鐵路防災系統(tǒng)

1、客運專線防災安全監(jiān)控系統(tǒng)總體技術方案（暫行）（初稿）1總則1.1 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)是保證客運專線列車安全、高速運行的重要基礎裝備 之一。行車調度員根據(jù)風雨雪天氣、地震災害、異物侵限等安全環(huán)境的實時監(jiān) 測報警、預警信息以及鐵道部、鐵路局的相關規(guī)章制度，指揮列車安全運行； 工務維護部門按照防災安全監(jiān)控系統(tǒng)提供的相關災害信息，開展基礎設施的巡 檢、搶險及維修養(yǎng)護工作。1.2 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)是風監(jiān)測子系統(tǒng)、雨量監(jiān)測子系統(tǒng)、雪深監(jiān)測子系 統(tǒng)、地震監(jiān)控子系統(tǒng)以及異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)的集成系統(tǒng)，并預留軌溫監(jiān)測子 系統(tǒng)的接入條件。1.3 客運專線鐵路應根據(jù)沿線的氣象、地質條件以及線路環(huán)境、運營速度， 選用相應

2、的子系統(tǒng)，合理構建客運專線防災安全監(jiān)控系統(tǒng)。1.4 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)應與客運專線同步設計、安裝、調試及開通運用。1.5 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)設備應布設于鐵路用地界內，現(xiàn)場監(jiān)測設備的安裝不 得侵入客運專線的建筑限界。1.6 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口設備故障時，不應影響其他系統(tǒng)的 正常運行。1.7 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)應具有抗雷電及電氣化鐵路電磁干 - 2 -擾的能力。1.8 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的構建應支持兼容子系統(tǒng)的接入及其所引起的系統(tǒng)容 量、功能等方面的平滑擴展。1.9 防災安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場設備應滿足無人值守的要求，具有較完善的故障 自診斷和遠程維護功能。2引用標準地面氣象觀測規(guī)范（ QX/T6

3、1-2007）中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（ GB18306-2001）地震臺站觀測環(huán)境技術要求（ GB/T 19531.1-2004）計算機軟件開發(fā) 規(guī)范（ GB8566-88）；微型計算機通用規(guī)范（ GB/T 9813-2000）；國際電聯(lián)2Mbps接口通信標準（ITUTG.703 G.704）;電磁兼容 試驗和測量技術（IEC61000-4-12 ；計算機信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防 護規(guī)范（GA267）;外殼防護等級（GB4208-2008 ；電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗（IEC60068-2-14:1984 ;電子計算機場地通用規(guī)范（ GB2887-2000）；鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術暫行規(guī)定

4、（鐵建設 ,2007?39 號）；CTCS-35列控系統(tǒng)技術創(chuàng)新總體方案（鐵運，2008?73號）客運專線列控系統(tǒng)臨時限速技術規(guī)范（V1.0）（科技運-3 -,2008?151 號）除上述標準和規(guī)范外，在防災安全監(jiān)控系統(tǒng)設備制造、軟件編程以及工程 設計中，如涉及到其它強制性國際、國家及行業(yè)標準和規(guī)范也應執(zhí)行。本總體 技術方案發(fā)布時，所示標準、規(guī)范版本均為有效。所有標準、規(guī)范都會被修 訂，使用本總體技術方案的各方應探討使用以上標準、規(guī)范最新版本的可能 性。3防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體構成和功能防災安全監(jiān)控系統(tǒng)由風、雨、雪、地震以及異物侵限現(xiàn)場監(jiān)測設備（以下 簡稱：監(jiān)測設備），現(xiàn)場監(jiān)控單元（以下簡稱：

5、監(jiān)控單元），監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設 備，調度所設備，傳輸及網(wǎng)絡設備等組成，見附圖所示。3.1 監(jiān)測設備3.1.1 風、雨、雪、地震監(jiān)測設備由風速風向（含氣溫、氣壓，下同）計、 雨量計、雪深計、地震儀等組成。異物侵限監(jiān)測設備由異物侵限監(jiān)測傳感器和軌旁控制器組成。3.1.2 風、雨、雪、地震監(jiān)測設備實時監(jiān)測風速風向、降雨量、積雪深度、 地震動加速度等安全環(huán)境數(shù)據(jù)并通過標準的通信接口傳送至監(jiān)控單元。異物侵限監(jiān)測傳感器實時監(jiān)測異物侵限狀態(tài)并傳送至監(jiān)控單元。 - 4 -3.2 監(jiān)控單元3.2.1 監(jiān)控單元應采用模塊化結構，能夠根據(jù)需要，完成風速風向、降雨 量、積雪深度、地震動加速度等監(jiān)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集、初步分析

