【重慶監(jiān)控技術解決方案】隨著現在科技的發(fā)展，各式各樣的交通工具相繼出現，但是在這些工具在使用過程中還是存在很大的安全隱患，只靠人力的檢查是不夠的，肯定還得需要大部分的監(jiān)控設備，對其進行監(jiān)控取證分析。才能夠做到更好的效果，下面給大家講解一個對于高鐵的技術解決方案：

對于鐵路運輸而言，行車安全是第一位的，防災安全監(jiān)控對于保障高速鐵路運行起至關重要的作用，通過提供各種自然災害及異物侵限突發(fā)事故情報數據，為運行計劃調整提供依據，以保證列車正常運行，是綜合調度中心的一個重要組成部分。

項目概述

該高鐵線路是國家規(guī)劃的“四縱四橫”快速客運網的重要組成部分，線路全長300多公里。

沿線為亞熱帶季風性氣候，冬季干旱，夏季多雨，干濕交替，四季分明。每年6~9月為汛期。年平均氣溫14.6℃~16.4℃，極端最低氣溫-12.9℃~-24℃;極端最高氣溫43.3℃。春夏多東南風，秋冬多西北風。風力最大8~9級，風速21~25m/s。

對于鐵路運輸而言，行車安全是第一位的,特別是對于高速鐵路。隨著列車運行速度的提高，可能遇到的各種危險因素也在增多。該高鐵線路易受大風、暴雨的影響，為了保障行車安全，提高運輸效率，需建設包括風、雨的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，使高速鐵路具備在大風、暴雨氣象條件下抵御災害的能力。另外，過去列車以低速運行時，以人為駕駛為主，當線路上有障礙物時，從目視發(fā)現到列車制動停止，時間和距離上尚可保證安全，意外較少。當高速鐵路列車以250km/h及以上的速度運行時，目視瞭望已不能保證行車安全，危險大大增加。因此，需要考慮落物對行車的影響。

針對以上需求，該高鐵線路的防災安全監(jiān)控系統(tǒng)包括風監(jiān)測子系統(tǒng)、雨量監(jiān)測子系統(tǒng)和異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)三個子系統(tǒng)，該防災安全監(jiān)控系統(tǒng)包括，15個風監(jiān)測點，6個雨監(jiān)測點和34個異物監(jiān)測點，并預留了雪深監(jiān)測和地震監(jiān)控子系統(tǒng)的接入條件。

總體方案設計

防災監(jiān)控系統(tǒng)是架構于通信傳輸系統(tǒng)之上的一套集災害信息采集、分析、處理和指導、輔助安全行車的平臺，主要是對危及鐵路運輸安全的自然災害及異物侵限等突發(fā)危害進行監(jiān)測，并提供經處理后的災害預警信息、限速信息或停運信息等，為運營調度中心運行計劃調整、下達行車管制、搶險救援、維修提供依據，以保證列車安全正點、高效、舒適。

防災安全監(jiān)控系統(tǒng)采用統(tǒng)一的處理平臺，由調度所設備、監(jiān)控數據處理設備、監(jiān)控單元、現場各監(jiān)測設備及通信網絡設備構成。

1·在各現場監(jiān)測點設置風、雨以及異物侵限現場監(jiān)測設備;

2·在鄰近現場監(jiān)測設備的GSM-R基站、車站等的機房內設置現場監(jiān)控單元，根據所接入的現場監(jiān)測傳感器種類的不同，分別配置風、雨以及異物侵限監(jiān)測的監(jiān)控單元主機;

3·在工務段機房設置監(jiān)控數據處理設備，在路局工務處設置工務終端;

4·在調度所設置調度所設備，在調度所行調臺設置防災監(jiān)控終端;

5·各監(jiān)控單元與綜合工區(qū)、調度所間通過傳輸網絡設備構成傳輸網絡，在局界處的傳輸網絡冗余覆蓋至臨界基站;

