高速铁路自然灾害及异物侵限监测技术

1、题 目： 高速铁路自然灾害及异物侵限监测技术 专 业： 土木工程铁道工程 学 号： XXXXXXXX 姓 名： XXXX 指导教师： XXXX 学习中心： 南昌铁路局学习中心 西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院2014年11月11日院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 土木工程铁道工程 年级 2021年秋季 学 号 XXXXXXXX 姓 名 XXXX 学习中心 南昌铁路局学习中心 指导教师 王迅 题目 高速铁路自然灾害及异物侵限监测技术 指导教师评 语 是否同意辩论 过程分(总分值20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 辩论组组长 (签章) 年

2、月 日 毕 业 设 计 任 务 书班 级 土木工程铁道工程2021-60班 学生姓名 XXXX 学 号 XXXXXXXX 开题日期：2021年 06月20日 完成日期：2021年 11月15日题 目 高速铁路自然灾害及异物侵限监测技术 题目类型：工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发设计任务及要求 1. 按照高速铁路平安运输要求提出自然灾害及异物侵限监测的必要性； 2. 高速铁路自然灾害及异物侵限监测技术在铁路中的应用与技术标准； 3. 高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统功能与特点； 4. 高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统与其他铁路行车设备借口设置。 应完成的硬件或软件实验 1.

3、向莆铁路高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统日常稳定使用； 2. 防洪管理工作中风雨监测功能的数据采集。 应交出的设计文件及实物包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等 1. 毕业设计论文 指导教师提供的设计资料 1. 电子稿件和电子图书； 2. 设计指导。 要求学生搜集的技术资料指出搜集资料的技术领域 1. 设计文件源资料； 2. 铁路总公司、铁路局相关技术标准； 3. 在运营高速铁路相关高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统设计资料。 设计进度安排第一局部 确定论文课题，收集、整理相关资料 2 周第二局部 根据资料内容及日常工作经验增加主观论点 3 周第三局部 毕业设计论文文档编写整理 2

4、 周第四局部 根据指导老师批阅意见对论文修改定稿 1 周评阅或辩论 周 指导教师： 年 月 日学院审查意见：审 批 人： 年 月 日诚信承诺本设计是本人独立完成；本设计没有任何抄袭行为；三、假设有不实，一经查出，请辩论委员会取消本人辩论评阅资格。承诺人钢笔填写：年月日目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc403979792 摘 要 PAGEREF _Toc403979792 h I HYPERLINK l _Toc403979793 第1章 前言 PAGEREF _Toc403979793 h 1 HYPERLINK l _Toc403979794 灾害监测必

5、要性 PAGEREF _Toc403979794 h 1 HYPERLINK l _Toc403979795 灾害监测系统简介 PAGEREF _Toc403979795 h 1 HYPERLINK l _Toc403979796 第2章 灾害监测系统简介 PAGEREF _Toc403979796 h 3 HYPERLINK l _Toc403979797 系统概述 PAGEREF _Toc403979797 h 3 HYPERLINK l _Toc403979798 灾害监测系统根本要求 PAGEREF _Toc403979798 h 3 HYPERLINK l _Toc403979799

6、 国内外灾害监测系统简介 PAGEREF _Toc403979799 h 4 HYPERLINK l _Toc403979800 有关设计标准、标准 PAGEREF _Toc403979800 h 11 HYPERLINK l _Toc403979801 技术管理规程及管理方法 PAGEREF _Toc403979801 h 11 HYPERLINK l _Toc403979802 2.2.2 国家标准 PAGEREF _Toc403979802 h 12 HYPERLINK l _Toc403979803 行业标准 PAGEREF _Toc403979803 h 12 HYPERLINK l

7、 _Toc403979804 第3章 系统主要设计原那么 PAGEREF _Toc403979804 h 15 HYPERLINK l _Toc403979805 3.1 标准化、标准化原那么 PAGEREF _Toc403979805 h 15 HYPERLINK l _Toc403979806 可靠性原那么 PAGEREF _Toc403979806 h 15 HYPERLINK l _Toc403979807 可扩展性原那么 PAGEREF _Toc403979807 h 15 HYPERLINK l _Toc403979808 平安性原那么 PAGEREF _Toc403979808

8、h 15 HYPERLINK l _Toc403979809 可维护性原那么 PAGEREF _Toc403979809 h 15 HYPERLINK l _Toc403979810 先进性原那么 PAGEREF _Toc403979810 h 15 HYPERLINK l _Toc403979811 第4章 系统构成 PAGEREF _Toc403979811 h 16 HYPERLINK l _Toc403979812 监控数据处理设备构成 PAGEREF _Toc403979812 h 16 HYPERLINK l _Toc403979813 监控数据处理设备系统构成 PAGEREF _

