《沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣要素監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)規(guī)程》 征求意見(jiàn)稿

1T/TMACXXX—2024沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣要素監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)規(guī)程本文件規(guī)定了沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣氣象要素監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法、監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)、報(bào)警預(yù)警規(guī)則等技術(shù)要求。本文件適用于我國(guó)東南沿海地區(qū)市域鐵路開展高影響天氣安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警工作。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T32630—2016非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)要求GB/T33697—2017公路交通氣象監(jiān)測(cè)設(shè)施技術(shù)要求GB/T35224—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范天氣現(xiàn)象GB/T35227—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范風(fēng)向和風(fēng)速GB/T35228—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范降水量GB/T36742-2018氣象災(zāi)害防御重點(diǎn)單位氣象安全保障規(guī)范GB/T37025—2018信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸安全技術(shù)要求QX/T51—2007地面氣象觀測(cè)規(guī)范第7部分：風(fēng)向和風(fēng)速預(yù)測(cè)QX/T111—2010高速公路交通氣象條件等級(jí)QX/T334—2016高速鐵路運(yùn)行高影響天氣條件等級(jí)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T33697-2017、GB/T35224-2017、GB/T35228-2017、GB/T35227-2017、GB/T36742-2018、QX/T334-2016、QX/T51-2007、QX/T111-2010中界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1市域（郊）鐵路suburbanrailway為都市圈中心城市城區(qū)連接周邊城鎮(zhèn)組團(tuán)及其城鎮(zhèn)組團(tuán)之間提供公交化、大運(yùn)量、快速便捷的軌道交通系統(tǒng)，是城市綜合交通體系的重要組成部分。3.2高影響天氣highimpactweather對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境產(chǎn)生重大影響的天氣現(xiàn)象與事件，如對(duì)流性和地形降水造成的洪水、2T/TMACXXX—2024暴風(fēng)雪、沙塵暴，破壞性地面大風(fēng)等，也包括高溫、低溫、干旱、影響空氣質(zhì)量的氣候條件以及具有高度社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響的非極端天氣等。[來(lái)源：QX/T334-2016，2.2]3.3風(fēng)速windspeed單位時(shí)間內(nèi)空氣移動(dòng)的水平距離。[來(lái)源：QX/T51-2007，3.3]3.4降雨量rainfall某一時(shí)段內(nèi)，從天空降落到地面上的雨水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水平面上積聚的深度。3.5降雨強(qiáng)度rainstrength一小時(shí)（1h）降雨量或1分鐘（1min）降雨量。注：?jiǎn)挝粸楹撩酌啃r(shí)（mm/h）或毫米[來(lái)源：QX/T111-2010，2.1，有修改]3.6氣象監(jiān)測(cè)meteorologicalmonitoring通過(guò)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)氣象環(huán)境要素的實(shí)時(shí)數(shù)值進(jìn)行記錄和展示。3.7氣象預(yù)測(cè)meteorologicalforecasting根據(jù)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的實(shí)時(shí)與歷史氣象數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)、物理模型等手段，預(yù)估未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的氣象環(huán)境要素的數(shù)值或狀態(tài)。