建設(shè)高速鐵路安全保障體系

1、建設(shè)高速鐵路安全保障體系哈爾濱車輛段鶴崗運用車間 陳昌利 工程師聯(lián)系電話：0384-37436要：本文介紹了日本、德國、法國安全保障體系的構(gòu)成，重點論述了中國高速鐵路安全保障體系的構(gòu)成，在線路基礎(chǔ)、通信信號、列車控制、動車組列車、安全制度建設(shè)等方面建立的安全保障體系及高速鐵路、客運專線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：高速鐵路、安全保障體系高速鐵路的安全管理是一項極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程。高速鐵路安全管理水平不僅關(guān)系到目前鐵路運輸安全形勢，而且也關(guān)系到鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的長遠發(fā)展，關(guān)系到國家和民族的形象。我們要以科學(xué)求實的態(tài)度，從高速鐵路安全管理的規(guī)章制度、固定設(shè)備、高速列車、調(diào)度指揮

2、、人員素質(zhì)、治安環(huán)境以及災(zāi)害防范等各個方面、各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控，學(xué)習(xí)借鑒國外高速鐵路安全管理經(jīng)驗，進一步探索和遵循我國高速鐵路安全管理的內(nèi)在規(guī)律，加快建立健全具有中國特色的高速鐵路安全保障體系，實現(xiàn)我國高速鐵路安全穩(wěn)定。1.國外高速鐵路安全保障體系世界各國在設(shè)計、建設(shè)和運營高速鐵路時，均把確保旅客生命財產(chǎn)和行車安全放在首位，通過實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施高標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)裝備高質(zhì)量、運行管理自動化和安全監(jiān)控實時化，來保證高速列車安全。下面我們對日本、法國、德國安全保障體系進行介紹。1.1 日本新干線行車安全保障體系日本對高速鐵路行車安全保障體系的研究和建設(shè)注重系統(tǒng)性，將安全保障的概念融于整個高速鐵路運營管理系統(tǒng)之中

3、。日本新干線高速鐵路在其30多年的發(fā)展歷程中，沒有發(fā)生一起旅客死亡事故，其安全保障體系功不可沒。日本的新干線行車安全保障體系大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：1.1.1列車自動控制(ATC)和調(diào)度集中(CTC)日本鐵路在既有線列車上裝備了大量的ATC設(shè)備，接收和處理列車當(dāng)前位置的有關(guān)信息；隨著電子技術(shù)的進步，東海道新干線1964年開通伊始就使用了CTC，完成集中控制、列車運行集中監(jiān)視和信號設(shè)備故障監(jiān)視等功能，實現(xiàn)以調(diào)度所為中心對列車安全的保障。1.1.2計算機化的安全、維護與運營系統(tǒng)(COSMOS)1995年東日本鐵路公司成功開發(fā)了COSMOS系統(tǒng)。COSMOS系統(tǒng)利用先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將幾乎所有與運營和安

4、全相關(guān)的系統(tǒng)綜合起來，包括計劃生成、運營管理、維護作管理、設(shè)備管理、電力控制、中央信息監(jiān)視、車輛管理和車站作業(yè)管理8個子系統(tǒng)，是一種全新概念上鐵路安全、維護與運營系統(tǒng)。1.2法國TGV列車行車安全保障體系法國高速鐵路創(chuàng)造了當(dāng)前世界輪軌系交通的最高試驗速度515.3Km/h，運營速度也達到300-320 Km/h，其安全保障體系以TVM-430機車信號自動控制系統(tǒng)為核心，依靠車-地之間可靠的通信將列車、沿線設(shè)備和控制中心聯(lián)系起來，還增加了設(shè)備監(jiān)測和報警子系統(tǒng)，進一步強化列車運行安全的保障功能。車載設(shè)備包括TVM-430機車信號、故障監(jiān)測和診斷裝置、車載局域網(wǎng)等；沿線分布了接觸網(wǎng)電壓監(jiān)測、熱軸監(jiān)測