6、和處理以及異 物侵限監(jiān)測傳感器的實時狀態(tài)監(jiān)測。3.2.2 將風速風向、降雨量、積雪深度、地震動加速度等監(jiān)測數(shù)據(jù)以及異物 侵限監(jiān)測傳感器的實時狀態(tài)信息傳送至監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備。觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)及牽引供電系統(tǒng)，使列車緊急制動、接觸網(wǎng)停電。3.2.3 具備自檢和對監(jiān)測設備工作狀態(tài)的檢測功能，實現(xiàn)故障診斷、定位及 報警；同時，能夠將故障信息上傳至監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備并接受監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設 備的集中檢測管理。3.3 監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備3.3.1 監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備由數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、存儲設備、工務終 端、維護終端、網(wǎng)絡設備以及打印機等組成。3.3.2 能夠接收管轄區(qū)內的各監(jiān)控單元上傳的風速風向、降雨量、積

7、雪深 度、地震動加速度、異物侵限監(jiān)測數(shù)據(jù)及設備工作狀態(tài)信息。3.3.3 按設定的報警門限值和業(yè)務處理規(guī)程，對風、雨、雪、地震、異物侵 限等災害的監(jiān)測信息進行綜合分析處理，根據(jù)災害強度，生成各類報警、預警 信息以及相應的行車管制預案并在工務終端上生成文本、圖形顯示及音響報警；同時，將風、雨、雪、地 震、異物侵限等災害的報警、預警信息以及相應的行車管制預案傳送至調度所 防災終端。3.3.4 存儲風、雨、雪、地震等災害監(jiān)測數(shù)據(jù)以及報警、預警及設備故障信 息，存儲時間不少于 3 年。各類報警、預警信息的內容包括災害種類、發(fā)生時 間、地段、災害級別、行車管制預案等。3.3.5 具備對各類信息按指定時段的

8、統(tǒng)計分析功能，并為維護管理人員提供 監(jiān)測報警、預警及設備故障等信息的查詢顯示和報表打印功能。3.3.6 提供包括基礎數(shù)據(jù)維護、系統(tǒng)運行參數(shù)配置、用戶權限管理及訪問日 志等在內的系統(tǒng)管理功能。3.3.7 具有自檢和對監(jiān)測設備、監(jiān)控單元的故障監(jiān)測、報警功能。3.3.8 向各監(jiān)控單元授時，同步監(jiān)控單元時鐘。3.3.9 預留與上級管理部門信息系統(tǒng)的通信接口，傳送災害報警、預警信息 及設備故障信息，并根據(jù)需要傳送災害監(jiān)測數(shù)據(jù)報表。3.3.10 預留與國家氣象、地震部門的通信接口，接收災害預報、預警信息。3.4 調度所設備3.4.1 調度所設備由防災終端、通信接口設備等組成。- 6 -3.4.2 防災終端

9、以文本、圖形等方式顯示風、雨、雪、地震、異物侵限等災 害的報警、預警信息及相應的行車管制預案，并提供音響報警。343利用通信接口設備實現(xiàn)與 CTC系統(tǒng)、運營調度系統(tǒng)接口，傳送相關信利用通信接口設備接收鐵路時間同步網(wǎng)二級母鐘設備的授時信號并向 監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備授時。3.5 傳輸及網(wǎng)絡設備防災安全監(jiān)控系統(tǒng)涉及行車安全，應構建帶寬不低于 2Mbps 的業(yè)務專 網(wǎng)，實現(xiàn)監(jiān)控單元、監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備以及調度所設備間的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸網(wǎng)絡采用雙以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議，網(wǎng)絡結構應滿足信息傳輸?shù)膶?時性要求。為確保傳輸網(wǎng)絡的可靠性，雙網(wǎng)絡通道應分別接入不同的業(yè)務板卡。傳輸及網(wǎng)絡設備具備10/100Bsae-T通

