色/红色

状态/错误指示灯EPL绿色On一个链接机能联动远程站已经是建立.闪烁一个链接机能联动远程站已经是建立。闪烁是指已经连接到以太网上。ETH绿色On一个链接以太网远程站已经是建立闪烁一个链接以太网远程站已经是建立。闪烁是指已经连接到以太网上.CF黄色OnCF卡

OK绿色OnCF卡

activeDC绿色OnCPU电源OK红色On备用电池空监控单元PCC状态指示灯说明LED灯颜色状态说明r绿色Off模块缺少快速闪烁模块复位闪烁空运行模式On运行模式e红色Off模块缺少或OK快速闪烁下列形式:X2XLink超负荷运行I/O供应太低

X2XLink输入电压太低e+r常红

/绿色闪烁

硬件故障S黄色Off没有

RS232On如果常亮，数据的发送或收到是通过RS232接口I红色OffX2XLink正常OnX2XLink供给电压超负荷监控单元PCC状态指示灯说明监控单元PCC状态指示灯说明LED灯颜色状态说明r绿色Off没有连接模块快速闪烁复位闪烁空运转On运行e红色Off一切准备就绪On错误或复位e+r常红/快速闪烁硬件损坏Tx黄色On发送灯Rx黄色On接收灯监控单元PCC状态指示灯说明LED灯颜色状态说明r绿色Off没有连接模块快速闪烁复位闪烁空运转On运行e红色Off一切准备就绪快速闪烁一个I/O渠道警告/错误e+r常红

/绿色闪烁硬件损坏1-12绿色/橘色输入输出状态灯监控单元防雷器说明

防雷器也称避雷器，浪涌保护器，电涌保护器(SurgeProtectionDevices,简称SPD)，过电压保护器。防雷器是通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。监控单元防雷器说明防雷器翻牌：在使用过程中，遇到雷雨天气，受到雷击，在保护后端设备的同时，防雷器在施放电压太大或浪涌电流太大的情况下，出现翻牌动作。监控单元布线特点说明机柜内布线特点：1、交流220V电源线，相线红色，中线绿色，1.5mm*2；2、直流电源线，“＋”红，“－”黑色，1.0mm*2；黄绿双色线为接地保护线；3、信号线为蓝色（当信号线为多芯时可选用棕、紫、黄等其他颜色），1.0或0.5mm*2；4、其它接线用黑线，1.0或0.5mm*2。监控单元接线端子排简介

端子排的作用就是将柜内设备和柜外设备的线路相连接，起到信号（电流电压）传输的作用。一字镙丝刀插入口风监测点配线说明雨监测点配线说明四、防灾监控系统平台操作说明操作权限说明调度终端操作人员具有查看沿线所有风、雨、及异物侵限实时告警信息的权限；具有查看风、雨、实时数据信息的权限；具有对沿线异物侵限系统进行调度恢复和临时通车下发命令的权限。工务终端操作人员具有异物侵限系统试验命令下发的权限以及查看沿线所有风、雨、异物侵限实时告警信息和风、雨详细数据信息的权限。具有查看所有系统内设备的运行状态信息的权限，包括风速仪的通讯状态、UPS实时状态、控制器的通讯及主备状态、模块状态、交换机状态、网络端口状态、计算机实时状态等信息的权限。具有打印各种趋势、报表和数据信息的权限。工调终端工务终端操作人员具有查看沿线所有风、雨、异物侵限实时告警信息和风、雨详细数据信息的权限。具有查看所有系统内设备的运行状态信息的权限。具有打印各种趋势、报表和数据信息的权限。通信终端工务终端操作人员具有查看沿线所有风、雨、异物侵限实时告警信息和风、雨详细数据信息的权限。具有查看所有系统内设备的运行状态信息的权限。具有打印各种趋势、报表和数据信息的权限。渝利防灾系统-启动防灾监测系统计算机用户名和密码:用户名：Administrator密码(默认)：ireal终端操作人员输入对应的用户名和密码:用户名分别为:DD（调度）GD（工调）GW（工务）TX(通信)密码都为:888贵广、兰渝防灾系统-启动防灾监测系统计算机用户名和密码:用户名：Administrator密码(默认)：ireal终端操作人员输入对应的用户名和密码:用户名分别为:DD（调度）GD（工调）GW（工务）TX(通信)密码都为:ireal防灾调度终端软件操作说明

调度终端的主要功能是为调度中心行车调度人员及时准确的提供沿线风、雨、异物监测点的告警信息，在发生大风、强降雨以及异物侵限时弹出告警窗提示行车调度人员及时限速或停车以免发生危险。发生异物侵限后调度人员也可根据现场情况在系统终端发出上下行临时通车及调度恢复等指令，在确保行车安全的情况下及时恢复通车。

调度终端主要显示高铁沿线所有防灾监控点，包括异物侵限监测点、风监测点、雨量监测点的相关信息，并显示所有监控点的接入基站编号和监控点位置公里标。调度终端界面介绍调度终端风雨图标说明调度终端异物图标说明调度终端—异物侵限系统恢复调度终端调度终端—异物侵限系统恢复异物侵限告警弹出窗口调度终端—异物侵限系统恢复异物侵限告警弹出窗口发送下行临时通车命令调度终端—异物侵限系统恢复调度终端调度终端—异物侵限系统恢复调度终端调度终端—异物侵限系统恢复调度终端异物侵限轨旁箱实物图片通信、工务终端通信终端工务终端点击三角形图标点击三角形图标通信终端工务终端点击三角形图标通信终端工务终端代表通信状态吸起：

落下：故障：工务实验按钮点击“