高速铁路自然灾害和异物侵限监测系统指导培训.ppt

高铁自然灾害与异物侵限监测系统介入培训 沈阳铁路局工务处 目录 第一章 系统简介 第二章 系统管界划分 第四章 介入项点 第三章 系统构成 第一章系统简介 1 1系统简介 高速铁路自然灾害与异物侵限监测系统是保证高速列车行驶安全的重要装备之一灾害监测系统对高速铁路沿线风 雨 雪 地震及上跨铁路的道路桥梁的异物侵限进行实时监测 为调度指挥及维护管理提供报警 预警信息 有效防止或减少灾害对高速铁路列车运行安全的影响 1 2总体技术方案系统架构及接口关系示意图 1 3按线建设的系统架构 灾害监测系统 现场层设备基站层设备监控数据处理设备应用层设备 基站层设备 用于对现场采集设备采集的数据进行处理和上报 主要由监控单元组成 监控数据处理设备 对上报数据进行存储 分析 转发 主要由应用服务器 数据库服务器组成 应用层设备 人机界面显示并统计灾害数据 主要由各种应用终端组成 按线建设的系统架构 盘营高铁为例 第二章系统管界划分 1 1职责分工 灾害监测系统设备维护工作按 统一管理 专业负责 的原则进行 局工务处负责灾害监测系统统一管理 牵头组织电务 工务 供电等相关部门和设备管理单位 共同做好灾害监测系统的维护管理工作 各设备管理单位按照设备维护管理分工负责管辖设备的日常检查维护 第二章系统管界划分 1 2灾害监测系统维护管理范围划分如下 1 工务 现场风 雨 雪 异物 地震监测设备 含数据传输单元 轨旁控制箱 工务段监测终端设备 2 电务 现场监测设备至监控单元间电缆 现场监控单元 设在GSM R通信基站 中继站 牵引变电所 AT所 分区所或其它防灾机房内 现场监控单元至中继站 信号机械室或牵引变电所间电缆 监控数据处理设备 调度所行车调度 工务处调度监测设备 防灾配电箱 防灾网络通道 中继站或信号机械室内防灾组合 3 供电 牵引变电所 分区所 AT所防灾监控单元电源电力电缆等电力设备 第二章系统管界划分 1 3灾害监测系统维护管理分界如下 1 电务部门 通信 和工务部门的分界点 现场风 雨 雪 异物监测设备数据传输单元 轨旁控制箱 外侧电缆100mm处为界 至监控单元方向 现场采集设备侧由工务段管理维护 监控单元侧电缆 监控单元等设备由所属电务 通信段管理维护 现场地震采集设备以地震坑为界 坑内设备及地震坑由工务段管理维护 地震坑外至监控单元侧设备由所属电务 通信段管理维护 工务段监测终端以工务段监测终端处所防灾专用通信设备侧FE端口为界 端口 不含端口插头 以内 含FE端口至通信设备间配线 传输通道由所属电务 通信段维护 端口以外 含端口插头 至监测终端侧由工务段维护 第二章系统管界划分 1 3灾害监测系统维护管理分界如下 2 信号和通信的分界点 防灾系统与列控系统接口以车站 中继站 信号机械室的信号分线盘端子外100mm电缆处为界 信号机械室分线盘的接口端子由信号管理维护 防灾系统至车站 中继站 信号机械室分线盘的电缆 电线 由通信管理维护 3 电务部门 通信 和供电部门的分界点 牵引变电所 分区所 AT所防灾监控单元电源以站 所内防灾专用配电箱电力电缆接线端子电源侧100mm处为分界点 该点向防灾监控单元侧为电务部门设备并负责维护管理 向电源侧由供电部门负责维护管理 第三章系统构成 2 1灾害监测设备 一 风向风速计选用超声波式风速风向计 其抗电力牵引电磁干扰能力强 适应复杂 恶劣的环境 德国拉芙特 第二章系统构成 2 1灾害监测传感器 一 风向风速计 安装 风速风向计 风速风向计安装支架 防护钢管 