9、Toc403979813 h 16 HYPERLINK l _Toc403979814 监控终端构成 PAGEREF _Toc403979814 h 17 HYPERLINK l _Toc403979815 监控单元构成 PAGEREF _Toc403979815 h 17 HYPERLINK l _Toc403979816 现场监测设备 PAGEREF _Toc403979816 h 21 HYPERLINK l _Toc403979817 风速风向计 PAGEREF _Toc403979817 h 21 HYPERLINK l _Toc403979818 雨监测设备的构成及安装 PAGER

10、EF _Toc403979818 h 24 HYPERLINK l _Toc403979819 雪深计的构成及安装 PAGEREF _Toc403979819 h 25 HYPERLINK l _Toc403979820 地震监测点 PAGEREF _Toc403979820 h 27 HYPERLINK l _Toc403979821 异物侵限监测设备组成 PAGEREF _Toc403979821 h 28 HYPERLINK l _Toc403979822 防灾监控数据处理设备 PAGEREF _Toc403979822 h 33 HYPERLINK l _Toc403979823 第5

11、章 系统功能 PAGEREF _Toc403979823 h 35 HYPERLINK l _Toc403979824 铁路局中心系统功能 PAGEREF _Toc403979824 h 35 HYPERLINK l _Toc403979825 调度所终端功能 PAGEREF _Toc403979825 h 35 HYPERLINK l _Toc403979826 防灾系统工务终端 PAGEREF _Toc403979826 h 35 HYPERLINK l _Toc403979827 防灾接入点监控单元功能 PAGEREF _Toc403979827 h 36 HYPERLINK l _To

12、c403979828 现场各类信息监测设备 PAGEREF _Toc403979828 h 36 HYPERLINK l _Toc403979829 第6章 接口设计 PAGEREF _Toc403979829 h 37 HYPERLINK l _Toc403979830 与信号系统 PAGEREF _Toc403979830 h 37 HYPERLINK l _Toc403979831 与牵引变电系统接口 PAGEREF _Toc403979831 h 37 HYPERLINK l _Toc403979832 与其他系统 PAGEREF _Toc403979832 h 37 HYPERLIN

13、K l _Toc403979833 结 论 PAGEREF _Toc403979833 h 38 HYPERLINK l _Toc403979834 致 谢 PAGEREF _Toc403979834 h 39 HYPERLINK l _Toc403979835 参考文献 PAGEREF _Toc403979835 h 40摘 要随着中国高铁的开展，“四纵四横铁路快客通道和六大城际快客系统的实现，高速铁路客运专线的建设和投入运营，有利于从根本上缓解铁路运输紧张的状况，提高铁路运输能力和效劳质量，为根本实现现代化提供可靠运力保证;有利于完善综合运输体系，提供质量更高、更丰富的客运效劳，满足旅客不

14、同层次的需求;有利于促进资源节约和环境保护，可以发挥节约土地、能源以及平安性等比较优势，降低全社会的运输本钱，促进沿线经济社会协调开展;有利于加快铁路现代化进程，带动中国经济建设的迅速开展，提高自主创新能力，并进一步加快中国铁路客运高速化的进程。目前中国营运高速铁路里程居世界之首，随着高速铁路的开展高速铁路运营平安也普遍受到大家关注。本文结合高速铁路灾害防御特性，对高速铁路沿线风、雨、雪、地震等自然灾害及路外异物侵入铁路限界等危险因素的预防、监测技术进行介绍，并对国内高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统的应用及功能特点进行介绍，并就世界各国自然条件和响应的监测手段与我国进行比照。本文结合高速铁路

15、灾害防御特性，本文对国内应用的高速自然灾害及异物侵限监测系统构成及工程设计要求进行介绍，该系统采用统一的处理平台，由调度所设备、监控数据处理设备、监控单元、现场各监测设备及通信网络设备构成。关键词：高速铁路、危险因素、自然灾害、异物侵限、监测系统AbstractBeen along with the development of Chinas high-speed rail, 4 length lines and 4 breadth linesrailway crack channel and the implementation of the six major inter-city cra

16、ck system, the construction of high-speed railway passenger dedicated line and put into operation, to fundamentally relieve the tense situation of railway transportation, improve the railway transport capacity and service quality, as the basic modernization provides reliable guarantee capacity; Is h

17、elpful for improving the integrated transport system, provide higher quality, more rich passenger service, meet the needs of passengers in different levels; Promote resource saving and environment protection, can play a land, energy conservation and the comparative advantages such as security, reduc

18、e the transportation cost of the whole society, promote the coordinated development of economy and society along; To speed up the railway modernization, drive the rapid development of Chinas economic construction, improve the ability of independent innovation, and further accelerate the process of C

19、hinese high speed railway passenger transport. Now China leads the world in operating high-speed railway mileage, with the development of high-speed railway high-speed railway safety is also widespread attention. Based on high speed railway disaster prevention characteristics of high speed railway a