10、信接口。采取有效措施，防止計算機病毒的侵入與傳播。4.防災安全監(jiān)控各子系統(tǒng)功能與運用4.1 風監(jiān)測子系統(tǒng)4.1.1 大風監(jiān)測報警（1）一般情況下，報警時限為風速達到報警門限不大于 10- 7 -秒鐘報警；解除報警時限為大風降級后不大于 10分鐘。但是，在實際運用 中應結合本線的大風特征，及時調整報警時限和解除報警時限。（2）行車調度員利用調度電話及時向相應列車的司機發(fā)布大風臨時限速命令；同時，借助CTC系統(tǒng)的調度命令無線傳輸功能，將大風臨時限速命令及時 傳送至相應列車。大風監(jiān)測預警 在積累一個完整風季的氣象數(shù)據(jù)基礎上，系統(tǒng)應具備大風預警功能并滿足 以下要求：（1）風速變化快的強對流短時大風，預

11、警時間不少于 2mi n;（ 2）風速變 化慢的季節(jié)性大風，預警時間不少于 5min;（3）行車調度員借助CTC終端和 臨時限速操作終端，以設置和取消臨時限速為手段，使列車自動限速運行；同時，可借助CTC系統(tǒng)的調度命令無線傳輸功能，將大風預警臨時限速命令及時 傳送至相應列車。4.1.3 大風臨時限速規(guī)定按照京津城際鐵路技術管理暫行辦法（鐵科技 ,2008?99號）第 170條執(zhí)行，即：列車在環(huán)境風風速不大于 15m/s 時，可以正 常速度運行；風速不大于 20m/s時，限速300km/h ;風速不大于25m/s時，限 速200km/h ;風速不大于30m/s時，限速120km/h ;風速大于3

12、0m/s時，嚴禁 列車進入風區(qū)或停車。4.2 雨量監(jiān)測子系統(tǒng)- 8 -4.2.1 在積累一個完整雨季雨量數(shù)據(jù)基礎上，正確判斷可能發(fā)生的水害類 型，科學分析降雨量與水害發(fā)生的關系，合理確定雨量監(jiān)測報警方式和門限。4.2.2 對于存在水沖線路及路堤、路塹坍塌等類型水害的線路，采取小時降 雨量及 24小時降雨量 +小時降雨量監(jiān)測報警。小時降雨量監(jiān)測報警，報警門限參考值 3050mm/h。24小時降雨量+小時降雨量監(jiān)測報警，報警門限參考值100150mm+2030mm。根據(jù)降雨對基礎設施的影響情況，適時修訂 “小時降雨量”和“24小時降 雨量+小時降雨量 ”報警門限值，或針對發(fā)生的水害類型，研究提出其

13、他雨量監(jiān) 測報警方式和報警門限值，并建立不同強降雨條件下的行車管制預案和維護管 理規(guī)定。強降雨行車管制預案未建立前，雨量監(jiān)測報警信息僅在工務終端顯 示;強降雨行車管制預案建立后，在調度所防災終端上顯示雨量監(jiān)測報警信息 及其對應的行車管制預案。行車調度員借助CTC終端和臨時限速操作終端，以設置和取消臨時限 速為手段，使列車自動限速運行；同時，可借助 CTC系統(tǒng)的調度命令無線傳輸 功能，將強降雨臨時限速命令及時傳送至相應列車。4.3 雪深監(jiān)測子系統(tǒng)4.3.1 雪深監(jiān)測子系統(tǒng)具有積雪深度監(jiān)測報警功能。 首列車，積雪深度 報警門限及限速參考值：- 9 -9cm<面積雪深度v 17cm時，限速24

14、5km/h以下；17cm<面積雪深度v 19cm時，限速210km/h以下；19cm絢面積雪深度v 22cm時，限速160km/h 以下；22嗽面積雪深度v 30cm時，限速110km/h以下；軌面積雪深度 > 30cm 時，停運。433行車調度員借助CTC終端和臨時限速操作終端，以設置和取消臨時限 速為手段，使列車自動限速運行。4.4地震監(jiān)控子系統(tǒng)4.4.1 強震監(jiān)控監(jiān)測地震產(chǎn)生的地震動加速度 a 值，生成強震報警，實現(xiàn)強震應急處置：(1) 0.04g wv0.08g時，防災安全監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車緊 急制動；(2) a>0.08g寸，觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車緊

