高速铁路自然灾害行车安全警戒体系.doc

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高速铁路自然灾害行车安全警戒体系

姚令侃

1.国内外灾害报警和监测系统现状

京沪高速铁路在徐州附近有140公里通过8度9度高烈度地震区、在天津北京之间也有8度地震区段。

提高灾害信息的采集、处理、运用和共享水平，完善重大灾害的监测预警体系；加强减灾综合协调能力；进一步编制各类重大灾害的应急预案，充实和完善应急指挥、调度和通讯系统；建立健全减灾物质储备系统等非工程减灾措施，一直是国内外灾害防治的重要手段。如早在20世纪40年代，前苏联就开展了泥石流特征与机理的研究。70年代末，在寻求泥石流避难体制中，用在溪沟流通区设置传感器，通过无线或有线电缆通道，将泥石流的模拟幅频信号传送到下游接收调度站进行处理、判别，使得在泥石流到来之前，能够向泥石流通道上的居民点、机关等受灾体发出报警信号，从而达到防止或减少生命与财产损失的目的。在遥感、地理信息系统、计算机网络和数值模拟等信息技术高速发展的今天，应用现代先进的信息采集--传输--处理--可视化技术，建设一种灾害动态大规模监测和预警网络就成为国际减灾的主要动态之一。

利用高新技术与传统测试手段结合，在自然灾害多发区段建立行车安全综合监测系统，是形成铁路安全保障体系的主攻目标。如日本新干线、欧洲铁路沿线有降水、风灾、地震等多种监测设备，各设备同中央调度中心的计算机进行联网，利用网络通讯手段进行实时监测；加拿大太平洋铁路公司在雪害影响区段设立了300余处降雪观测点，将沿线降雪量实时地传输到中心计算机，及时地做出雪害预测并指导除雪作业。

日本在灾害预报预警方面处于国际领先地位。日本是一个台风、暴雨、滑坡、地震等自然灾害频繁的国家，130多年的铁路历史也可以说是与灾害作斗争的历史，所以也积累了丰富的经验。基于以往的灾害因连续降雨和集中降雨造成的很多，所以早在1972年，国铁总社就制定了“对降雨进行管制标准制定要领”。在该要领中，确定用“连续雨量或小时雨量”和“连续雨量及小时雨量”来表示管制雨量，其数值由被管制区间过去的灾害实例中统计确定。由每隔10～30km设置的雨量计确定管制区域，根据以往灾害发生时的降雨状况，设置停车界限及慢行界限。雨量计能自动测量连续雨量和小时雨量，达到设定界限时就会把必要的警报通知车站或指挥中心。若执行行车规则区间的降雨趋于平稳，又根据线路巡回检查结果确定线路已无异常之后，经设施调度同意，由行车调度发出解除行车规则的指令。随着科技的进步和研究人员对灾害预防认识的逐渐深入，基于此思想的预警系统也逐渐完善起来。1990年，在南海电气化铁路的综合灾害预防信息系统中，终端系统已包括气象观测仪器，如雨量计、风向风速仪和地震仪，还有轨道故障监测设备和落石监测仪、震动探测器、限界障碍探测器、水位测量仪和洪水测量仪等。终端系统监测到的信息通过综合信息系统实时地传递给各调度、养路单位，使他们可掌握现场情况，及时准确地做出各种判断。各调度、养路单位等所配备的显示装置可自动与各监测点预置的限制基准值进行对比、判断，监测数据一旦达到警戒标准或运行限制标准，显示器就会显示出该线路的名称、车站、区间、限制内容等，在发出警报的同时，输出到打印机打印。另外，还可以把运行限制状况、运行状况、现场气象监测数据用图、表表示出来。在山洪、泥石流的预报方面，他们采用的仪器设备也比较先进。他们采用的传感器有龙头高度泥位检知线和接触式泥位检知器和震动传感器等，传输通道均为专用有线电缆，而且目前发展到建立具体到每一条沟或相邻几条沟的小规模地区的泥石流预报预警系统。并通过历次发生或未发生泥石流时的上游形成区的降雨资料进行统计分析，确定临界雨量值和临界雨量报警线，制定预报图，通过微机雨量警报器(传感器)和雨量遥测装置的研制，借以对上游雨量进行实时数据收集、演算和比较判别，自动发出报警信号。

德国的铁路防灾报警技术也比较先进。在汉诺威—维尔茨堡和曼海姆—斯图加特高速新线上采用了新型的防灾报警系统，这些系统除用于监督线路装备的运行状态外，还用于识别和及时报告环境对行车的影响以及移动设备发生的破损情况。如安装在空心钢枕内的地面热轴探测设备，安装在长隧道内的气流报警设备以及大型桥梁上的风测量报告设备等，都很大程度地提高了新线的抗灾能力。

2防灾安全监控系统内容

防灾安全监控系统的内容大致可以归纳为自然灾害监测、线路监测、大型结构物监测、异物入侵监测和移动车辆监测。

2．1自然灾害监测

图1客运专线综合安全防灾监控系统信息交换示意图

表2-1主要自然灾害及防护措施表

灾害种类

灾害后果

工程防护措施

防灾安全监控

监测设备

处理方法

风灾

大风危及行车安全，使高速行驶的列车不平稳，达到某临界状态时，列车易侧翻颠覆

结合地形在线路迎风侧设置挡风墙

风监测

监测危险地段的风向风速