钢管固定卡 数据远程传输单元 风速风向计电源信号接口 设备下方有一个8孔螺纹连接件 可通过提供的连接线连接供电电源和各种接口 设备接口图如下 16 数据采集传输单元 数据采集传输单元主要为风速计提供电源转换与防雷 信号防雷 以及风速计专用线缆和数字信号屏蔽电缆之间的转接功能 内部机构如下图所示 第二章系统构成 二 雨量计 雨量计采用24GHz多普勒雷达 Dopplerradar 测量单个雨落速度的方式来测量降水强度 通过滴落速度与大小的关联 计算降水量与降水强度 不同的滴落速度决定了不同的降水类型 德国拉芙特雷达式雨量计 2 1灾害监测传感器 雨量计 安装 雨量计 雨量计安装支架 抱箍固定 数据远程传输单元 雨量计照片 雨量计电源信号接口 设备下方有一个8孔螺纹连接件 可通过提供的连接线连接供电电源和各种接口 设备接口图如下 数据采集传输单元主要为风速计提供电源转换与防雷 信号防雷 以及风速计专用线缆和数字信号屏蔽电缆之间的转接功能 内部机构如下图所示 数据采集传输单元 第二章系统构成 2 1灾害监测传感器 三 雪深计 SM310雪深计测量从探头到被测目标表面的距离 智能推算出积雪深度 通过发出红外激光 打到被测平面 测量这个传播过程 现场主要由激光雪深计 防雷模块 信号隔离采集模块 现场数据采集传输单元等组成 雪深计照片 29 雪深采集原理示意图 第二章系统构成 2 1灾害监测传感器 四 异物侵限监测设备 在公跨铁立交桥设置异物侵限监测设备 实时监测各双电网传感器的状态 发生异物侵限时 立即通过监控单元向信号列控系统 联锁系统发送控制命令 通过信号列控系统 联锁系统使列车自动停车 并向列车调度员发出异物侵限报警信息 异物侵限监控子系统除具有上述基本功能外 根据实际需要 还具有 现场试验 远程试验 应急恢复等功能 双电网传感器 第二章系统构成 2 1灾害监测传感器 四 异物侵限监测设备 竖直监测网高度2000 55mm宽度1000 010mm重14kg L形支架 水平承重网单元 盘营客专轨旁控制器 电网故障指示灯现场恢复按钮现场测试按钮临时通车指示灯 第二章系统构成 长吉城际异物侵限现场监测设备 公跨铁 轨旁控制箱 第二章系统构成 2 1灾害监测传感器 五 地震监测设备 地震除直接破坏铁路基础设施外 还会导致列车脱轨和倾覆以及冲入受灾地区等 为避免这些灾害的发生 在高速铁路沿线设置地震监测报警系统以便尽可能在地震发生时降低列车运行速度或停车 地震监测构成原理图 地震监测功能 1 监测地震动加速度 生成报警 实现强震应急处置 2 当地震动加速度 0 04g时 防灾安全监控系统生成报警信号 并通过防灾监控单元将该报警信号传送至邻近的列控中心触发列控系统使列车自动停车 同时触发牵引变电所牵引供电控制装置使接触网停电 3 预留本地P波监测以及接收国家 地方地震台网的P波信息功能 条件具备时 实现P波预警 地震监测站GPS天线 第三章介入项点 3 1风 雨 雪传感器设备介入项点3 2异物侵限双电网传感器介入项点3 3室外风 雨 雪现场控制箱和异物侵限轨旁控制箱介入项点3 4地震现场监测设备介入项点3 5室外设备配线介入项点3 6室外设备防雷与接地介入项点3 7子系统单点试验介入项点3 8系统功能测试介入项点3 9静态验收单位工程观感质量评定 芬兰Vaisala超声波式传感器 芬兰Vaisala超声波式和德国Lambrecht热场式 1 室外风速 雨量 雪深计设备进场应进行验收 其规格 型号 数量及质量应符合招标文件 设计要求和相关技术标准的规定 对照招标文件 设计文件和订货合同 