20、long the wind, rain, snow, earthquake and other natural disasters and the road outside the foreign railway gauge risk factors such as prevention, monitoring technology is introduced, and the domestic high-speed railway natural disasters and foreign invasion limited application of the monitoring syst

21、em and introduces the function characteristics, and the world natural conditions and response monitoring means comparing with our country. Combining with the high speed railway disaster prevention features, In this paper, the application of domestic high speed natural disasters and foreign invasion

22、monitoring system structure and limited introduces the engineering design requirements, the system adopts the unified platform for the processing, equipment, monitoring data processing equipment by scheduling, monitoring units, on-site monitoring equipment and communication network equipment. Key wo

23、rds: high speed railway, risk factors, natural disasters, foreign body contamination limit, monitoring system 第1章 前言铁路作为国民经济的大动脉、国家重要根底设施和群众化交通工具，在中国经济社会开展中具有重要作用。对于铁路运输而言，行车平安是第一位的,特别是对于高速铁路。随着列车运行速度的提高，可能遇到的各种危险因素也在增多。大多高速铁路易受大风、暴雨、大雪、地震的影响，为了保障行车平安，提高运输效率，需建设包括风、雨、雪、地震的自然灾害监测系统，使高速铁路具备在大风、暴雨、大雪、地

24、震气象条件下抵御灾害的能力。另外，过去列车以低速运行时，以人为驾驶为主，当线路上有障碍物时，从目视发现到列车制动停止，时间和距离上尚可保证平安，意外较少。当高速铁路列车以200km/h及以上的速度运行时，目视瞭望已不能保证行车平安，危险大大增加。因此，需要考虑异物侵限对行车的影响。高速铁路自然灾害及异物侵限监测技术引进，有效防止自然灾害及突发事件对铁路行车造成影响。起初应用时原铁道部命名为“高速铁路防灾平安监控系统后铁路总公司更名为“高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统。高速铁路问世35年以来，日、德、法三国共运送了50亿人次旅客。除德国1998年6月3日的ICE884高速列车行驶在改建线上发生

25、事故以及2011年7月23日中国甬温铁路事故外，各国高速铁路都未发生过重大行车事故，也没有因事故而引起人员伤亡。这是各种现代交通运输方式所罕见的。几个主要高速铁路国家，一天要发出上千对的高速列车，即使计入德国发生的事故，其事故率及人员伤亡率也远远低于其他现代交通运输方式。因此，高速铁路被认为是最平安的。与此成比照的是，据统计，全世界由于公路交通伤亡事故每年约死亡25万30万人；1994年全球民用航空交通中有47架飞机坠毁，1385人丧生，死亡人数比前一年增加25%，比过去10年的平均数高出20%。每10亿人公里的平均死亡数高达140人。高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行，又有一系列完善的平安

26、保障系统，所以其平安程度是任何交通工具无法比较的，高速铁路自然灾害及异物侵限灾害监测系统是平安保障系统中重要一部。高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统下文简称：灾害监测系统是架构于通信传输系统之上的一套集灾害信息采集、分析、处理和指导、辅助平安行车的平台，主要是对危及铁路运输平安的自然灾害及异物侵限等突发危害进行监测，并提供经处理后的灾害预警信息、限速信息或停运信息等，为运营调度中心运行方案调整、下达行车管制、抢险救援、维修提供依据，以保证列车平安正点、高效、舒适。第2章 灾害监测系统简介灾害监测系统根本要求灾害监测系统应实现对铁路沿线风、雨、雪、地震及上跨铁路的道路桥梁异物侵限的实时监测，为调

27、度指挥及维护管理提供报警信息，具备条件时提供大风、地震监测预警信息。灾害监测系统应采用铁路局中心系统、现场监测设备两级架构，包括铁路局中心系统、现场监测设备及系统网络等。图 灾害监测系统系统构成图1图2.2 灾害监测系统系统构成图2国内外灾害监测系统简介由于高速铁路的运行受风、雨、雪、洪涝、轨温、地震主要灾害的威胁，因此各个国家都对灾害的防治十分重视。经过长期的研究以及运营的实际经验，各国都认为灾害的预防比灾害的治理更加重要，同时也更容易实施，因此，灾害监测系统成为了高速铁路不可或缺的系统。国外高速铁路及客运专线的防灾平安监控系统主要以法国和日本为代表。地区名称日本法国德国中国台湾系统名称综合

28、防灾系统设备状态和自然环境检测报警系统铁路险情报告系统天然灾害告警系统监测对象地震、风、台风、雨量、雪深、浓雾飘雪、限界障碍大风、地震、异物侵限和防护开关水位、风力和狂风强度、落石塌方、雪、防止无授权人员进入沿线根底设施强风、豪雨、洪水、地震、边坡滑动、坍方、落石是否为集成系统是否否否系统应用典型线路概况线路名称山阳新干线九州新干线法国地中海线高速铁路科隆法兰克福高铁德国高速铁路属客、货混运型台湾高速铁路建成日期1975年2004年2001年上半年2002年2006年10月31日线路长度644公里295公里180公里345公里速度目标值最高运行速度为300公里/小时最高运行速度为260公里/小

