《沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣要素監(jiān)測與預警技術規(guī)程》 征求意見稿

1T/TMACXXX—2024沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣要素監(jiān)測與預警技術規(guī)程本文件規(guī)定了沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣氣象要素監(jiān)測預警系統(tǒng)的監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測布點方法、監(jiān)測預警后臺系統(tǒng)、報警預警規(guī)則等技術要求。本文件適用于我國東南沿海地區(qū)市域鐵路開展高影響天氣安全風險監(jiān)測與預警工作。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T32630—2016非結構化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術要求GB/T33697—2017公路交通氣象監(jiān)測設施技術要求GB/T35224—2017地面氣象觀測規(guī)范天氣現(xiàn)象GB/T35227—2017地面氣象觀測規(guī)范風向和風速GB/T35228—2017地面氣象觀測規(guī)范降水量GB/T36742-2018氣象災害防御重點單位氣象安全保障規(guī)范GB/T37025—2018信息安全技術物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸安全技術要求QX/T51—2007地面氣象觀測規(guī)范第7部分：風向和風速預測QX/T111—2010高速公路交通氣象條件等級QX/T334—2016高速鐵路運行高影響天氣條件等級3術語和定義GB/T33697-2017、GB/T35224-2017、GB/T35228-2017、GB/T35227-2017、GB/T36742-2018、QX/T334-2016、QX/T51-2007、QX/T111-2010中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1市域（郊）鐵路suburbanrailway為都市圈中心城市城區(qū)連接周邊城鎮(zhèn)組團及其城鎮(zhèn)組團之間提供公交化、大運量、快速便捷的軌道交通系統(tǒng)，是城市綜合交通體系的重要組成部分。3.2高影響天氣highimpactweather對社會、經(jīng)濟和環(huán)境產(chǎn)生重大影響的天氣現(xiàn)象與事件，如對流性和地形降水造成的洪水、2T/TMACXXX—2024暴風雪、沙塵暴，破壞性地面大風等，也包括高溫、低溫、干旱、影響空氣質量的氣候條件以及具有高度社會和經(jīng)濟影響的非極端天氣等。[來源：QX/T334-2016，2.2]3.3風速windspeed單位時間內(nèi)空氣移動的水平距離。[來源：QX/T51-2007，3.3]3.4降雨量rainfall某一時段內(nèi)，從天空降落到地面上的雨水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水平面上積聚的深度。3.5降雨強度rainstrength一小時（1h）降雨量或1分鐘（1min）降雨量。注：單位為毫米每小時（mm/h）或毫米[來源：QX/T111-2010，2.1，有修改]3.6氣象監(jiān)測meteorologicalmonitoring通過氣象監(jiān)測系統(tǒng)對氣象環(huán)境要素的實時數(shù)值進行記錄和展示。3.7氣象預測meteorologicalforecasting根據(jù)氣象監(jiān)測系統(tǒng)采集到的實時與歷史氣象數(shù)據(jù)，利用數(shù)學、物理模型等手段，預估未來一段時間內(nèi)的氣象環(huán)境要素的數(shù)值或狀態(tài)。3.8警戒狀態(tài)alertstate指鐵路的正常運行受到高影響天氣的威脅或發(fā)生緊急情況，鐵路運營部門需要采取預防或應急處置措施來應對運營風險的狀態(tài)。