检查实物和质量证明文件 3 1风 雨 雪现场监测设备介入项点 2 采用专用托架安装在接触网支柱上 安装高度 倾斜角度必须满足设计图纸要求 托架指向线路外侧 且与线路方向垂直 3 风速 雨量 雪深计速计专用托架与接触网杆固定采用两根角钢或槽钢 304型不锈钢 固定 角钢与接触网杆之间垫橡胶垫片 4 风速 雨量 雪深计专用托架采用平 弹垫加双螺母紧固 表面涂抹螺丝固定剂 锚栓丝扣外漏长度不小于5毫米 固定风速计支架的螺母统一朝向线路外侧 螺栓与接触网杆不得接触 安装满足高速铁路建筑限界要求 3 1风 雨 雪速现场监测设备介入项点 5 风速 雨量 雪深计接地线接入综合接地系统 连接可靠 接地方式应满足设计文件要求 6 雪深计采用专用托架安装在接触网支柱上 雪深计距离钢轨面的高度 倾斜角度必须满足设计图纸要求 7 风速计 雨量计 雪深计与托架的固定应牢固 设备本身应结实美观 无明显划痕 安装托架采用不锈钢材质 3 1风 雨 雪速现场监测设备介入项点 1 双电网传感器及安装配件进场应进行验收 其规格 型号及质量 数量应符合设计要求和相关技术标准的规定 双电网传感器竖直监测网 水平承重网型号 规格 质量应符合设计要求及相关技术标准的规定 2 双电网传感器与去轨旁控制器电缆接续盒连接 引下线缆采用 50热镀锌钢管或钢芯尼龙软管保护 管线敷设时水平每米偏差不应超过2mm 垂直线管应与地面保持垂直 垂直度偏差不应超过3mm 水平敷设时 管卡间距一般为1 1 5m 垂直敷设时固定在桥墩上的管卡间距为1 5 2m 3 2异物侵限现场双电网传感器介入项点 3 各监测网之间连接紧密 双电网传感器传感导线接续完毕后放入接线盒内 电气性能测试完成且达标的情况下 灌胶密封 4 采用植入化学锚栓的安装方式时 化学锚栓大小应采用M20 植入深度不小于170mm 植筋胶应与桥体混凝土表面平齐 不得有明显凹陷 5 L型支架型号 尺寸符合设计要求 3 2异物侵限现场双电网传感器介入项点 双电网传感器型钢悬臂安装方案示意图 6 安装L型支架采用平 弹垫加双螺母固定 表面涂抹螺丝固定剂 锚栓丝扣外漏长度不小于5mm 同侧L型支架均用扁钢可靠连接 扁钢横截面积不小于200mm2 7 安装双电网传感器U型卡采用平 弹垫加双螺母固定 螺母朝向桥梁内侧 表面涂抹螺丝固定剂 锚栓丝扣外漏长度不小于5mm 8 采用化学锚栓方式安装的双电网传感器 应由具备资质的第三方检测单位进行化学锚栓锚固力试验 3 2异物侵限现场监测设备介入项点 异物侵限双电网传感器远近端接线盒 异物侵限双电网传感器接线盒 9 双电网传感器安装牢固整体外观美观 无明显损伤 划痕等 U型卡无锈蚀 钢管沿桥引下 整体美观 10 L型支架整体美观 表面热镀锌处理 无划痕 锈蚀现象 3 2异物侵限现场双电网传感器介入项点 1 各种箱盒进场应进行验收 其规格 型号及质量 数量应符合设计要求及相关技术标准的规定 并应具有防盗功能 2 各种箱盒内部配线工艺美观 线缆必须绝缘可靠 无损伤 断裂 老化现象 线缆与插接端子连接牢固 美观 端子 防雷保护器固定结实 排列整齐 异物侵限轨旁控制箱内部指示灯 按钮安装牢固 排列美观 3 各种箱盒安装位置应满足设计要求 不得侵入铁路建筑限界 3 3室外风 雨 雪现场控制箱和异物侵限轨旁控制箱介入项点 风监测点轨旁箱 4 各种箱盒应具备较强的防水能力 箱体开 关门应灵活 无较大扭曲变形 5 风 雨 雪现场控制箱安装在接触网支柱上 安装高度依据设计文件并根据现场情况进行调整 确保不侵入高速铁路建筑限界 控制箱门立面与钢轨垂直 