榮 劍 上海鐵路局運輸處

京滬高鐵虹徐段防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化研究

榮 劍 上海鐵路局運輸處

通過對京滬高鐵上海虹橋至徐州東站間綜合防災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用分析，從防災(zāi)系統(tǒng)報警信息處理、報警點設(shè)置、規(guī)章管理等方面探討高鐵綜合防災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)與運用管理的合理優(yōu)化，并展望了未來防災(zāi)體系建設(shè)的目標，使防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)更全面地保障高鐵列車運行安全。

高鐵；防災(zāi)系統(tǒng)；應(yīng)用；優(yōu)化

京滬高鐵防災(zāi)系統(tǒng)包含風(fēng)速、雨量、異物侵限、地震子系統(tǒng)（未投入使用）。自京滬高鐵開通運營以來，為高鐵列車安全運行提供了有效的保障，已投入運用的風(fēng)速、雨量、和異物侵限子系統(tǒng)整體運行平穩(wěn)。異物侵限子系統(tǒng)和列控系統(tǒng)直接聯(lián)網(wǎng)，當異物侵限導(dǎo)致雙電網(wǎng)斷線時，向列控系統(tǒng)發(fā)送報警信息，使進入報警點閉塞分區(qū)內(nèi)的列車自動停車。風(fēng)速和雨量報警系統(tǒng)需要工務(wù)和列車調(diào)度員根據(jù)報警信息人工辦理。

1 京滬高鐵虹徐段綜合防災(zāi)系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 風(fēng)速子系統(tǒng)

風(fēng)速監(jiān)測子系統(tǒng)由芬蘭Vaisala超聲波式和德國Lambrecht熱場式風(fēng)向風(fēng)速計、發(fā)送裝置、接收分析記錄裝置組成。為了保證采集數(shù)據(jù)的可靠性，京滬高鐵上每個監(jiān)測點均配備了兩套風(fēng)向風(fēng)速計。

1.2 雨量子系統(tǒng)

雨量監(jiān)測子系統(tǒng)主要由雨量傳感器、終端設(shè)備以及監(jiān)測主機設(shè)備構(gòu)成，對沿線的降雨量進行實時檢測。大雨限速里程為報警監(jiān)測點的相鄰兩端監(jiān)測點之間的區(qū)段，如報警監(jiān)測點為終端監(jiān)測點，限速里程為相鄰端監(jiān)測點至終端監(jiān)測點前移10km/h的區(qū)段。

1.3 異物侵限子系統(tǒng)

異物侵限子系統(tǒng)的主要構(gòu)成設(shè)備為雙電網(wǎng)傳感器，京滬高鐵采用第三代豎網(wǎng)雙電網(wǎng)傳感器。當監(jiān)測到異物侵限時，系統(tǒng)能夠向CTC系統(tǒng)發(fā)送異物侵限報警信息，同時通過列控聯(lián)鎖觸發(fā)列車自動停車，系統(tǒng)同時向調(diào)度中心發(fā)出報警信息。京滬高鐵虹徐段共設(shè)置異物侵限報警監(jiān)測點14處，類型全部為公跨鐵。

2 防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)用分析

2.1 風(fēng)速報警處置

當風(fēng)速報警時，防災(zāi)系統(tǒng)自動彈出報警點和限速值。此時列車調(diào)度員根據(jù)報警監(jiān)測點的公里坐標確定限速里程(限速里程為報警監(jiān)測點的相鄰兩端監(jiān)測點之間的區(qū)段，如報警監(jiān)測點為終端監(jiān)測點，限速里程為相鄰端監(jiān)測點至終端監(jiān)測點前移10km/h的區(qū)段)，立即向相關(guān)列車司機發(fā)布調(diào)度命令并設(shè)置列控限速，對來不及發(fā)布調(diào)度命令的列車，立即通知司機限速運行。環(huán)境風(fēng)速變化時，列車調(diào)度員需及時重新發(fā)布相應(yīng)的限速調(diào)度命令并重新設(shè)定列控限速。當風(fēng)速不穩(wěn)或同一地段多處風(fēng)速報警時，列車調(diào)度員須按最低限速值合并發(fā)布限速調(diào)度命令和設(shè)置列控限速（CTCS-3區(qū)段一個有源應(yīng)答器管轄范圍內(nèi)最多只能設(shè)置3處列控限速）。限速報警解除后，列車調(diào)度員須及時取消列控限速，恢復(fù)正常運行。

當風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出禁止運行的報警信息后，列車調(diào)度員及時通知相關(guān)動車組列車司機立即停車。當風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)報警解除后，規(guī)章規(guī)定由列車調(diào)度員通知禁行區(qū)段內(nèi)相關(guān)列車限速40km/h按站間行車通過禁行區(qū)段，后續(xù)列車恢復(fù)正常運行。