29、时最高运行速度为350公里/小时最高运行速度300公里/小时最高运营速度315公里/小时表2.1 世界各地铁路灾害监测系统应用.1日本灾害系统日本是世界上灾害发生比较频繁的国家之一，因此日本铁路对于灾害的防范工作十分重视。新干线运营40余年来未发生过因灾害事故导致旅客死亡且保持着极低的平安事故率，这首先归功于其日益完善的平安保障体系。防灾平安监控系统是日本新干线上的COSMOS系统综合调度系统中的一个重要的子系统，沿线设置了地震、风、雨、洪水、雪、轨温及异物侵限等多种监测装置，当出现灾害或突发事件时自动向灾害监测系统发出报警信息，采取紧急处置措施控制列车停车或减速。图2.3 2004年10月2

30、6日因地震而脱轨的朱鹮325号列车线别风风预警地震地震预警雨雪异物轨温其他东海道新干线山阳新干线东北新干线上越新干线北陆新干线九州新干线既有线水位计新干线既有线合计地震计62163225风速计89228317雨量计24553577水位计0545545表2.2 日本防灾系统监测点统计表2005年rEDAS是一个既利用电磁波和地震波速度差，也利用地震P波和S波走时差进行地震预警的系统。系统根据监测到的S波和P波信息快速估计地震参数并结合已有震害统计结果有针对性发布地震预警信号的智能系统，该系统的最大特点是单个台站用P波初动就能确定震源参数。考虑到多台站系统的复杂性和网络系统的脆弱性，UrEDAS采

31、用单台信号报警，通过实时监测单个观测点处的地面运动。UrEDAS在检测到地震P波后的3s内估算出震中方位、震级、震中距和震源深度等地震参数并发出第一次警报，在S波到达后计算出更精确的地震参数后再发出第二次警报，由中心台接受各台发布的警报并进行综合处理。图2.4 UrEDAS海岸监测点设置示意图图2.5 UrEDAS海岸地震监测设备图2.6 UrEDAS海岸地震监测终端.2法国灾害系统法国地中海线的防灾平安监控系统由许多独立的系统组成，主要由风监测、落物监测、地震监测和防护开关等系统组成，系统之间并没有进行整合。以风监测系统为例，法国风监测系统由现场采集设备风速计、车站设备和中心设备组成。现场采

32、集到的信息通过电缆通道传送至车站设备，车站设备通过分析得出处理方案，一方面将信息送至CTC系统进行控车，另一方面将信息送至告警器。同时还要将信息送至调度中心。处理方案根据现场采集的信息和规定的限速标准进行比较而确定。限速标准的制定是综合考虑了运营商的需要以及灾害的危害程度。图2.7 地中海线灾害监测终端图2.8 地中海线灾害监测设备图2.9 地中海线灾害监测数据传输设备图2.10 地中海线地震监测点站房外观图2.11 地震仪外观及构造图2.12 系统构成示意图法国乃至欧洲的防灾平安监控系统的设计理念与日本有很大的差异。它首先对每一种灾害对行车造成的危害进行风险评估，根据危害程度及风险系数划分为

33、“可以接受和“不能接受两个层次，对于“可以接受的灾害忽略不计；对于“不能接受的灾害进行分析，考虑在具体条件下如何进行风险防范。而日本那么先根据以往的经验设置防灾系统，然后通过运营的实践再不断地对其进行调整。.2国内灾害系统国内设置防灾平安监控系统的线路主要有：京津、甬台温、温福、长吉、福厦、京沪、郑西、昌九、沪杭、厦深北、成绵乐、南广、甘青武广、石太、广深、哈大、合蚌、汉宜、盘营、柳南、武汉三线；沪宁、京石武、海南东环、杭甬、杭宁、西宝、厦深南、广西沿海、湘桂、兰新乌局段；合武、广珠、向莆、大西2.2有关设计标准、标准 技术管理规程及管理方法?铁路技术管理规程?铁道部令第29号；?铁路客运专线

34、技术管理方法试行?200250km/h局部铁科技2021116号；?铁路客运专线技术管理方法试行?300350km/h局部铁科技2021212号； 国家标准?电子信息系统机房设计标准?GB50174-2021；?电子计算机场地通用标准?GB2887-2000；?建筑物电子信息系统防雷技术标准?GB50303-2004；?中国地震动参数区划图?GB18306-2001；?电磁兼容试验和测量技术?GB/T17626-1998/IEC61000-4：1992；?不间断电源设备?(GB/T 72602003)?外壳防护等级?GB4208-2021/IEC60529：2001；?微型计算机通用标准?GB