警戒狀態(tài)包含報警和預警兩種子狀態(tài)。3.9報警alarm氣象監(jiān)測獲得的氣象要素實時監(jiān)測量超過預先規(guī)定的安全閾值時發(fā)出的警戒狀態(tài)信號。3.10預警early-warning3T/TMACXXX—2024氣象預測獲得的氣象要素預測值超過規(guī)定的安全閾值，有可能引發(fā)風險時提前發(fā)出的警戒狀態(tài)信號。4監(jiān)測內(nèi)容4.1監(jiān)測項目監(jiān)測項目應一般包括風速、降雨強度、能見度、軌道和路基狀況、天氣現(xiàn)象等，主要的監(jiān)測項目和對應技術指標應符合表1的要求。表1沿線氣象監(jiān)測站主要監(jiān)測項目及技術指標要求±0.4mm(≤10mm）,±4%10mm）積水深度、積雪厚度、±10%(≤1500m）4.2非局部監(jiān)測氣象要素市域鐵路沿線無法監(jiān)測的雷電等氣象要素，可引入第三方氣象服務信息。對于臺風等大范圍極端氣象災害信息，系統(tǒng)應具備接收官方氣象災害發(fā)布信息的能力或具備跳轉至官方氣象災害發(fā)布網(wǎng)站的功能。5監(jiān)測點布設方法5.1監(jiān)測布點要求5.1.1新建線路監(jiān)測布點要求對于新建市域鐵路線路暫未布設沿線氣象監(jiān)測點的情形，應根據(jù)地形地勢、沿線環(huán)境、軌道線型等要素對線路劃分區(qū)段，并對各區(qū)段做整體的氣象風險評估，選取高風險區(qū)段設置監(jiān)測點。當選定的高風險區(qū)段中有高架線站點時，可就近布設在線路站點處。5.1.2已有監(jiān)測點補設要求對于已布設監(jiān)測點但需要補設的情形，應在拓展線路氣象風險監(jiān)測能力的基礎上盡量降低補設成本。例如風速等局部差異較大的氣象要素，可通過評估已布設監(jiān)測點采集的歷史數(shù)據(jù)相似性作為決策依據(jù)，相似性越小，補設的必要性越高。4T/TMACXXX—20245.2監(jiān)測設備安裝5.2.1一般安裝要求風速、風向、雨量計應設置在無遮擋、寬敞地段，布置在區(qū)間內(nèi)的，應通過支架固定在接觸網(wǎng)立柱上。5.2.2測風點安裝高度測風點設置應符合一定的高度要求。當軌旁沒有擋風墻時，測風點應設置在距離軌面4m以上的高度。當軌旁設有擋風墻時，測風點應設置在擋風墻高度以上3m至4m的高度。5.2.3測風點橫向安裝距離在滿足高度的前提下，區(qū)間內(nèi)的測風設備應布置在距離軌行區(qū)2m以外，避免列車風干擾風速監(jiān)測。5.2.4能見度監(jiān)測能見度通過視頻監(jiān)測，同時通過司機瞭望輔助。攝像頭傳感器可設置車載或軌旁固定攝像頭。軌旁的固定攝像頭僅設置在重點路段。5.2.5監(jiān)測設備供電監(jiān)測設備供電可選擇市電（AC220V、50Hz），也可采用太陽能、風能、蓄電池等供電方5.2.6防雷措施監(jiān)測設備應安裝防雷設施，做好電源系統(tǒng)的雷電保護措施。5.2.7安全警示標志監(jiān)測設備應張貼用電安全警示標志。5.3數(shù)據(jù)采樣與傳輸5.3.1.1采樣頻率風速采樣要求每秒鐘采樣一次，其他氣象要素要求每分鐘采樣一次。5.3.1.2設備邊緣計算能力風速監(jiān)測設備需要具有一定的邊緣計算能力，能夠實現(xiàn)風速信號預處理。5T/TMACXXX—20245.3.1.3數(shù)據(jù)預處理規(guī)則針對風速數(shù)據(jù)，需要將其處理成過去一定時間內(nèi)的平均值。根據(jù)線路的氣象預警規(guī)則，可設置為過去1min、2min、5min等時間窗的平均風速。5.3.1.4數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)采集端與后臺系統(tǒng)端之間應通過有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡建立雙向通訊。5.3.1.5其他要求其他監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)預處理功能應與傳感器的分辨力,精度、抗電磁干擾等性能相匹配,6監(jiān)測預警后臺系統(tǒng)6.1系統(tǒng)部署地點線路運行控制中心（OCC）應部署監(jiān)測預警后臺系統(tǒng)，其他地點按需部署。