5、、降雨監(jiān)測、降雪監(jiān)測、大風(fēng)監(jiān)測、立交橋下落物監(jiān)測等各種監(jiān)測設(shè)備；控制中心主要包括行車調(diào)度、電力調(diào)度和中央維護監(jiān)督三部分，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信息。1.3德國ICE行車安全保障體系德國高速鐵路不同于日、法兩國，屬客、貨混運型，且隧道約占線路長度的1/3 ，因此，隧道內(nèi)的行車安全成為其安全保障的重點，除了采用安全監(jiān)測系統(tǒng)外，還制定了嚴(yán)格有效的防范措施以及運營措施。德國ICE高速列車在高速線上采用了防災(zāi)報警系統(tǒng)(MAS90)，其主要特點是利用功能強大的車載故障監(jiān)測和診斷系統(tǒng)，通過無線通信與地面維修中心構(gòu)成集行車控制、故障監(jiān)測、維護等功能于一體的行車安全保障體系，除可監(jiān)督線路裝備的運用狀態(tài)外，還可識別和及時

6、報告環(huán)境對行車安全的影響，以及移動設(shè)備發(fā)生破損的情況。2.我國鐵路安全保障現(xiàn)狀我國高速鐵路建立了科學(xué)嚴(yán)密的安全保障體系。在線路基礎(chǔ)、通信信號、列車控制、動車組列車、安全制度建設(shè)等方面建立了全覆蓋、立體化、高可靠的安全保障體系。工務(wù)工程方面：全線鋪設(shè)的無砟軌道，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，免維修，使用壽命長；全線鋪設(shè)的無縫鋼軌，依托先進的長鋼軌焊接工藝，創(chuàng)造了世界一流的軌道質(zhì)量。通信信號方面：全線彩GSM-R鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了移動話音通信和無線數(shù)據(jù)傳輸；采用CTCS-3D高速鐵路運用控制系統(tǒng)，滿足了列車最高時速350公里，最小追蹤間隔3分鐘的運行控制要求，實現(xiàn)了高速線與既有線的互聯(lián)互通。列車控制系統(tǒng)方面

7、：主要是采用了基于GSM-R無線的通訊方式，實現(xiàn)列車和地面的雙線通信，同時由地面的無線閉塞中心(RBC)，向列車發(fā)出行車許可來控制列車運行。由于它采用了無線的信息傳輸，信息量大大增加，控車的精度也非常高。CTCS-3系統(tǒng)是今后中國高速鐵路主用的一套系統(tǒng)。牽引供電方面：采用SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程監(jiān)控，整個系統(tǒng)設(shè)備表現(xiàn)出可靠、穩(wěn)定、優(yōu)良的供電品質(zhì)和免維護、少維修、抵御自然環(huán)境侵害能力強等特點。運營調(diào)度方面：全線應(yīng)用的CTC運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)，對全線運行列車實現(xiàn)集中調(diào)度控制。高速動車組方面：國產(chǎn)CRH2和CRH3型“和諧號”動車組狀態(tài)良好，牽引能力、制動性能、空氣動力學(xué)性能完全滿足時速350公里運行

8、安全要求，在動車組列車上安裝了車載添乘儀，時時動態(tài)檢測線路質(zhì)量，超標(biāo)自動報警，體振動低、沖動小、低噪聲、空間大，綜合舒適度好，節(jié)能環(huán)保，各項指標(biāo)達到世界先進水平。規(guī)章制度管理體系方面：鐵道部已制定執(zhí)行的文件關(guān)于CRH5型動車組相關(guān)設(shè)施設(shè)備檢修及使用要求的通知、動車組運用安全控制辦法、動車組運用所基本管理制度、鐵路客運專線技術(shù)管理辦法(試行)、路局貫徹執(zhí)行的文件XX鐵路局動車組行車組織辦法、CRH5型動車組一級檢修辦法、CRH5型動車組一、二級檢修作業(yè)暫行辦法、XX鐵路局動車組專業(yè)管理實施細則、XX車輛段動車組各工種作業(yè)程序、動車組隨車機械師作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）、XX鐵路局動車組應(yīng)急通信預(yù)案、XX車

