铁路行车安全管理实务（第2版）课件：构建高速铁路运输安全技术保障体系

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INTERNALUSEONLY学习目标1.知识目标（1）掌握高速铁路安全影响要素的四个方面。（2）理解高速铁路运输安全保障技术体系的构成。（3）熟悉高速铁路安全信息采集技术。（4）了解高速铁路运输综合监控技术。（5）掌握列车运行控制系统。（6）熟悉环境监测与灾害预测预警系统。2.能力目标（1）能够分析高速铁路安全影响因素，并提出相应的安全措施。（2）能够运用高速铁路安全信息采集技术进行数据采集与分析。（3）能够对高速铁路设备运行状态进行监控与检测。（4）能够运用综合监控技术保障高速铁路运输安全。（5）能够参与高速铁路安全管理制度的制订与执行。3.素质目标（1）培养严谨的工作态度和高度的责任心，确保高速铁路运输安全。（2）具备团队协作精神，能够在高速铁路安全工作中与他人有效配合。（3）具备良好的心理素质，能够在面对高速铁路安全问题时保持冷静，做出科学合理的决策。素质目标学习目标能力目标知识目标单元一

高速铁路运输安全保障技术体系仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY一、高速铁路运输安全要素分析高速铁路运输体系是由多个子系统组成的复杂动态大系统，它涉及铁路工作人员、线路、机车车辆、通信信号及监控、故障检测、维修等各个领域，任何一个子系统出现缺陷，都会导致整个系统的劣化或失败。因此，需对各个子系统的形成和运行过程加以控制，以保证整个高速铁路运输系统的高质量和高可靠性。影响高速铁路安全的因素也可以分为人、设备、环境和管理四个方面。

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INTERNALUSEONLY此处可为课程名称（每章节不变化)也可为章节名称（每章节变化）影响高速铁路安全的因素人设备环境管理一、高速铁路运输安全要素分析（一）人员安全要素分析

相对于普通铁路而言，在高速铁路系统中，人员对安全的影响更为突出。虽然大量的信息采集、处理、判断等工作由机器来完成，人机结合方式和工作内容也发生了很大变化，但是一旦遇到一些机器本身不能处理的突发事件时，要求人们必须在最短的时间内确定系统的状态和故障所在，然后加以排除，因此，对人员素质的要求更加严格。从某种意义上说，高速铁路系统的安全更加依赖于人。

高速铁路的安全关键在于处理好人与设备之间的关系。高速铁路的运输安全贯穿了铁路建设、运输和管理的各个环节，从勘测、设计、施工、新技术的研究开发、设备的生产制造到运输管理和日常维护监测等都直接或间接与安全有关。同时，安全问题又渗透到铁路的各个部门、专业和工种，因此，它是一个综合性问题。

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路运输安全要素分析（二）设备安全要素分析

高性能、高可靠性的设施装备是高速铁路运输安全的基础与保证。设备要素可分为移动设备和固定设备两个方面。

1.移动设备安全要素分析

机车车辆的风险可分为机车机械风险和机车车辆运行风险。

机车机械风险包括设计制造风险和维护保养风险。设计制造风险包括是否有设计制造缺陷，是否采用了新技术和新材料，如无线列调、机车信号、列车自动停车装置以及阻燃、低烟、低毒、高分子材料和耐火涂料等。维护保养风险包括在机车车辆出现裂纹或缺陷时能否及时发现并进行维护保养，在维护保养时维护保养水平高低不一，能否达到维护保养要求。

机车车辆运行风险指机车车辆在运用中超过车辆本身的载重或构造速度的要求行车，司机未按照操作规范作业等。

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路运输安全要素分析2.固定设备安全要素分析

（1）高速铁路的线路

高速铁路的列车运行速度较高，为了保障安全，线路的建筑标准也高；其修建和养护标准也比较高，且要保持更严格的容许误差范围。因此，为了适应高速运行和繁重的运输任务需求，必须加强线路的检测、监视和维修养护工作，采用先进的设备来保证线路的质量和行车安全。