15、急制動、一度停車外，還 在牽引變電所內觸發(fā)牽引供電控制裝置使接觸網(wǎng)停電。4.4.2 P波預警與強震監(jiān)控預留本地P波監(jiān)測以及接收國家、地方地震臺網(wǎng)的P波信息功能，條件具備時，實現(xiàn) P 波預警與強震監(jiān)控。強震應急處置范圍( 1)強震應急處置范圍應不小于按相應抗震標準設計建造的土建工程范圍；(2) 強震應急處置范圍為生成強震報警的監(jiān)測點位置向上 - 10 -下行方向各延伸不小于20km。444震后輔助評估根據(jù)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)，結合沿線場地、地震歷史數(shù)據(jù)及氣象條件等基礎信 息，實現(xiàn)震后輔助評估。4.5異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)測侵入鐵路限界的異物，觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車產(chǎn)生緊急制動 并在發(fā)生異物侵限事故所對應

16、的閉塞分區(qū)外方停車。5.防災安全監(jiān)控系統(tǒng)設備布設原則5.1風速風向計時速300350公里客運專線，極大風速30年及以上的均值（以下簡 稱：30maxV）不小于15m/s的地區(qū)設置風速風向計。時速200250公里客運專線，30maxV不小于20m/s的地區(qū)設置風速風向計。不同速度等級的客運專線，其風速風向計的設置，不但要根據(jù)上述30 maxV值，還要考慮風向與線路走向因素。風速風向計的布設原則(1) 山區(qū)埡口、峽谷、河谷等特殊區(qū)段，風速風向計的平均間距按1km- 5km 計算。(2) 軌面高度 10m 及以上的高架橋、高路堤等區(qū)段，風速 - 11 -風向計的平均間距按5km 10km計算。(3)

17、 除上述情況外的平原區(qū)段，風速風向計的平均布設間距按15- 20km 計算。( 4)根據(jù)客運專線運營速度及沿線氣象條件、地理環(huán)境，合理布設并適時 調整風速風向計的布設間距。風速風向計設置在線路的迎風側，一般安裝于GSM-R基站鐵塔處；風速風向計不具備安裝于GSM-R基站鐵塔的條件時，則宜安裝于接觸網(wǎng)桿上；風 速風向計距軌面高度 4m4.5m。5.2 雨量計5.2.1 年降水量大于 200mm 的地區(qū)設置雨量計。5.2.2 雨量計布設原則(1) 雨量計原則上設于路基區(qū)段以及設有防護網(wǎng)的隧道口。(2) 路基未設防水層時，雨量計的布設間距原則上按25km計算；(3) 路基設有防水層時，雨量計的布設間

18、距原則上按30km計算。( 4)根據(jù)沿線地形、地貌以及地質、植被情況，合理增設雨量計。有條件時，雨量計與風速風向計同址安裝于GSM-R基站鐵塔或接觸網(wǎng)桿上；需獨立設置時，雨量計設置于綜合維修段(綜合維修保養(yǎng)點)、工務車 間、工務工區(qū)等處。- 12 -5.3 雪深計531降雪頻繁地區(qū)，10年概率積雪深度達36cm的地區(qū)設置雪深監(jiān)測子系 統(tǒng)。雪深計的布設間距原則上按 50km計算。雪深計一般設置于綜合維修段（綜合維修保養(yǎng)點）、工務車間、工務 工區(qū)等處的平坦、開闊，具有自然下墊面的地方；深路塹可適當增設雪深計。5.4 地震監(jiān)測點與地震儀5.4.1 地震監(jiān)測點布設原則（1）地震動加速度0.1g及以上地