2.2 雨量報警處置

當降雨量達到臨界值時，雨量監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測終端自動報警（自動生成限速里程及限速值，下同），列車調(diào)度員應(yīng)根據(jù)報警信息立即向相關(guān)列車司機發(fā)布限速調(diào)度命令，對來不及發(fā)布調(diào)度命令的列車，應(yīng)立即通知司機限速運行。工務(wù)段調(diào)度員應(yīng)根據(jù)報警信息立即通知相關(guān)工區(qū)人員進行冒雨檢查，調(diào)度所工務(wù)調(diào)度督促巡查工作。雨量報警終端在工務(wù)調(diào)度臺。列車調(diào)度員接到工務(wù)調(diào)度員取消限速的申請后及時向列車發(fā)布逐級提速的調(diào)度命令。

2.3 異物侵限報警處置

當異物侵限導(dǎo)致雙電網(wǎng)斷線時，監(jiān)測終端發(fā)出紅色報警信息（紅網(wǎng)），災(zāi)害檢測系統(tǒng)同時向列控系統(tǒng)發(fā)送報警信息，使進入報警點閉塞分區(qū)內(nèi)的列車自動停車。列車調(diào)度員接到監(jiān)測終端異物侵限紅色報警信息后，立即通知區(qū)間內(nèi)已進入報警地點的列車及尚未經(jīng)過報警地點的列車立即停車。設(shè)備恢復(fù)使用后，列車調(diào)度員將異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)中復(fù)原按鈕解鎖，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，恢復(fù)正常行車組織。

3 存在問題

3.1 風(fēng)速報警閥值標準不一

京滬高鐵跨北京、濟南、上海鐵路局。三個局的風(fēng)速報警閥值標準不一致，北京、濟南局管內(nèi)執(zhí)行鐵路總公司的報警標準，上海局管內(nèi)徐州東至虹橋站間執(zhí)行更為嚴格的標準。例如風(fēng)速在15～20（m/s）時，高鐵列車在虹徐段限速200 km/h；而在北京、濟南局管內(nèi)限速300 km/h運行。限速差造成的列車晚點導(dǎo)致動車車底交路持續(xù)晚點甚至可能銜接不上。在夏天季風(fēng)季節(jié)大風(fēng)報警頻繁時對京滬高鐵運行秩序的影響比較大。各局大風(fēng)報警標準及限速值情況見表1。

表1 各局大風(fēng)報警標準及限速值

3.2 調(diào)度員人工處置的弊端

規(guī)章規(guī)定高鐵區(qū)段臨時限速均需發(fā)布限速調(diào)度命令并設(shè)置列控限速（動車組車輛本身限速除外），列控限速的設(shè)置與取消需要主調(diào)與助調(diào)執(zhí)行“雙人確認制度”。由此，發(fā)生一處大風(fēng)報警時，列車調(diào)度員須完成確認限速里程與限速值、編寫下達限速調(diào)度命令、確認司機簽收、雙人確認設(shè)置列控限速、調(diào)整限速區(qū)段列車運行等工作。由于風(fēng)速本身不是一個恒定的量，風(fēng)速變化引起監(jiān)測系統(tǒng)的報警值變化，在大風(fēng)多發(fā)季節(jié)，會發(fā)生同一時間幾處報警點同時報警和同一報警點因風(fēng)速變化而不斷變化限速值的情況。限速信息的處理從防災(zāi)系統(tǒng)的報警到限速命令與列控限速的下達，中間多了列車調(diào)度員的環(huán)節(jié)（列車調(diào)度員要從防災(zāi)系統(tǒng)報警界面上將限速信息抄下再輸入到調(diào)度指揮系統(tǒng)中），從而降低了信息傳遞的可靠性。由于大風(fēng)報警頻發(fā)時調(diào)度員處置非常繁忙，會造成列車運行調(diào)整不及時而引起運行秩序的混亂，更有可能會造成調(diào)度員遲發(fā)、漏發(fā)、錯發(fā)限速調(diào)度命令，給行車安全帶來很大隱患。近三年京滬高鐵虹徐段8月份大風(fēng)報警次數(shù)見表2。