6·防災監(jiān)控系統(tǒng)在完成異物侵限功能的現場監(jiān)控單元處通過繼電接口直接與列控系統(tǒng)連接。

系統(tǒng)架構

現場監(jiān)控單元

風監(jiān)測子系統(tǒng)現場監(jiān)測設備由風速風向儀、遠程數據傳輸單元等組成。風現場監(jiān)測設備通過風監(jiān)測傳感器采集監(jiān)控點現場的風速、風向、氣溫、氣壓等信息，并編碼后傳送給臨近基站配置的現場監(jiān)控單元。

雨監(jiān)測子系統(tǒng)現場監(jiān)測設備由雨量計、遠程數據傳輸單元等組成。雨現場監(jiān)測設備通過風監(jiān)測傳感器采集監(jiān)控點現場的雨量信息，并編碼后傳送給臨近基站配置的現場監(jiān)控單元。

異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)現場監(jiān)測設備由雙電網傳感器、軌旁控制器等組成?，F場異物侵限監(jiān)測設備主要是對沿線公跨鐵橋梁進行監(jiān)測，通過雙電網傳感器對公跨鐵路橋的落物進行監(jiān)測，并將報警信息傳送到臨近基站配置的現場監(jiān)控單元。

現場監(jiān)控單元為機柜式設備，一般采用模塊化結構，風、雨、異物侵限監(jiān)控等各功能子系統(tǒng)均可與監(jiān)控單元連接，滿足風向風速監(jiān)測、雨量監(jiān)測、落物監(jiān)測等子系統(tǒng)的接入和監(jiān)控，同時預留其它災害監(jiān)測子系統(tǒng)擴展接口。

現場監(jiān)控單元接收由各個監(jiān)測點遠程數據傳輸單元傳來的數據和信息，過濾掉其中無效的數據和信息，并對數據進行初步的處理，濾除干擾數據，將其中的有效數據和信息轉發(fā)給監(jiān)控數據處理設備。

監(jiān)控單元主要功能有以下幾個方面。

1·現場監(jiān)控單元同時接入多個不同種類傳感器的數據;

2·完成風速(含風向、氣溫、氣壓)、降雨量、異物侵限子系統(tǒng)信息等監(jiān)測信息的采集、緩存、分析和相應的數據處理;

3·將風速、降雨量等監(jiān)測信息的實時狀態(tài)信息傳送至監(jiān)控數據處理設備;

4·在發(fā)生異物侵限時，監(jiān)控單元觸發(fā)列控系統(tǒng)，使列車自動停車;

5·具備自檢和對監(jiān)測設備工作狀態(tài)的檢測功能;同時，能夠將故障信息上傳至監(jiān)控數據處理設備并接受監(jiān)控數據處理設備的集中檢測管理。

監(jiān)控數據處理設備

監(jiān)控數據處理設備由數據服務器、應用服務器、通信服務器、磁盤陣列、網絡交換機、網絡安全設備、維護終端等設備組成。其中數據服務器、應用服務器、通信服務器、網絡交換機、網絡安全設備等都采用雙機熱備模式，保障作為整個系統(tǒng)中心的監(jiān)控數據處理設備的安全、可靠。

監(jiān)控數據處理設備功能有以下幾點。

1·監(jiān)控數據處理設備實時接收各監(jiān)控單元傳送來各種監(jiān)測信息，并對監(jiān)測信息進行存儲、分析處理、顯示、打印等;

2·按設定的報警門限值和信息處理規(guī)程，對風、雨、異物侵限監(jiān)測信息進行分析處理，根據災害強度，生成各類報警、預警信息以及相應的行車管制預案并傳送至工務終端和調度所防災監(jiān)控終端;發(fā)生災害時，彈出報警界面，提醒工務段人員及時采取相應應對措施;提示調度所統(tǒng)一指揮，積極處理并排除預警的潛在災害或報警的已發(fā)生災害;

3·存儲風、雨、異物侵限監(jiān)測數據和報警、預警及設備故障信息;各類報警、預警信息的內容包括災害種類、報警和預警時間、災害級別、行車管制預案等;

4·具備對各類信息按指定時段的統(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輸出功能;