6.2系統(tǒng)功能組成氣象監(jiān)測預警后臺系統(tǒng)應具備氣象要素顯示、預測預警、數(shù)據(jù)存儲管理和輔助決策建議推送等功能。6.3氣象要素顯示氣象要素顯示應包括監(jiān)測點名稱、監(jiān)測點位置、監(jiān)測點編號（id）、氣象要素監(jiān)測值、報警信息。6.4預測預警6.4.1預測方法宜采用傳統(tǒng)時間序列預測，機器學習、深度學習回歸模型對氣象要素進行預測。對于風速等高頻信號，宜采用小波分解、經(jīng)驗模態(tài)分解等信號處理方法進行分解預處理。6.4.2預測值的存儲與顯示應存儲氣象要素預測結果，用于預測精度計算與預測算法的優(yōu)化。在系統(tǒng)可視化界面中應同時顯示氣象要素的實測值與預測值。6.4.3預測結果修正若預測精度不足，在系統(tǒng)可接入外網(wǎng)的情況下，可以通過獲取第三方氣象服務實時預測數(shù)據(jù)用于輔助修正預測結果。6T/TMACXXX—20246.5數(shù)據(jù)存儲管理6.5.1存儲要求可通過構建本地數(shù)據(jù)庫等形式對歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)進行存儲和管理，應符合存儲歷史數(shù)據(jù)3年的時間要求。6.5.2數(shù)據(jù)導出數(shù)據(jù)應通過便于管理者查看的形式導出。6.5.3數(shù)據(jù)特征要求數(shù)據(jù)宜符合GB/T38637.2-2020的相關規(guī)定，對圖像、音頻、視頻及文本非結構數(shù)據(jù)特征抽取應符合GB/T32630-2016的相關規(guī)定。6.5.4數(shù)據(jù)傳輸安全監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸安全應符合GB/T37025-2018的相關規(guī)定，數(shù)據(jù)儲存完整性應采用封裝簽名,測試字驗證,引用約束等方式,并提供非完整數(shù)據(jù)的解決措施。通過公網(wǎng)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)時,應根據(jù)管理要求進行加密傳輸,加密過程應使用國家密碼管理部門批準使用的算法。6.6輔助決策建議系統(tǒng)應根據(jù)氣象要素的實測和預測結果顯示、推送氣象風險管控決策建議。決策建議應全面涵蓋針對車輛（司機）、列控中心、車站、工務、供電、電務等專業(yè)部門在不同預警等級下的風險防控措施，大風和暴雨天氣等極端天氣下的各部門輔助決策建議參考見附錄A。7警戒規(guī)則7.1警戒狀態(tài)劃分根據(jù)氣象要素預測結果判斷警戒狀態(tài)，警戒狀態(tài)等級與對應的顏色和中國氣象局的氣象預警標準一致。按照氣象風險由小到大，分別對應藍色警戒RGB（0，0，255）、黃色警戒RGB（255，255，0）、橙色警戒RGB（255，128，0）、紅色警戒RGB（255，0，0）。實際應用中可設置3-4個警戒狀態(tài)等級，根據(jù)最高的警戒狀態(tài)閾值確定等級數(shù)量。若達到橙色預警即進入列車停運狀態(tài)，則最高等級設置為橙色，即設置藍、黃、橙三個狀態(tài)；若達到紅色預警才施行列車停運，則最高等級設置為紅色，即共有藍、黃、橙、紅四個狀態(tài)。對于可接入外網(wǎng)獲取第三方氣象服務數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，需要綜合考慮實測數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和第三方氣象服務預報數(shù)據(jù)來評判氣象風險大小。在每一個警戒狀態(tài)等級中，可根據(jù)這三類數(shù)據(jù)值進一步劃分i（報警）、ii（預警）、iii（預警）三個子等級，劃分規(guī)則見表2。7T/TMACXXX—2024表2警戒狀態(tài)子等級與劃分規(guī)則i///7.2強風天氣的警戒狀態(tài)等級在強風天氣下，市域鐵路警戒狀態(tài)等級劃分見表3。