3.8警戒狀態(tài)alertstate指鐵路的正常運(yùn)行受到高影響天氣的威脅或發(fā)生緊急情況，鐵路運(yùn)營(yíng)部門需要采取預(yù)防或應(yīng)急處置措施來(lái)應(yīng)對(duì)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)。警戒狀態(tài)包含報(bào)警和預(yù)警兩種子狀態(tài)。3.9報(bào)警alarm氣象監(jiān)測(cè)獲得的氣象要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)量超過(guò)預(yù)先規(guī)定的安全閾值時(shí)發(fā)出的警戒狀態(tài)信號(hào)。3.10預(yù)警early-warning3T/TMACXXX—2024氣象預(yù)測(cè)獲得的氣象要素預(yù)測(cè)值超過(guò)規(guī)定的安全閾值，有可能引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)提前發(fā)出的警戒狀態(tài)信號(hào)。4監(jiān)測(cè)內(nèi)容4.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)一般包括風(fēng)速、降雨強(qiáng)度、能見(jiàn)度、軌道和路基狀況、天氣現(xiàn)象等，主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和對(duì)應(yīng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的要求。表1沿線氣象監(jiān)測(cè)站主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)要求±0.4mm(≤10mm）,±4%10mm）積水深度、積雪厚度、±10%(≤1500m）4.2非局部監(jiān)測(cè)氣象要素市域鐵路沿線無(wú)法監(jiān)測(cè)的雷電等氣象要素，可引入第三方氣象服務(wù)信息。對(duì)于臺(tái)風(fēng)等大范圍極端氣象災(zāi)害信息，系統(tǒng)應(yīng)具備接收官方氣象災(zāi)害發(fā)布信息的能力或具備跳轉(zhuǎn)至官方氣象災(zāi)害發(fā)布網(wǎng)站的功能。5監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法5.1監(jiān)測(cè)布點(diǎn)要求5.1.1新建線路監(jiān)測(cè)布點(diǎn)要求對(duì)于新建市域鐵路線路暫未布設(shè)沿線氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情形，應(yīng)根據(jù)地形地勢(shì)、沿線環(huán)境、軌道線型等要素對(duì)線路劃分區(qū)段，并對(duì)各區(qū)段做整體的氣象風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，選取高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。當(dāng)選定的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段中有高架線站點(diǎn)時(shí)，可就近布設(shè)在線路站點(diǎn)處。5.1.2已有監(jiān)測(cè)點(diǎn)補(bǔ)設(shè)要求對(duì)于已布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)但需要補(bǔ)設(shè)的情形，應(yīng)在拓展線路氣象風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)能力的基礎(chǔ)上盡量降低補(bǔ)設(shè)成本。例如風(fēng)速等局部差異較大的氣象要素，可通過(guò)評(píng)估已布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的歷史數(shù)據(jù)相似性作為決策依據(jù)，相似性越小，補(bǔ)設(shè)的必要性越高。4T/TMACXXX—20245.2監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝5.2.1一般安裝要求風(fēng)速、風(fēng)向、雨量計(jì)應(yīng)設(shè)置在無(wú)遮擋、寬敞地段，布置在區(qū)間內(nèi)的，應(yīng)通過(guò)支架固定在接觸網(wǎng)立柱上。5.2.2測(cè)風(fēng)點(diǎn)安裝高度測(cè)風(fēng)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)符合一定的高度要求。當(dāng)軌旁沒(méi)有擋風(fēng)墻時(shí)，測(cè)風(fēng)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在距離軌面4m以上的高度。