5·提供監(jiān)測信息維護、系統(tǒng)運行參數配置、用戶權限管理及訪問日志等在內的系統(tǒng)管理功能;

6·具有自檢和對監(jiān)測設備、監(jiān)控單元的故障進行監(jiān)測以及將故障報警信息傳送至工務終端的功能;各工務段終端實現系統(tǒng)設備自身故障定位和故障報警顯示、歷史記錄查詢等;

7·預留與綜合維修基地管理信息系統(tǒng)的接口，并提供災害信息;

8·預留與國家氣象部門的對外通信接口，接收災害預報、預警信息。

調度所設備

調度所設備分別由防災監(jiān)控終端、通信服務器、UPS電源等設備構成。

監(jiān)控終端以文本、圖形等方式顯示風、雨、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。調度所設備的主要功能是為調度人員提供防災信息，給出行車建議，同時輔助災害發(fā)生后的恢復功能等。

工務終端

工務終端由工務終端設備、告警箱、UPS電源等組成。

工務終端以圖形、文本并音響報警等方式，提供風、雨、異物侵限及設備故障等報警、預警信息和相應的維護預案，并具有信息查詢和報表輸出功能。具備對管轄范圍內異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)設備的工作狀態(tài)進行遠程試驗的功能，并且遠程試驗必須能夠真實模擬雙電網傳感器的狀態(tài)。

系統(tǒng)功能及應用

風監(jiān)測

風監(jiān)測子系統(tǒng)包括大風監(jiān)測報警及預警。

大風監(jiān)測子系統(tǒng)可實時監(jiān)測鐵路沿線風速風向，經過系統(tǒng)分析和判斷，為行車指揮控制系統(tǒng)提供合理的行車速度限制指令信息，或者作為相關部門啟動應急預案提供決策依據。運用這種系統(tǒng)技術，既可以降低大風對鐵路行車的影響和危害程度，也兼顧了保證最大程度的行車效率。

大風監(jiān)測報警，風監(jiān)測報警功能指系統(tǒng)在測量的3秒平均風速達到一定閾值門限后系統(tǒng)發(fā)出報警信號，在測量風速小于一定閾值門限后解除報警。發(fā)出報警時限為風速達到報警門限不大于10秒鐘報警;解除報警時限為大風降級后不大于10分鐘。

風速風向實時監(jiān)測報警功能是大風監(jiān)測子系統(tǒng)的基礎功能，每個風監(jiān)測點采用雙套獨立的風速風向計保證監(jiān)測災害信息發(fā)生的可靠性。

大風監(jiān)測功能由風速傳感計、監(jiān)控單元、應用服務器與調度監(jiān)控終端共同實現。風速傳感計：安裝在鐵路沿線大風危害區(qū)段，用于實時采集風速風向信息;監(jiān)控單元：接收風速傳感計的實時數據上報，并上送至應用服務器進行數據分析處理;應用服務器：接收各監(jiān)控單元實時風速信息，對風監(jiān)測信息進行分析處理后，根據災害強度，生成各類報警、預警信息以及相應的行車管制預案并傳送至工務終端和調度所防災監(jiān)控終端;防災監(jiān)控終端：用于顯示和調度員操作的終端，實時顯示風速風向信息，報警信息、預警信息以及報警級別與報警行車速度限制。

大風報警門限參照《客運專線防災安全監(jiān)控系統(tǒng)總體技術方案(暫行)》要求，設置如下表1。

防災監(jiān)控系統(tǒng)具備大風預警功能。系統(tǒng)通過對風季歷史風監(jiān)測數據進行挖掘和分析，可提前2分鐘-5分鐘對未來強風進行預警，預警值和未來實測值的平均誤差不超過±10%。

列車調度員根據大風預警信息，借助調度電話或者臨時限速操作終端，設置臨時限速，使列車限速運行。

雨量監(jiān)測

雨量監(jiān)測和報警采取“小時降雨量”及“24小時降雨量+小時降雨量監(jiān)測”報警。

在調度所監(jiān)控終端上顯示雨量監(jiān)測報警信息及其對應的行車管制預案，調度員借助列控系統(tǒng)臨時限速終端，以設置和取消臨時限速為手段，使列車限速運行。