9、輛段作業(yè)安全控制辦法等技術(shù)及安全性文件，同時建立起高速鐵路規(guī)章制度的動態(tài)優(yōu)化機制。下面介紹一下我國高速鐵路安全保障系統(tǒng)的構(gòu)成。2.1 高速鐵路、客運專線調(diào)度指揮模式及運營維護機構(gòu)設(shè)置 2.1.1 調(diào)度指揮模式 我國調(diào)度指揮實現(xiàn)了集中控制，通過CTC系統(tǒng)進行運輸指揮的自動集中控制和站車一體管理，客運專線調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能:個別選呼，組呼，廣播呼叫，系統(tǒng)全呼，電話互聯(lián)呼叫，繁忙排隊/自動回叫，緊急呼叫，限時通話，優(yōu)先級呼叫，廣域租戶，強插強拆，呼叫轉(zhuǎn)移，呼叫監(jiān)測，組呼監(jiān)測，動態(tài)重組。形成了計劃準(zhǔn)確、安排超前、實施快速、調(diào)整得當(dāng)、 急可靠、反應(yīng)快速、工作協(xié)調(diào)的現(xiàn)代化調(diào)度指揮系統(tǒng)。 2.1.2 運

10、營維護機構(gòu)設(shè)置 高速鐵路、客運專線一般除設(shè)置綜合調(diào)度中心實現(xiàn)運輸調(diào)度指揮外，還設(shè)置動車段、動車運用所、綜合維修段、綜合維修丁區(qū)、綜合維修工區(qū)派駐點等運營維護機構(gòu)，以實現(xiàn)對線路、橋梁、隧道等工務(wù)設(shè)施、通信、信號等電務(wù)設(shè)備、電力、牽引供電等供電設(shè)備以及機械、動車的管理及維護。 2.2 高速鐵路、客運專線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)高速鐵路、客運專線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成是架構(gòu)于通信傳輸系統(tǒng)之上的安全信息采集、監(jiān)控系統(tǒng)，是綜合調(diào)度系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。其中高速鐵路綜合檢測列車可對設(shè)備設(shè)施進行綜合檢測指導(dǎo)檢測、指導(dǎo)養(yǎng)護維修；高速鐵路動車組車載技術(shù)診斷系統(tǒng)能及時、準(zhǔn)確度地檢測預(yù)報設(shè)備故障；大風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)能根據(jù)不同等級的風(fēng)

11、速及時發(fā)出限速報警信息；落物監(jiān)控系統(tǒng)能隨時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場落物，指揮列車自動減速或停車，全線安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可對重點區(qū)段和設(shè)備設(shè)施進行24小時實時監(jiān)控等等。221 系統(tǒng)構(gòu)成 高速鐵路、客運專線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)其運營維護管理體制及機構(gòu)沒置情況，一般由中心系統(tǒng)、綜合維修段系統(tǒng)、綜合維修二區(qū)系統(tǒng)、現(xiàn)場各類信息監(jiān)測設(shè)備及傳輸線路構(gòu)成，各系統(tǒng)采用100 M1 000 M局域網(wǎng)，并通過通信專業(yè)提供的傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)廣域網(wǎng)。222 系統(tǒng)主要職能 222.1中心系統(tǒng)實時接收并處理綜合維修段系統(tǒng)上報的有關(guān)信息；根據(jù)信息分析處理的結(jié)果，提供各種防災(zāi)報警數(shù)據(jù)，為列車運行控制提供依據(jù)；提供有關(guān)防災(zāi)預(yù)警、限速

12、、停運決策信息，為列車運行計劃的調(diào)整提供依據(jù)。同時，中心系統(tǒng)具有集中維護管理全線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的功能。 222.2綜合維修段系統(tǒng)主要負責(zé)收集、匯總管轄范圍內(nèi)各綜合維修工區(qū)上報的防災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行分析處理、存儲、顯示、打印，當(dāng)分析結(jié)果達到報警標(biāo)準(zhǔn)時，產(chǎn)生報警信息并上報中心系統(tǒng)。段系統(tǒng)還負責(zé)將綜合調(diào)度中心制定好的維修計劃、應(yīng)急措施(如加強沿線巡查、通知有關(guān)部門警戒等)下發(fā)相關(guān)工區(qū)系統(tǒng)。 222.3綜合維修工區(qū)系統(tǒng)主要負責(zé)收集管轄范圍內(nèi)防災(zāi)現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備傳送來的各種數(shù)據(jù)，分類匯總后上報綜合維修段系統(tǒng)，同時接收綜合維修段系統(tǒng)下發(fā)的維修計劃、應(yīng)急措施，并根據(jù)計劃控制現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備。 222.4現(xiàn)場各類