表3強風天氣警戒狀態(tài)等級劃分//////8T/TMACXXX—2024////7.3暴雨天氣的警戒狀態(tài)等級在暴雨天氣下，市域鐵路警戒狀態(tài)等級劃分見表4。表4暴雨天氣警戒狀態(tài)等級劃分/////9T/TMACXXX—2024/////注：R表示小時降雨量，單位mm/h；r表示分鐘降雨積水深度也是暴雨氣象風險的重要指標，與局部路段的排水能力有關，建議結合積水深度指標與降雨量決定現(xiàn)場處置措施（見附錄A）。7.4積雪的警戒狀態(tài)等級積雪對市域鐵路運行的影響警戒狀態(tài)等級劃分見表5。表5積雪警戒狀態(tài)等級劃分//T/TMACXXX—2024表5（續(xù)）////////7.5低能見度警戒狀態(tài)等級低能見度的警戒狀態(tài)直接由監(jiān)測數(shù)據(jù)決定，等級劃分見表6。T/TMACXXX—2024表6低能見度警戒狀態(tài)等級劃分T/TMACXXX—2024附錄A（資料性）強風和暴雨天氣警戒輔助決策建議不同市域鐵路沿線自然環(huán)境不同，強風和暴雨天氣的應急響應有不同的側重點，單位可根據(jù)實際需要進行調整或補充。宜參照下述內(nèi)容從調度、車站、工電供基礎設施維護等角度提出風險防控的輔助決策建議。A.1強風天氣輔助決策建議根據(jù)強風天氣的不同警戒等級，為運行控制中心（OCC）、車站、工務、電務、供電等部門分別提出風險防控的輔助決策建議，如表A.1所示。表A.1強風警戒狀態(tài)與輔助決策建議a)建議安全速b)司機注意瞭a)提醒高架線乘客a)注意檢查是否存在被風吹落的輕b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導線是否/////a)建議安全速b)司機注意瞭大風可能造成延a)注意檢查是否存在被風吹落的輕構b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導線是否存a)建議安全速a)提醒高架線乘客a)注意檢查是否存在被風吹落的輕b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導線是否存T/TMACXXX—2024表A.1（續(xù)）a)提醒高架線乘客b)向乘客發(fā)布由于c)對于滯留車站的a)注意檢查是否存在被風吹落的輕b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導線是否c)做好外出作業(yè)人員的防風安全措施a）建議安全速b）司機注意瞭a)提醒高架線乘客b)向乘客發(fā)布由于A.2暴雨天氣輔助決策建議根據(jù)暴雨天氣的不同警戒等級，為運行控制中心（OCC）、車站、工務、電務、供電等部門分別提出風險防控的輔助決策建議，如表A.2所示。嚴寒結冰等可能引起輪軌黏著系數(shù)降低、設備發(fā)生故障的情況可同步參照該表實施。表A.2暴雨警戒狀態(tài)與輔助決策建議a)提醒司機運/a)檢查易發(fā)生澇災的重點區(qū)域的排水系統(tǒng)運轉情隧道峒口及隧道區(qū)間的集水井抽b)檢查電氣設備是b)提醒司機望a）積水浸到道床時，則上不能通過，必須通過的，限速c)發(fā)布“濕軌模式”等適用于潮濕天d)提醒司機關注輪對空轉/滑行的提T/TMACXXX—2024表A.2（續(xù)）/////a)提醒司機布由于暴雨造成延誤或停運乘客進行有序避難密切監(jiān)視雨水倒灌采取擋水a(chǎn))檢查易發(fā)生澇災的重點區(qū)域的排水系統(tǒng)運轉情隧道峒口及隧道區(qū)間的集水井抽b)檢查電氣設備是b)提醒司機望a)積水浸到道床時，c)積水漫過軌面，停運d)提醒司機關注輪對空轉/滑行的提a)提醒司機a)向乘客發(fā)布由于暴雨造成延誤或停運的b)對于滯留乘客進行有序避c)地下車站密切監(jiān)視雨水倒a)檢查易發(fā)生澇災的重點區(qū)域的排水系統(tǒng)運轉情況，監(jiān)視出入口、隧道峒口及隧道區(qū)間的集水井抽水b)檢查電氣設備是c)檢查是否存在橋d)檢查是否存在路b)提醒司機望a）積水浸到道床時，則上不能通過，必須通過的，限速d)提醒司機關注輪對空轉/滑行的提T/TMACXXX—2024參考文獻[1]GB/T34428.4-2017高速公路監(jiān)控設施通信規(guī)程第4