（2）大型场站安全要素分析

高速列车的空气压力波，将危及站台上的旅客及正在线路旁作业的员工安全。因此，正线侧站台的安全距离不应小于2m，而且还必须设置防护栅栏，必要时还要加设相关安全监视设备。对站场上空天桥等横跨股道的设备，应采取加固措施，必要时加设落物监测装置。

（3）轨道电路安全要素分析

配置有绝缘节的轨道电路，由于绝缘节会影响道床的稳定性，当绝缘破损后还会成为行车的不安全因素。

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路运输安全要素分析

（三）环境安全要素分析

环境安全要素同样可分为自然环境和社会环境两方面。

自然灾害是影响铁路运输安全的重要因素之一，对于运行中的高速列车更是如此。高速铁路系统对外界条件的要求较之普通铁路要高得多，受外部环境的影响也大得多，因此，要安全、顺畅地保证高速铁路的安全，必须注重恶劣气候条件的影响。

社会环境主要指社会政治和经济形式、安定团结的局面、社会治安保卫等。良好的社会环境将对高速铁路的运行安全起到良好的促进和保障作用。

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路运输安全要素分析（四）管理安全要素分析

高速铁路系统的安全运输，除了依靠先进成熟的技术、系统来保障外，同样也离不开安全管理的有力支持。安全管理是高速铁路运输管理工作的重要组成部分。

高速铁路的安全管理应始终贯彻“安全第一”的理念。建立完备的检修制度、制定预防灾害的措施、提高列车运行的可靠性、完善高速铁路应急管理体制等均是保障高速铁路安全运输的重要管理内容。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成高速铁路安全保障技术体系是保障高速铁路安全运行、预防和避免事故发生以及尽量减少事故损失的一个复杂大系统。深入探索和把握高速铁路的安全规律，建立健全高速铁路安全保障技术体系，形成高速铁路安全的长效机制，是确保高速铁路持续安全稳定的关键性、基础性工作。

构建高速铁路安全保障技术体系应从高速铁路运输安全保障工作的系统性、复杂度和行车安全保障系统的大系统特征出发，着眼于人、设备、环境和管理四个方面来构建该技术体系。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（一）基于预防和避免事故的高速铁路安全的监控和检测技术

高速铁路运输系统是一个复杂的动态系统，其组成要素处于动态变化过程中，为了安全管理和事故预防，应加强对影响安全的各种因素进行实时监控和检测。高速铁路安全监控与检测的内容涉及高速铁路运输相关的所有方面，可以分为高速铁路设施设备（固定设备和移动设备）、环境（自然环境和社会治安环境）、人员等。高速铁路安全的监控和检测，应依靠先进可靠的检查监测工具和手段，采取人机结合、动态检测和静态监控结合的方式，实现对主要行车设备、主要行车岗位、安全关键部位全方位、全过程的检查监测、信息反馈、考核评估，加快形成监控有力、反应灵敏、闭环管理的监控和检测保障技术体系。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成1.对高速铁路设备运行状态的监控与检测技术

对高速铁路固定设备和移动设备进行监控的目的是随时掌握设备的运行状态，及时发现运行中可能出现的影响运输安全的因素和隐患。

（1）列车运行控制技术

列车运行控制技术，通过技术手段对列车运行方向、运行间隔和运行速度进行控制，使列车能够安全运行且提高运行效率；列车运行控制系统中的地面设备和车站联锁设备主要实现联锁控制功能，并生成列车控制所需的基础数据，通过车地信息传输通道将监督控制列车，经列车运行控制车载设备进行处理后，生成列车速度控制曲线，监督控制列车安全、高速运行。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（2）列车状态监测与诊断技术

列车状态监测与诊断技术主要应用于对列车各部分状态进行监测并进行故障诊断。监测的主要设备有轴温、车门、轮对、牵引电动机等。利用该技术可以及时通报司机采取必要的防范措施，并可以通过无线通信系统，通知前方的维修部门做好检修、更换的准备工作。