控制箱门开启朝向主线路外侧 3 3室外风 雨 雪现场控制箱和异物侵限轨旁控制箱介入项点 雪数据传输单元 控制箱 6 轨旁控制箱基础中心连线与轨道相平行 确保不侵入高速铁路建筑限界 安装后应垂直于地面 底部用专用金属支架固定 基础安装端正 需具备固定螺栓 防松螺母等保证其良好的稳定性和防震能力 7 各种箱盒外观应美观大方 无明显损伤 划痕 裂纹等 箱内整洁 无锈蚀 蛇皮管应具备较好的柔韧性 无明显断裂 8 各种箱盒与地面保持垂直 倾斜角度不超过 5 3 3室外风 雨 雪现场控制箱和异物侵限轨旁控制箱介入项点 轨旁控制箱及电网配线图 1 地震加速度计设备及安装配件进场应进行验收 其规格 型号及质量 数量应符合设计要求及相关技术标准的规定 2 在牵引变电所 分区所 AT所及开闭所院内挖设基坑安装地震加速度计设备 基坑平面位置 坑底尺寸必须满足设计要求和施工工艺设计要求 3 基坑开挖方法和支护形式必须符合设计和施工技术方案的要求 3 4地震现场监测设备介入项点 4 基底地质条件必须符合设计要求 5 地震加速度计安装基础材料应符合设计要求 6 基坑回填料应符合设计要求 夯实应符合规定 7 所亭内两地震加速度计基坑选址满足设计要求 应避开接地网 通信光缆 油井 3 4地震现场监测设备介入项点 8 地震加速度计安装后应垂直于基础平面 安装牢固 连接正确 9 基坑壁地震加速度计电缆引入防护采用不小于 50的镀锌钢管 位置距离地面高度满足设计要求 10 基坑地面部分玻璃钢罩安装牢固 玻璃钢罩门打开方便 基坑内爬梯安装牢固 地震加速度计基墩止水带安装牢固 地震加速度计外不锈钢罩无明显损伤 划痕 锈蚀等 11 应对地震坑防水进行重点检查 防止渗漏水 渗水导致加速度计夏季泡在水里 冬季冻在冰里 3 4地震现场监测设备介入项点 1 室外配线用线缆进场应进行验收 其规格 型号及质量 数量应符合设计要求及相关技术标准的规定 2 室外设备配线应满足下列要求 1 室外设备之间的配线 其规格 型号应符合设计规定 2 室外设备的配线端子宜采用插接或压接方式 当采用插接时应严格按照工艺标准要求配线 当采用压接方式时 应选用与芯线相配套的压接端子 且压接牢固 3 5室外设备配线介入项点 3 电缆引出端应具有标明去向 用途的铭牌 配线两端标识齐全 4 剖切电缆时 不得损伤芯线外层绝缘 2 室外箱盒内线把采用绑扎方式时 绑扎应整齐 间隔均匀 表面线条和出线部位应顺直 美观 3 5室外设备配线介入项点 1 室外防灾系统设备的接地应符合设计要求及相关技术标准的规定 2 室外设备工作电源 专用数据电缆 均在现场控制箱 风 雨 雪现场控制箱 轨旁控制器 内部安装有防雷保护器进行防护 风 雨 雪现场控制箱 异物侵限轨旁控制器防雷模块的电气性能应满足相关技术标准 3 室外电缆屏蔽层连接至箱体 均可靠接地 电缆的钢带铝护套用软线连接到综合接地端子上 引入箱盒的电缆钢带 铝护套层环连后用两根7 0 52mm多股铜芯绝缘阻燃软线接至箱体内接地端子 内屏蔽层用1 5mm2扁平铜网环连后接至箱体内接地端子 3 6室外设备防雷与接地介入项点 室外设备防雷与接地 1 风监测子系统单点检验必须符合以下要求 并填写相关记录表1 具有风监测功能的防灾监控单元能正确接收相对应的现场风监测点的风速等气象数据 2 具有风监测功能的防灾监控单元风监测状态正常 2 雨量监测子系统单点检验必须符合以下要求 并填写相关记录表1 具有雨量监测功能的防灾监控单元能正确接收对应现场雨量监测点的雨量信息 2 具有雨量监测功能的防灾监控单元雨量监测状