當(dāng)軌旁設(shè)有擋風(fēng)墻時(shí)，測(cè)風(fēng)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在擋風(fēng)墻高度以上3m至4m的高度。5.2.3測(cè)風(fēng)點(diǎn)橫向安裝距離在滿足高度的前提下，區(qū)間內(nèi)的測(cè)風(fēng)設(shè)備應(yīng)布置在距離軌行區(qū)2m以外，避免列車風(fēng)干擾風(fēng)速監(jiān)測(cè)。5.2.4能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)能見(jiàn)度通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)司機(jī)瞭望輔助。攝像頭傳感器可設(shè)置車載或軌旁固定攝像頭。軌旁的固定攝像頭僅設(shè)置在重點(diǎn)路段。5.2.5監(jiān)測(cè)設(shè)備供電監(jiān)測(cè)設(shè)備供電可選擇市電（AC220V、50Hz），也可采用太陽(yáng)能、風(fēng)能、蓄電池等供電方5.2.6防雷措施監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)安裝防雷設(shè)施，做好電源系統(tǒng)的雷電保護(hù)措施。5.2.7安全警示標(biāo)志監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)張貼用電安全警示標(biāo)志。5.3數(shù)據(jù)采樣與傳輸5.3.1.1采樣頻率風(fēng)速采樣要求每秒鐘采樣一次，其他氣象要素要求每分鐘采樣一次。5.3.1.2設(shè)備邊緣計(jì)算能力風(fēng)速監(jiān)測(cè)設(shè)備需要具有一定的邊緣計(jì)算能力，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)速信號(hào)預(yù)處理。5T/TMACXXX—20245.3.1.3數(shù)據(jù)預(yù)處理規(guī)則針對(duì)風(fēng)速數(shù)據(jù)，需要將其處理成過(guò)去一定時(shí)間內(nèi)的平均值。根據(jù)線路的氣象預(yù)警規(guī)則，可設(shè)置為過(guò)去1min、2min、5min等時(shí)間窗的平均風(fēng)速。5.3.1.4數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)采集端與后臺(tái)系統(tǒng)端之間應(yīng)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立雙向通訊。5.3.1.5其他要求其他監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)預(yù)處理功能應(yīng)與傳感器的分辨力,精度、抗電磁干擾等性能相匹配,6監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)6.1系統(tǒng)部署地點(diǎn)線路運(yùn)行控制中心（OCC）應(yīng)部署監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)，其他地點(diǎn)按需部署。6.2系統(tǒng)功能組成氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)具備氣象要素顯示、預(yù)測(cè)預(yù)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和輔助決策建議推送等功能。6.3氣象要素顯示氣象要素顯示應(yīng)包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)名稱、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)（id）、氣象要素監(jiān)測(cè)值、報(bào)警信息。6.4預(yù)測(cè)預(yù)警6.4.1預(yù)測(cè)方法宜采用傳統(tǒng)時(shí)間序列預(yù)測(cè)，機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)回歸模型對(duì)氣象要素進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)于風(fēng)速等高頻信號(hào)，宜采用小波分解、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解等信號(hào)處理方法進(jìn)行分解預(yù)處理。6.4.2預(yù)測(cè)值的存儲(chǔ)與顯示應(yīng)存儲(chǔ)氣象要素預(yù)測(cè)結(jié)果，用于預(yù)測(cè)精度計(jì)算與預(yù)測(cè)算法的優(yōu)化。在系統(tǒng)可視化界面中應(yīng)同時(shí)顯示氣象要素的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值。