13、信息監(jiān)測設(shè)備實時采集、處理各類現(xiàn)場信息，并將采集到的信息通過光電纜傳輸線路傳送到綜合維修工區(qū)。 223 系統(tǒng)監(jiān)測功能 高速鐵路、客運專線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)具有監(jiān)測自然災(zāi)害(風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、地震)、軌溫、火災(zāi)、異物侵限等功能，JI"為列車運行管制提供輔助決策。 2231 風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測 為了防止強風(fēng)引起脫軌或飛米物造成行車事故，防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)具有實時峪測風(fēng)速、風(fēng)向，完成管轄范圍內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向信息的匯總、分析及處理的功能。當(dāng)風(fēng)速達到警戒標(biāo)準(zhǔn)時，段及工區(qū)系統(tǒng)將產(chǎn)生報警信息，并卜報巾心系統(tǒng)；同時通過綜合調(diào)度系統(tǒng)，將報警信息提供給列調(diào)子系統(tǒng)，由列調(diào)子系統(tǒng)發(fā)布列車限速、停運等運行管制命令。 2232

14、 雨量監(jiān)測 防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)具有實時監(jiān)測雨量信息，完成管轄范圍內(nèi)雨量信息的匯總、分析及處理的功能。當(dāng)雨量達到警戒及巡檢標(biāo)準(zhǔn)時，段及工區(qū)防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)將產(chǎn)生報警信息，并上報中心系統(tǒng)；同時通過綜合調(diào)度系統(tǒng)，將報警信息提供給綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)、列調(diào)子系統(tǒng)；由綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)向綜合維修段系統(tǒng)發(fā)布加強地面巡查或采用添乘巡查的命令，并在發(fā)生異常情況時及時報告綜合調(diào)度中心；當(dāng)雨量警戒值達到限值時，由列調(diào)子系統(tǒng)發(fā)布列車限速、停運等運行管制命令。 2233 地震監(jiān)測 因為地震災(zāi)害是突發(fā)性的，破壞性較大，除直接破壞鐵路基礎(chǔ)設(shè)施外，還會導(dǎo)致列車脫軌和傾覆以及沖入受災(zāi)地區(qū)等。為避免這些災(zāi)害的發(fā)生，防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)

15、具有地震監(jiān)測功能，實時監(jiān)測地震信息，完成地震信息的匯總、分析及處理。當(dāng)牽引變電所防災(zāi)機房內(nèi)設(shè)置的加速度報警儀檢測到45 gal及以上的水平地震加速度時，中心、段及工區(qū)的防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)出警報，并通過感震柜控制牽引變電所立即停止供電；顯示用地震儀可顯示水平地震加速度波形，進一步判斷加速度報警儀報警的可靠性，并為震后運行管制提供數(shù)據(jù)，作為震后決定巡檢區(qū)間、巡檢方式和列車限速要求的依據(jù)；同時通過綜合調(diào)度系統(tǒng)，將報警信息提供給綜合維修調(diào)度、列調(diào)、電調(diào)子系統(tǒng)；由列調(diào)子系統(tǒng)發(fā)布列車限速、停運等運行管制命令；由電調(diào)子系統(tǒng)完成相關(guān)控制操作。 2234 軌溫監(jiān)測 防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)能實時監(jiān)測無縫線路的軌溫、氣

16、象等信息，完成管轄范圍內(nèi)軌溫信息、大氣溫度、濕度信息的匯總、分析及處理，為工務(wù)維修部門、綜合調(diào)度中心提供決策依據(jù)。當(dāng)軌溫達到警戒及巡檢標(biāo)準(zhǔn)時，段及工區(qū)系統(tǒng)將產(chǎn)生報警信息，并上報中心系統(tǒng)；同時通過綜合調(diào)度系統(tǒng)，將報警信息提供給綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)、列調(diào)子系統(tǒng)；由綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)向綜合維修段發(fā)布加強地面巡查或維修準(zhǔn)備命令，發(fā)生異常情況時及時報告綜合調(diào)度中心；當(dāng)軌溫達到報警限值時，由列調(diào)子系統(tǒng)發(fā)布列車限速、停運等運行管制命令。 2235 火災(zāi)監(jiān)測 防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)能實時監(jiān)測大型站房、無人值守專業(yè)機械室的火災(zāi)報警信號。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，段及工區(qū)系統(tǒng)將產(chǎn)生報警信息，并上報中心系統(tǒng)，同時通過綜合調(diào)度系統(tǒng)，將報警信息提供給綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)。 2236 防落物系統(tǒng)監(jiān)測 公路上跨鐵路橋(鐵