19、區(qū)設置地震監(jiān)測點；（2）地震監(jiān)測點的 布設間距一般不大于 20km；（3）地震監(jiān)測點設置于沿線的牽引變電所、AT所、分區(qū)所、開閉所內。每個地震監(jiān)測點設置 2套地震儀， 2套地震儀的間距一般不小于 40m。5.5異物侵限監(jiān)測傳感器異物侵限監(jiān)測傳感器設置于沿線公跨鐵橋梁兩側；設有防護網(wǎng)的隧道口、 高邊坡處和設有防護設施的等級公路與客運專線相鄰并行且機動車有可能侵入 客運專線的區(qū)段，經(jīng)現(xiàn)場踏勘認為確有必要時，設置異物侵限監(jiān)測傳感器。5.6監(jiān)控單元5.6.1 監(jiān)控單元應鄰近監(jiān)測設備布設。- 13 -監(jiān)控單元一般設置于沿線的 GSM-R基站、牽引變電所、AT所、分區(qū) 所、開閉所等處并合建房屋。5.7 監(jiān)

20、控數(shù)據(jù)處理設備5.7.1 按運營維護管轄范圍宜較集中地設置監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備。5.7.2 監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備一般設置在與綜合維修段（綜合維修保養(yǎng)點）、工 務車間臨近的車站防災機房內，防災機房與其他設備用房合建；工務終端一般 設于綜合維修段（綜合維修保養(yǎng)點）或工務車間的工務值班室。5.8 調度所設備按行車調度臺設置防災終端。6防災安全監(jiān)控系統(tǒng)技術要求6.1 硬件配置要求除獨立設置的雨量計、雪深計外，防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設備一般按雙 機冗余配置。6.2 設備選型原則6.2.1 監(jiān)測設備的選用以壽命長、穩(wěn)定可靠、少維護并且維修簡便、低成本 為原則。 異物侵限監(jiān)測宜采用雙電網(wǎng)傳感器。設于公跨鐵立交橋的雙

21、電網(wǎng) 傳感器還應滿足以下要求：（1）雙線并行區(qū)段，雙電網(wǎng)傳感器的長度不小于上、下行線路的外軌外側 間距和由上、下行線路的外軌外側起向線路外- 14 -方各延伸5 m的長度之和；單線區(qū)段，雙電網(wǎng)傳感器的長度不小于鋼軌外側間距加上由鋼軌外側起向線路外方各延伸 5m 的長度之和。（2）雙電網(wǎng)傳感器的寬度不小于 1.5m+0.5m（與1.5m部分呈135°夾角）、網(wǎng)格面積不大于 1200mm2。（3）雙電網(wǎng)傳感器應能夠承受20kg的鋼質物體由3m高度自由落下時的沖 擊力。風速風向儀、雨量計、雪深計宜采用非機械式產(chǎn)品6.3 可靠性要求系統(tǒng)及設備：MTBF不小于2X 105h；外圍設備：MTBF

22、不小于1X 105h。6.4 工作環(huán)境6.4.1 監(jiān)測設備( 1 )工作環(huán)境溫度風速風向計、雨量計：-40C+ 60C;雪深計：-45C+ 50 °C ;地震儀：-20 C+ 55 C ;異物侵限監(jiān)測軌旁控制器：-25C+ 70 C或-40C+ 70C (根據(jù)不同地區(qū) 的氣象條件進行選擇)。( 2)相對濕度：風速風向儀、雨量計、雪深計： 100%(+25C) 地震儀：不大于 90%( +25C)- 15 -異物侵限監(jiān)測軌旁控制器： 100%(+25C)6.4.2 監(jiān)控單元(1) 工作環(huán)境溫度：-25C+ 55C或-40C+ 55C (根據(jù)不同地區(qū)的氣象條 件進行選擇)。(2) 相對濕

23、度：不大于90% (+25C)。6.4.3 監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備和調度所設備(1) 工作溫度：0C+ 40 C(2) 相對濕度：不大于90% (+25C)。6.5 熱備性能指標6.5.1 數(shù)據(jù)庫服務器雙機切換時間不超過 3min。6.5.2 應用服務器雙機切換時間不超過1s。網(wǎng)絡設備雙機切換時間不超過 1s。6.5.4 監(jiān)控單元雙機切換時間不超過 1s。6.5.5 電源雙機切換時間不超過 150ms。6.6 實時性指標6.6.1 報警信息的延時不應超過 1s。6.6.2 與列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)及牽引供電系統(tǒng)的接口電路延時不應超過 500ms。6.7 電磁兼容監(jiān)控單元的電磁兼容性能應滿足電磁兼容試驗和測量技術(I