6.4.3預(yù)測(cè)結(jié)果修正若預(yù)測(cè)精度不足，在系統(tǒng)可接入外網(wǎng)的情況下，可以通過(guò)獲取第三方氣象服務(wù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)用于輔助修正預(yù)測(cè)結(jié)果。6T/TMACXXX—20246.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理6.5.1存儲(chǔ)要求可通過(guò)構(gòu)建本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)等形式對(duì)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，應(yīng)符合存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)3年的時(shí)間要求。6.5.2數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)便于管理者查看的形式導(dǎo)出。6.5.3數(shù)據(jù)特征要求數(shù)據(jù)宜符合GB/T38637.2-2020的相關(guān)規(guī)定，對(duì)圖像、音頻、視頻及文本非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)特征抽取應(yīng)符合GB/T32630-2016的相關(guān)規(guī)定。6.5.4數(shù)據(jù)傳輸安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸安全應(yīng)符合GB/T37025-2018的相關(guān)規(guī)定，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存完整性應(yīng)采用封裝簽名,測(cè)試字驗(yàn)證,引用約束等方式,并提供非完整數(shù)據(jù)的解決措施。通過(guò)公網(wǎng)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)根據(jù)管理要求進(jìn)行加密傳輸,加密過(guò)程應(yīng)使用國(guó)家密碼管理部門批準(zhǔn)使用的算法。6.6輔助決策建議系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)氣象要素的實(shí)測(cè)和預(yù)測(cè)結(jié)果顯示、推送氣象風(fēng)險(xiǎn)管控決策建議。決策建議應(yīng)全面涵蓋針對(duì)車輛（司機(jī)）、列控中心、車站、工務(wù)、供電、電務(wù)等專業(yè)部門在不同預(yù)警等級(jí)下的風(fēng)險(xiǎn)防控措施，大風(fēng)和暴雨天氣等極端天氣下的各部門輔助決策建議參考見(jiàn)附錄A。7警戒規(guī)則7.1警戒狀態(tài)劃分根據(jù)氣象要素預(yù)測(cè)結(jié)果判斷警戒狀態(tài)，警戒狀態(tài)等級(jí)與對(duì)應(yīng)的顏色和中國(guó)氣象局的氣象預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)一致。按照氣象風(fēng)險(xiǎn)由小到大，分別對(duì)應(yīng)藍(lán)色警戒RGB（0，0，255）、黃色警戒RGB（255，255，0）、橙色警戒RGB（255，128，0）、紅色警戒RGB（255，0，0）。實(shí)際應(yīng)用中可設(shè)置3-4個(gè)警戒狀態(tài)等級(jí)，根據(jù)最高的警戒狀態(tài)閾值確定等級(jí)數(shù)量。若達(dá)到橙色預(yù)警即進(jìn)入列車停運(yùn)狀態(tài)，則最高等級(jí)設(shè)置為橙色，即設(shè)置藍(lán)、黃、橙三個(gè)狀態(tài)；若達(dá)到紅色預(yù)警才施行列車停運(yùn)，則最高等級(jí)設(shè)置為紅色，即共有藍(lán)、黃、橙、紅四個(gè)狀態(tài)。對(duì)于可接入外網(wǎng)獲取第三方氣象服務(wù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，需要綜合考慮實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和第三方氣象服務(wù)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)判氣象風(fēng)險(xiǎn)大小。在每一個(gè)警戒狀態(tài)等級(jí)中，可根據(jù)這三類數(shù)據(jù)值進(jìn)一步劃分i（報(bào)警）、ii（預(yù)警）、iii（預(yù)警）三個(gè)子等級(jí)，劃分規(guī)則見(jiàn)表2。7T/TMACXXX—2024表2警戒狀態(tài)子等級(jí)與劃分規(guī)則i///7.2強(qiáng)風(fēng)天氣的警戒狀態(tài)等級(jí)在強(qiáng)風(fēng)天氣下，市域鐵路警戒狀態(tài)等級(jí)劃分見(jiàn)表3。表3強(qiáng)風(fēng)天氣警戒狀態(tài)等級(jí)劃分//////8T/TMACXXX—2024////7.3暴雨天氣的警戒狀態(tài)等級(jí)在暴雨天氣下，市域鐵路警戒狀態(tài)等級(jí)劃分見(jiàn)表4。