高速列车实现全列车自动诊断，动车和拖车都装有数据采集和诊断计算机，对牵引动力、制动系统、走行部分、轴温、列车火灾以及车门、空调、照明等方面进行监测。一旦出现危及行车安全的隐患和故障时，就会发出报警信息；问题严重时还会自动控制列车减速，甚至停车。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（3）机车车辆诊断和实时检测技术

高速运行的机车车辆的状态，直接关系到行车安全与否。机车车辆的故障诊断和实时检测技术能够及时探测高速运行时的转向架的疲劳破坏状况、接触部件运动破坏状况、车体结构振动噪声、轴温状态、弓网接触压力、接触网几何状态、温度、滑动速度、磨损以及受电弓的结构状态、轮轨噪声、轨道变形、振动加速度等状态值。另外，将列车分离状况、车内温度、烟雾探测等情况通报给司机，使其采取必要的防范措施，并通知前方的维修部门做好检修、更换的准备。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（4）桥梁、隧道、重要立交道口的监测技术

高速铁路大量采用了桥梁、隧道、立交道口等建筑结构，这些结构的状态对列车安全运行有着重要的作用，所以必须对这些结构及设备、设施进行监测，采用传感器件和信号处理技术，对桥梁、隧道和线路的一系列参数进行测量和分析，以提供报警信号，使之通过信息通道及时传到综合调度中心，防止突发事件引起的重大行车事故。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（5）车站、站场状态的监测技术

车站及站场是列车与旅客相对密集的地方，为保障安全运输，应设立相应的车站、站场状态监测系统，实时监测站场状态，及时发现潜在的事故隐患，避免事故的发生。另外，在车站站台也要设置相应的监测系统，保证列车进站时或经过车站时，站台上旅客、工作人员及物品的安全。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（6）轨温监测技术

在现场设置钢轨及大气温度传感器，建立轨温监测报警系统，实时掌握钢轨温度，确定轨温控制标准，科学地进行轨温预报，也是保障高速铁路安全运输的关键技术之一。轨温监测系统由设置在现场的钢轨温度传感器，大气温度、湿度传感器，设置在养路工区（工务段）的信息处理器、显示器、道床状态信息输入设备（报警器、记录仪等）组成。同时在线路选定地点附近设气象信息采集点，以便对比决策。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（7）牵引供电设备的安全监测技术

牵引供电设备的安全监测技术有利于减少供电系统事故隐患，降低事故概率，缩短故障查找和检修时间，确保供电系统可靠运行。实现牵引供电设备安全监测的关键技术包括个性化信号采集处理模块（传感器、信号采集及处理、嵌入式微机处理系统、远程通信）、后台智能专家系统和远程诊断及设备状态监测（调度中心）。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成2.对环境的监控与检测技术

（1）自然环境的监控与检测技术

（2）社会治安环境的监控与检测技术

（3）对人员的监控与检测技术

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（二）基于维护、维修的移动设备和固定设备的安全检测技术

基于维护、维修的移动设备和固定设备的安全检测技术应强调以下几点：

一是树立全新的维修理念。

二是优化检修资源配置。

三是应考虑推行新的维修方式。

四是强化关键部位质量控制。

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（三）高速铁路运输安全管理技术

1.规章制度和标准管理

（1）完善各项规章制度

（2）建立规章制度动态优化机制

2.高速铁路安全培训管理

（1）建设培训基地

（2）开发培训教材

（3）建设高素质师资队伍

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INTERNALUSEONLY二、高速铁路运输安全保障技术体系的构成（四）应急救援与调查技术

1.高速铁路运输事故应急救援技术

2.高速铁路运输事故调查和处理技术

3.高速铁路运输事故预防技术

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INTERNALUSEONLY单元二

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路安全信息采集技术应用信息采集技术对超越各种设备安全设计限度的突发事件，实行安全监测，据此进行列车运行管理。安全监控对象主要包括固定设施、移动设备和行车事故等几方面。下面对高速铁路安全信息作简要介绍。