35、/T9813-2000?软件产品质量要求与评价?(GBT25000.51-2021)行业标准?高速铁路设计标准试行?铁建设2021209号；?铁路工程设计防火标准?TB10063-2007；?铁路信号设计标准?TB10007-2006 J529-2006?铁路通信设计标准?TB10006-99J529-2006?铁路电力设计标准?TB10008-2007?地面气象观测标准?QX/T61-2007；?地震台站建设标准 强震动台站?DB/T 17-2006；?中国数字测震台网技术规程?中国地震局JSGC-01?数字强震动加速度仪?DBT10 2001 ；?环境参数及其严酷等级的分级?IEC721-

36、3-3：1994；?电工电子产品环境试验?IEC60068-2-14：1984；四铁道部现行技术政策?信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件?运基信号2021719号；?关于印发高速铁路防灾平安监控系统管理方法暂行的通知?铁运202128号；?关于印发高速铁路防灾平安监控系统-公跨铁异物侵限监测方案的通知?运技根底2021739号；?关于印发铁路客运专线技术管理方法试行修改补充内容的通知?铁运202147号；?关于印发冰雪天气动车组列车限速暂行规定的通知?铁运202117号；铁道部关于铁路防灾平安监控系统有关设施设置要求的通知铁建设2021149号?CTCS-3级列控系统技术创新总体方案?铁运

37、202173号；?铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定?铁建设200739号；图2.13 2021年公布标准标准第3章 系统主要设计原那么 3.1 标准化、标准化原那么统一系统整体架构；从按线建设防灾体系向区域、路网性防灾体系开展；制定系统技术标准，标准设备选型原那么；铁道部相关业务部门共同协商确定不能一线一议；防灾系统与运营调度系统/CTC系统，信号联锁、列控系统，牵引供电系统,通信系统等信息交换内容及接口标准。通过采用合理的系统架构、冗余配置效劳器、监控单元主机、网络、传输通道、传感器冗余等各种手段确保系统不发生误报及漏报。通过制定系统的工作环境考虑现场环境、区间机房极限环境标准，标准

38、系统设备制造工艺，提高系统可靠性。不因系统自身的故障影响其他系统的正常工作：应具备远程恢复等功能，不能因本系统故障、误报影响列控联锁、牵引供电等控制系统动作。系统构建应支持系统容量、系统功能的平滑扩展， 设备应采用模块化结构，不能因系统在容量、功能方面的扩展影响已有系统的稳定运行。 应通过制定应用平安、网络平安、接口平安等标准保证防灾系统的平安性；防灾系统与信号列控联锁、牵引供电系统接口应尽量满足信号、牵引供电系统的平安等级。系统应具备自检、设备集中监控等功能，便于集中维护管理；现场设备应具备便捷的维护管理方式传感器安装方式等。监控数据处理设备、监控单元、传感器及网络设备的选型应采用技术先进的

39、产品。第4章 系统构成防灾系统：现场监测设备，现场监控单元，监控数据处理设备，工务终端，调度所设备，传输网络等组成。灾害监测系统：铁路局中心系统，现场监测设备。由数据库效劳器、应用效劳器、磁盘阵列、维护终端、网络交换机、对外通信接口、黑白激光打印机、防雷单元、网络平安设备、UPS电源及维护终端桌等组成。调度所设备构成以太网交换机；列调台、综合设施调度台、供电调度台等处监控终端；接口效劳器；电源。图4.1 调度所终端界面工务终端由计算机含显示器、激光打印机、UPS电源、音箱、计算机桌椅等组成;工务终端按单套配置，配置与调度所监控终端相同。显示器不小于17吋；UPS按单机配置，供电时间不小于30分

40、钟。N条线的监控数据处理设备构成+调度所设备构成+监控终端构成=铁路局中心系统=效劳器、存储系统、网络及平安设备、时间同步设备、监测终端、复示终端铁路局中心系统的效劳器、存储系统、网络及平安设备、时间同步设备等设置于铁路局所在地的铁路局中心机房，监测终端设置于铁路局调度所、相关维护管理单位等，复示终端设置于铁路总公司调度指挥中心。图4.2 防灾监控单元机柜监控单元由监控主机模块、各种监测功能模块、继电器组合模块、防雷单元、UPS电源、机柜等组成;监控单元主机模块及各种监测功能模块不含继电器组合模块按双机热备配置、支持热插拔，并且双机热备配置的主机和各种监测功能模块在二块不同的电路板上;UPS电

41、源选用在线式产品，按双机冗余配置，供电时间不少于3小时含所有设备供电。图4.3 监控单元构成图序号接入防灾机房类型接入防灾机房里程防灾平安监控单元设备类型11#通信基站1异物+1地震控制23#通信基站1风+1雨+1异物35#通信基站1风+1地震控制+1异物4新兴村牵引变电所2地震控制+1地震采集57号基站1风+1地震控制610号基站1风7滨海站防灾机房1异物+1地震控制8滨海分区所1地震采集+1风+1雨913#基站1风+1地震控制1015#基站1风1117#基站1地震控制12留庄牵引变电所1风+1雨+1地震采集+1地震控制+1异物13张绪庄AT所1风+1地震采集+1地震控制1424#基站1风+