異物侵限監(jiān)控

異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)現場監(jiān)測設備由雙電網傳感器、軌旁控制器等組成。

防災監(jiān)控系統(tǒng)的異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)測侵入鐵路限界的異物，觸發(fā)列控系統(tǒng)接口使列車產生緊急制動，在發(fā)生異物侵限事故所對應的閉塞分區(qū)外方停車。

異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)的雙電網傳感器對異物侵入鐵路限界進行監(jiān)控，雙電網傳感器一根電網斷線時，防災監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警;雙電網傳感器二根電網同時斷線時，防災監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)出報警的同時觸發(fā)列控系統(tǒng)接口，使列車產生緊急制動。

系統(tǒng)特點

高安全可靠性

防災安全監(jiān)控系統(tǒng)與控車相關的設備采用2X2取2架構設計，接口采用動態(tài)電路驅動重力繼電器，具有故障-卡斷功能，符合故障-安全原則;系統(tǒng)整體采用冗余架構設計，符合鐵路防雷、電磁兼容和現場環(huán)境運用相關標準，可適應-40℃~+70℃環(huán)境下的使用。

消除信息誤報、漏報

防災安全監(jiān)控系統(tǒng)中，風傳感器采用雙套布置，對雙套風速風向儀采集的數據進行比較判別，根據趨勢分析濾除意外干擾;異物侵限采用雙電網監(jiān)控，保證信息準確可靠，消除誤報漏報。

系統(tǒng)對一個風季歷史風監(jiān)測數據進行挖掘和分析，可提前2分鐘-5分鐘對未來強風進行預警，預警值和未來實測值的平均誤差不超過±10%。

監(jiān)控單元、服務器和關鍵終端冗余配置

整個系統(tǒng)的現場監(jiān)控單元采用全套部件冗余配置，采用雙路UPS、均流冗余的電源層為系統(tǒng)供電，系統(tǒng)的各類硬件板卡都采用雙套熱備，板卡間切換采用安全切換繼電器和通信判斷雙保險保證無縫切換，板卡支持熱插撥，低功耗無操作系統(tǒng)設計，具有高可靠性。

系統(tǒng)的應用服務器、數據庫服務器、調度所監(jiān)控終端、通信服務器等采用雙機熱備，無縫切換，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠;磁盤陣列支持N+1熱備，保證數據存儲安全。

傳感器采用免維護傳感器

防災監(jiān)控系統(tǒng)的風速風向儀、雨量計采用免維護式傳感器，傳感器本身無機械部件，可做到免維護長期使用，并具備IP65高防護等級。降低工務人員到野外對設備進行維護的工作。

異物侵限監(jiān)測傳感器采用無源電網方式，室外沒有電路板和電子器件，無須供電，可耐高溫濕熱環(huán)境，電纜采用防紫外線防腐蝕防護層，可做到免維護長期使用。

遠程集中監(jiān)測和故障診斷維修

防災監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的遠程集中監(jiān)測和故障診斷功能，并支持關鍵部件的遠程管理。

系統(tǒng)支持從監(jiān)控數據處理設備上查詢遠程監(jiān)控單元的軟件狀態(tài)、配置數據、各板卡狀態(tài)和網絡狀態(tài)，支持遠程監(jiān)測和管理整個防災監(jiān)控系統(tǒng)的交換機、服務器和終端主機，可遠程查詢各監(jiān)控單元的UPS運行情況，可查詢各傳感器運行狀態(tài)，在維護終端上以文本和圖形方式一目了然整體系統(tǒng)運行情況并進行管理。

結語

由于高速鐵路運行速度快，可能遇到的危險因素也將增多，采用防災安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的防范風險、規(guī)避災害，通過將各類災害基礎數據的實時傳送匯集，調度中心按照災害處理規(guī)程給出預警處理建議和方案，將建議和方案傳送至各相關業(yè)務調度臺，并在相關區(qū)域運行的列車上顯示，保證列車的正常運行。

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