（一）高速铁路安全信息

高速铁路安全信息遍布铁路各个管理部门，涉及铁路运输、维修环节的全过程，主要包括列车运行控制、电力调度、接触网和线路状态检查等各个方面。

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路安全信息采集技术1.高速铁路安全相关信息分类

根据《铁路信息化总体规划》，高速铁路信息管理系统覆盖了各个运输管理部门。按照高速铁路安全相关信息面向的描述对象大致可分为以下几类。

（1）铁路空间信息

（2）铁路运输基础信息

（3）业务应用系统信息

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路安全信息采集技术2.铁路安全信息的特点

高速铁路运输系统的安全信息涉及人（乘客、乘务员和管理者）、动车组各关键零部件和相应的基础设施等的信息，它具有以下特点。

（1）多源性

（2）异构性

（3）层次性

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路安全信息采集技术（二）安全相关信息检测与监测技术

1.位移传感器

2.高速摄像技术

（1）静止路障的检测

（2）运动路障的检测

3.红外线轴温探测技术

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路安全信息采集技术3.红外线轴温探测技术

红外热轴探测系统的信息处理包括四个主要方面：

（1）轴温探测

（2）计轴计辆

（3）滚滑判别

（4）热轴判别

根据不同的轴承类型依据不同的热轴判别标准，将探测到的轴温和热轴的判别标准进行比较，判断轴承是运行在正常轴温还是热轴状态，以及热轴的等级是微热、强热还是激热、以便采用相应的措施，进行维修或者停运，避免事故的发生。

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INTERNALUSEONLY一、高速铁路安全信息采集技术

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INTERNALUSEONLY4.超声波技术

（1）超声波钢轨探伤原理

利用声波在不同介质中的传播特性，用200kHz的声波射入被检钢轨中，如果钢轨中有损伤，也就是说钢轨已经不是由同一介质组成，那么超声波会被反射回来，根据反射回来的超声波信号，可判断钢轨中伤痕的大小及其位置。

（2）钢轨探伤系统钢轨探伤检测系统主要由探头、超声收发装置、探头伺服控制系统、探伤数据采集系统、损伤分析系统、耦合液喷淋系统、主控计算机及外设等组成。

钢轨超声探伤仪一、高速铁路安全信息采集技术

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INTERNALUSEONLY5.牵引供电系统监测报警技术牵引供电系统监测报警技术涉及计算机网络、多媒体技术和数字技术，能够实现牵引供电系统的远距离、大范围数字化监控，进而形成牵引供电系统的“遥视系统”，与自动灭火系统一起组成变电所安全监控系统。在此基础上，若在沿线各变电所增设视频监控系统，便可实现系统的遥控、遥测、遥调、遥信、遥视功能，获得变电所的各种电气参数，遥控各个电气开关等。一、高速铁路安全信息采集技术

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INTERNALUSEONLY6.环境监测相关技术我国地域跨度大，不同地域高速铁路面临不同的自然灾害（大风、暴雨、雪灾和地震等），严重影响线路设施、供电和信号设备的安全，危及高速列车的安全运行。因此，可通过感烟探测器、火焰探测器、雨量传感器、温度传感器等设备检测灾害的发生，监测其发展，预测其影响，然后再利用计算机、数据通信等技术实现信息传输及信息综合管理，实现对灾害的动态应急管理。铁路外部环境遥感智能监测关键技术及应用一、高速铁路安全信息采集技术

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INTERNALUSEONLY（三）安全信息采集技术的集成应用高速轨检车和综合检测车采用多种信息采集、集成数字滤波及图像处理等技术，以计算机为数据处理主体，进行信息的模拟与数字混合处理，对列车运行状态参数进行实时跟踪检测。使用轨检车和综合检测车可及时掌握上述系统的质量状态，正确指导养护维修，确保铁路运输安全。一、高速铁路安全信息采集技