42、1雨15孔庄AT分区所1风+1地震采集+1地震控制1631#基站1风+1地震控制17果园AT所1风+1地震采集1835#基站1雨+1地震控制19唐山牵引变电所1风+1地震采集+1地震控制2039#基站1雨+1地震控制2141#基站1风2243#基站1风+1地震控制23小山子AT分区所1风+1地震采集2445#基站1雨+1异物2547#基站1风+1地震控制2654#基站2风+1雨27柳新庄牵引变电所1风+1地震采集+1雨+2地震控制2861#基站1风2962#基站1雨+1地震控制3066#基站1风31于家河AT分区所1风+1雨+1地震采集+1地震控制3269号基站1雨3375#通信基站1风+1雨

43、3479#通信基站1风+1地震控制35上荆子牵引变电所1地震采集+1地震控制3681#通信基站1风+1雨+1地震控制3788#通信基站2风+2雨3892#通信基站1风39南沙地AT分区所1地震采集+1地震控制4097#通信基站1风4199#通信基站1雨+1异物监控+1地震控制42101#通信基站1风+1异物43102#通信基站1雨+2异物44吴庄牵引变电所(2)1风+1地震采集+2地震控制+1异物45105#通信基站1风46秦皇岛站防灾机房1地震控制+1异物表4.1 监控单元分布表风速风向计每处风监测点包括2台风速风向计、1个现场接线箱含传输接口设备、电源及防雷设备。.1风监测设备类型.2风监

44、测设备原理热场式风速计原理风速计将流速信号转变为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。其原理是，将一根通电加热的细金属丝称热线置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。它有两种工作模式：恒流式。通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速；恒温式。热线的温度保持不变，如保持150，根据所需施加的电流可度量流速。超声波风速计原理用超声波测量风速风向，其核心在于测量超声波在空气中传播的时间，即所谓的飞渡时间TOF，time of flying，超声波从一个探头传送到另一个探头所需要的时间是

45、与风速以及超声通路有关。顺风将使超声信号传播时间递增，逆风将会使之递减。如果风速为零，信号双向的传输时间相等。如果在两个不相关方向上同时测量风速，就可以通过三角学合成计算出风速以及风向。依此原理，超声波 风速风向记录仪可仅仅使用三个探头即可确定平面中的风速风向。.3风监测设备的安装风速风向计安装于接触网杆上，距轨面4m ；现场接线箱安装于接触网杆上，距接触网杆法兰盘图4.4 风监测设备的安装示意图.4风速计设置表铁路沿线山区垭口、峡谷、河谷、桥梁及高路堤等区段宜设置风速风向监测点。山区垭口、峡谷、河谷等区段风速风向监测点设置间距宜为1km5km；桥梁、高路堤等区段宜为5km10km。序号工点名

46、称风速计安装里程间距(m)接入防灾机房防灾机房里程设置原因18榛子镇陡河2号特大桥788447#基站高17米，左线垭口，右线高速路19横岭大桥197354#基站山谷地形20横岭大桥389854#基站七家岭2号隧道与柳辛庄隧道之间21沙河特大桥10152柳新庄牵引变电所桥高，垭口地形22连续高路堤966261#基站滦河站站外高路基建议和雨量计合设23跨迁菱铁路特大桥966566#基站跨一条公路，桥高12米，垭口地形24滦河特大桥6213于家河AT分区所马庄子中桥，疑似垭口地形25茆家沟2号大桥837475#通信基站垭口地形，风较大26跨卢昌公路特大桥392879#通信基站桥高15米，周围有山，风

47、较大27连续山地720181#通信基站垭口地形，风很大28连续山地485088#通信基站垭口地形，风很大29第九营特大桥578988#通信基站两山之间，垭口地形，桥墩高12米左右30董官营跨抚昌黄公路特大桥394992#通信基站隧道口，周围是山31南沙地洋河特大桥914797#通信基站跨洋河，此处较开阔32连续路堤13362101#通信基站左线有垭口，左侧还有点小树林33跨京秦线特大桥6028吴庄牵引变电所跨五幺河，桥高18m左右34汤河特大桥6140105#通信基站跨汤河，桥墩高13m表4.2 现场监测设备布点方案说明雨监测设备的构成及安装每处雨监测点包括1台雨量计、1个现场接线箱含传输接口