表2 近三年京滬高鐵虹徐段8月份大風(fēng)報警情況

3.3 雨量子系統(tǒng)功能不完善

雨量報警也需要調(diào)度員人工處置，流程跟處置大風(fēng)報警基本一樣，不同的是雨量報警解除的限制條件：當小時雨量降至20mm以下且持續(xù)30min后，逐步提速至常速。風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)在風(fēng)速降低的時候會自動提升相應(yīng)的限速值直至恢復(fù)到正常運行的速度，大雨報警需要工務(wù)段人員現(xiàn)場檢查后確定。由于工務(wù)人員現(xiàn)場檢查的只是路基有無塌方、道床有無沖空、臨近山體線路有無滑坡、線路有無積水等外部的直觀情況，對影響高速列車安全隱患很大的路基不穩(wěn)因素如路基密實度和水含量等無法實時監(jiān)控檢查。

3.4 隧道口兩端未設(shè)置異物侵限報警監(jiān)測點

京滬高鐵虹徐段共有隧道10處，目前尚未在隧道口設(shè)置異物侵限監(jiān)測點。對于可能引起的墜石、山體滑坡及塌方等不能實時監(jiān)測防護，也是影響高速鐵路安全行車的隱患。

4 防災(zāi)系統(tǒng)優(yōu)化措施及未來展望

4.1 統(tǒng)一規(guī)章標準，優(yōu)化風(fēng)速、雨量報警信息處置流程

京滬高鐵風(fēng)速報警閥值宜取一致，統(tǒng)一按鐵總標準鐵科技〔2009〕212號文關(guān)于動車組列車遇大風(fēng)行車限速的規(guī)定執(zhí)行，將大大減少上海局管內(nèi)大風(fēng)報警次數(shù)，降低臨時限速命令發(fā)布、列控限速設(shè)置頻率，防止錯發(fā)、漏發(fā)調(diào)度命令；錯設(shè)、漏設(shè)列控限速，消除大風(fēng)報警處置的安全隱患，減少限速對高鐵列車運行秩序的影響。將風(fēng)速、雨量報警信息監(jiān)控單元接入列控系統(tǒng)，對大風(fēng)、雨量報警信息直接發(fā)送到TSRS（臨時限速服務(wù)器），通過TCC（列控中心）自動生成列控限速并提供列控限速合并功能，由列車調(diào)度員根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定是否下達執(zhí)行或合并執(zhí)行?？捎行Эs短報警處置時間，提高處置準確率。將防災(zāi)系統(tǒng)的報警信息與動車組車載設(shè)備相連接。司機可以直接接收到關(guān)于災(zāi)害報警的信息。通過與調(diào)度員聯(lián)系確認后直接控制列車降速或者停車。

4.2 增加雨量報警子系統(tǒng)功能，完善異物侵限報警點設(shè)置

在現(xiàn)有雨量子系統(tǒng)中，針對歷史降雨量偏大的區(qū)段監(jiān)測點增加路基密實度和水含量檢測裝置，可加裝濕度密度儀等裝置實時監(jiān)測降雨時路基的狀態(tài)，合理設(shè)置報警閥值，及時采取限速或禁行等措施，有效杜絕大雨侵蝕導(dǎo)致路基不穩(wěn)帶來的行車安全隱患。進一步完善異物侵限報警點設(shè)置，對虹徐段的10處隧道口兩端加裝異物侵限報警裝置，保證隧道上方落石、坍塌等發(fā)生時的及時報警。

4.3 未來建設(shè)展望

針對我國自然災(zāi)害頻發(fā)的國情，高鐵防災(zāi)體系的建設(shè)也會越來越完善，除了地震子系統(tǒng)要盡快投入使用外，未來防災(zāi)的體系中還應(yīng)發(fā)展建設(shè)降雪子系統(tǒng)、隧道事故應(yīng)急子系統(tǒng)、軌溫監(jiān)測子系統(tǒng)、大霧子系統(tǒng)、梁下水位監(jiān)測子系統(tǒng)等自然災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警處理體系，使防災(zāi)系統(tǒng)能夠不斷完善，真正做到立體化、全方位安全預(yù)警處理。

5 結(jié)束語

高速鐵路在我國的發(fā)展日新月異，隨著新建高鐵線路的不斷開通運營，高鐵運行安全也面臨越來越大的壓力，防災(zāi)系統(tǒng)保障高鐵列車運行安全的作用也越來越重要，只有不斷提升防災(zāi)系統(tǒng)的技術(shù)裝備水平，完善防災(zāi)體系建設(shè)；積累總結(jié)防災(zāi)系統(tǒng)管理應(yīng)用經(jīng)驗，提高防災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用管理能力才能適應(yīng)未來高鐵運營的需要。

[1]沈志凌.高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2009，(03).

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[3]徐超.高速鐵路綜合防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].中國鐵道科學(xué)研究院，2010.

[4]董志峰 京滬高鐵防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用管理[J].上海鐵道科技，2012，(1).

責(zé)任編輯：萬寶安 余鐵
來稿日期：2014-05-12