48、设备、电源及防雷设备；雨量计安装于接触网杆上，距轨面4m现场接线箱安装于接触网杆上，距接触网杆法兰盘.1雨监测设备类型机械式的有翻斗式雨量计、虹吸式雨量计和双阀容栅式雨量计等；非机械式的有雷达式雨量计和压力感应式雨量计。.2雨监测点布设原那么雨量计设置按照地质、路基专业提供的不良路基地段情况，结合现场情况设置。雨量计的布设位置应临近路堤、路堑及隧道口等易产生 塌方、水冲线路的处所；连续路基区段，无砟轨道线路，雨量计的布设间距一般为 2025km。图4.4 雨监测设备的安装示意图雪深计的构成及安装.1雪深计点布设原那么每处雨监测点包括1台雪深、1个现场接线箱含传输接口设备、电源及防雷设备；雪量计

49、安装于接触网杆上；现场接线箱安装于接触网杆上，距接触网杆法兰盘；红外式雪深仪，超声波式雪深仪和激光式雪深仪。 铁路沿线近20年最大积雪深度3cm及以上的区段应设置雪深监测点。在我国0度等温线秦岭淮河以北地区，雪深监测点平原区域设置间距宜为30km，山区宜为20km雪深监测点宜均匀布设，曲线路堑地段、线路方向与当地冬季主导风向交叉角度较大的低填方地段、挖方地段、隧道口等处易产生风积雪处可适当增设。地震监测点.1地震监测方案配置2套3分量加速度计EAS设在机房外；配置2套6通道地震仪EQA，分别接入2套3分量及速度计的信号；配置2套地震信号处理单元EPU，进行数据采集、上传到中心的防灾监控系统；序

50、号地震采集点设置位置设置里程设置点间距m1新兴村牵引变电所230152滨海分区所227213留庄牵引变电所120944张绪庄AT所153565孔庄AT分区所145506果园AT所139347唐山牵引变电所225008小山子AT分区所220049柳新庄牵引变电所2294910于家河AT分区所2294811上荆子牵引变电所2027412南沙地AT分区所2345013吴庄牵引变电所23932表4.3 地震监测点设置一览表 异物侵限监测设备组成异物侵限监测轨旁控制器含继电器驱动单元；异物侵限监测装置含监测网、安装装置等。图4.6 异物监测设备的安装示意图图4.7 异物侵限轨旁控制器内有实验开关及指示灯

51、、恢复按钮、指示灯，双电网状态指示灯.1设置原那么：根据“关于印发?高速铁路防灾平安监控系统公跨铁立 交桥异物侵限监测方案?的通知运技根底2021739号中“线路允许速度不大于160km/h区段内的公跨铁立交桥不设置异物侵限监测装置有关精神，本次设计在线路允许速度大于160km/h区段内的公跨铁立交桥设置异物侵限监测装置。序号铁路里程桥梁名称公路等级列车通过速度km/h是否设置异物侵限系统备注1DK10+130东兴路立交桥主干路160200是2DK12+087昆仑桥快速路250是3DK16+097既有外环东路快速路250是4DK42+548第九大街主干路250是5DK69+123规划四纬路主干

52、路250是6DK151+959乡道乡道250是7DK246+500乡道人行天桥250否8DK247+348京沈高速北戴河联络线高速250是9DK255+708黄河道延伸城市干道230250是10DK256+700乡道乡道230250是11DK257+837兴凯湖路立交桥城市干道230250是12DK261+938祁连山路立交桥城市干道200230是13DK298+330红旗路城市干道160200是14DK298+900人行天桥人行天桥160否15DK300+097民族路城市干道160否16DK300+761102国道国道160否表4.4 异物侵限系统设置表.2设置方案公跨铁立交桥异物侵限监测装

53、置由竖直监测电网、水平承重网 、“L型支架等三局部组成，见图所示。图4.8 异物侵限防护网.4异物侵限监测装置长度的计算根据“关于印发?高速铁路防灾平安监控系统公跨铁立交桥异物侵限监测方案?的通知运技根底2021739号有关精神，公跨铁立交桥与京沪高速铁路线路的关系见图所示：图4.9 异物侵限防护网长度示意图序号桥梁里程桥梁名称桥高(m)夹角(度)Dp(m)Lt(m)L(m)2L(m)4L(m)备注1东兴路立交桥37742昆仑桥929583既有外环东路1129116双幅桥4第九大街1639156双幅桥5规划四纬路1239786乡道1131627京沈高速北戴河联络线1230120双幅桥8黄河道延

54、伸124641164双幅桥9乡道1090285610兴凯湖路立交桥7531124双幅桥11祁连山路立交桥13295812红旗路123060表4.5 公跨铁异物侵限监测系统设置及监测范围表.5监测网设置竖直监测网高度200055mm，每单元宽度为1000010 mm双电网传感器内置于竖直监测网，栅格大小115115mm至125125mm之间中心线到中心线，质量不大于15kg；竖直监测网在50kg/m2静载荷作用下不开裂，抗风能力不小于50m/s。水平承重网不设置电网传感器，仅起结构支撑、维护检修平台作用；水平承重网每单元1000010 mm平行于公跨铁桥方向600100mm垂直于公跨铁桥方向，能

55、够承载不小于100kg的附加荷载。监控单元应邻近现场采集设备集中设置，设置于铁路沿线灾害监测系统机房内能够接收管辖范围内的各监控单元上传的风、雨、地震、异物侵限监测信息及监控单元的工作状态信息。按设定的报警门限值和信息处理规程，对风、雨、地震、异物侵限监测信息进行综合分析处理，根据灾害强度，生成各类报警、预警信息以及相应的行车管制预案并传送至相关用户终端。存储各类监控信息的日常数据及各类报警、预警信息的内容包括灾害种类、发生时间、区段、灾害级别、行车管制预案等。 具备对各类信息的统计分析功能。提供监测信息维护、系统运行参数配置、用户权限管理及访问日志等在内的系统管理功能。具有自检和对监测设备、

56、监控单元的故障进行监测。具有与相邻防灾系统交换信息的功能8向用户终端、监控单元等授时，同步相关设备时钟。预留与国家气象、地震部门的通信接口，接收灾害信息。第5章 系统功能收集管辖范围内风、雨、雪、地震及上跨铁路的道路桥梁的异物侵限等现场监测数据。与相邻铁路局中心系统交换相关监测、报警及预警信息。 对收集的数据进行分析、处理，生成监测、报警、预警信息及运营管理建议，并传送至相关监测终端、复示终端。 向管辖范围内的监控单元下发相关控制命令。 统一实现与铁路局运营调度管理系统、防洪管理信息系统、综合视频监控系统等外部相关系统之间信息交换。 具备与气象、地震等部门相关系统的接口条件。 对铁路局中心系统

57、、现场监测设备及网络进行实时监测及集中监控管理。 将灾害监测、设备监测报警信息发送至移动通信终端。 实现对铁路局中心系统、管辖范围内现场监测设备及系统网络等的时间同步。监测终端应实时显示监测、报警及运营管理建议等信息，并进行相关报警处置、运维处置。防灾终端以图形、文本等方式，显示本调度区段内的风、雨、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息及相应的行车管制预案，并提供音响报警；具备操作纪录功能以及异物侵限灾害的上、下行临时行车及远程恢复功能。同时，防灾终端还提供上行和下行侧相邻调度区段二站、二区间范围内的灾害报警、预警信息，但不具备异物侵限灾害的上、下行临时行车及远程恢复功能。随CTC系统复示终端

58、的设置，相应设置防灾复示终端；防灾复示终端除不具备异物侵限灾害的上、下行临时行车及远程恢复功能外，其它功能同防灾终端。通过接口效劳器，以TCP/IP通信方式，向运营调度等信息系统传输灾害报警信息和监测数据。工务终端以图形、文本并音响报警等方式，提供风、雨、地震、异物侵限等报警、预警信息和相应的工作预案以及信息查询、报表输出功能；具有操作纪录和防灾系统设备的故障报警、定位等维护功能，其中设备故障报警必须对维护有指导作用并提供必要的检修预案。工务段终端具有地震、异物侵限监控子系统的远程试验功能。工务调度终端除具有还具有雨量报警解除及限速值人工修定功能。工务终端的灾害报警提示音响应与设备故障报警提示

59、音响有明显的区别。 监控单元采用模块化结构，同一监控单元应具备同时接入多个不同种类监测设备的功能。完成风速、降雨量、地震等监测数据的采集、缓存、预处理，并且实时监测异物侵限报警信息；将风速瞬时风速、降雨量、地震等数据以及地震监测报警、异物侵限状态信息传送至监控数据处理设备；发生异物侵限灾害时，经接口继电器触发信号系统，使安装有ATP设备的动车组自动停车；发生地震灾害时，经接口继电器触发信号系统、牵引供电系统，使安装有ATP设备的动车组紧急制动、接触网断电。具备自检和对监测设备工作状态的检测功能含外电源状态检测具有异物侵限监控功能的监控单元，应具备信号接口继电器状态的人工恢复措施。现场各类信息监

60、测设备实时采集、处理各类现场信息，并将采集到的信息通过光电缆传输线路传送到防灾接入点监控单元。主要包括风速风向监控设备、雨量监测设备、雪深监测设备、异物侵限监控设备及地震监控设备。第6章 接口设计灾害监测系统与信号系统接口设计应符合以下规定：监控单元异物侵限、地震报警继电器采用AX平安型继电器常态吸起，继电器应采用独立电源回路供电。 监控单元联动触发信号系统的异物侵限、地震接口继电器，其控制回路应采用双断方式。 灾害监测系统应对监控单元异物侵限、地震报警继电器及信号侧的异物侵限接口、地震接口继电器前后接点回采，实时监测该继电器状态。监控单元地震报警继电器采用AX平安型继电器常态吸起，独立电源回