表4暴雨天氣警戒狀態(tài)等級(jí)劃分/////9T/TMACXXX—2024/////注：R表示小時(shí)降雨量，單位mm/h；r表示分鐘降雨積水深度也是暴雨氣象風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)，與局部路段的排水能力有關(guān)，建議結(jié)合積水深度指標(biāo)與降雨量決定現(xiàn)場(chǎng)處置措施（見(jiàn)附錄A）。7.4積雪的警戒狀態(tài)等級(jí)積雪對(duì)市域鐵路運(yùn)行的影響警戒狀態(tài)等級(jí)劃分見(jiàn)表5。表5積雪警戒狀態(tài)等級(jí)劃分//T/TMACXXX—2024表5（續(xù)）////////7.5低能見(jiàn)度警戒狀態(tài)等級(jí)低能見(jiàn)度的警戒狀態(tài)直接由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)決定，等級(jí)劃分見(jiàn)表6。T/TMACXXX—2024表6低能見(jiàn)度警戒狀態(tài)等級(jí)劃分T/TMACXXX—2024附錄A（資料性）強(qiáng)風(fēng)和暴雨天氣警戒輔助決策建議不同市域鐵路沿線自然環(huán)境不同，強(qiáng)風(fēng)和暴雨天氣的應(yīng)急響應(yīng)有不同的側(cè)重點(diǎn)，單位可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整或補(bǔ)充。宜參照下述內(nèi)容從調(diào)度、車站、工電供基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)等角度提出風(fēng)險(xiǎn)防控的輔助決策建議。A.1強(qiáng)風(fēng)天氣輔助決策建議根據(jù)強(qiáng)風(fēng)天氣的不同警戒等級(jí)，為運(yùn)行控制中心（OCC）、車站、工務(wù)、電務(wù)、供電等部門分別提出風(fēng)險(xiǎn)防控的輔助決策建議，如表A.1所示。表A.1強(qiáng)風(fēng)警戒狀態(tài)與輔助決策建議a)建議安全速b)司機(jī)注意瞭a)提醒高架線乘客a)注意檢查是否存在被風(fēng)吹落的輕b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導(dǎo)線是否/////a)建議安全速b)司機(jī)注意瞭大風(fēng)可能造成延a)注意檢查是否存在被風(fēng)吹落的輕構(gòu)b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導(dǎo)線是否存a)建議安全速a)提醒高架線乘客a)注意檢查是否存在被風(fēng)吹落的輕b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導(dǎo)線是否存T/TMACXXX—2024表A.1（續(xù)）a)提醒高架線乘客b)向乘客發(fā)布由于c)對(duì)于滯留車站的a)注意檢查是否存在被風(fēng)吹落的輕b)注意檢查接觸網(wǎng)及附加導(dǎo)線是否c)做好外出作業(yè)人員的防風(fēng)安全措施a）建議安全速b）司機(jī)注意瞭a)提醒高架線乘客b)向乘客發(fā)布由于A.2暴雨天氣輔助決策建議根據(jù)暴雨天氣的不同警戒等級(jí)，為運(yùn)行控制中心（OCC）、車站、工務(wù)、電務(wù)、供電等部門分別提出風(fēng)險(xiǎn)防控的輔助決策建議，如表A.2所示。嚴(yán)寒結(jié)冰等可能引起輪軌黏著系數(shù)降低、設(shè)備發(fā)生故障的情況可同步參照該表實(shí)施。表A.2暴雨警戒狀態(tài)與輔助決策建議a)提醒司機(jī)運(yùn)/a)檢查易發(fā)生澇災(zāi)的重點(diǎn)區(qū)域的排水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情隧道峒口及隧道區(qū)間的集水井抽b)檢查電氣設(shè)備是b)提醒司機(jī)望a）積水浸到道床時(shí)，則上不能通過(guò)，必須通過(guò)的，限速c)發(fā)布“濕軌模式”等適用于潮濕天d)提醒司機(jī)關(guān)注輪對(duì)空轉(zhuǎn)/滑行的提T/TMACXXX—2024表A.2（續(xù)）/////a)提醒司機(jī)布由于暴雨造成延誤或停運(yùn)乘客進(jìn)行有序避難密切監(jiān)視雨水倒灌采取擋水a(chǎn))檢查易發(fā)生澇災(zāi)的重點(diǎn)區(qū)域的排水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情隧道峒口及隧道區(qū)間的集水井抽b)檢查電氣設(shè)備是b)提醒司機(jī)望a)積水浸到道床時(shí)，c)積水漫過(guò)軌面，停運(yùn)d)提醒司機(jī)關(guān)注輪對(duì)空轉(zhuǎn)/滑行的提a)提醒司機(jī)a)向乘客發(fā)布由于暴雨造成延誤或停運(yùn)的b)對(duì)于滯留乘客進(jìn)行有序避c)地下車站密切監(jiān)視雨水倒a)檢查易發(fā)生澇災(zāi)的重點(diǎn)區(qū)域的排水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，監(jiān)視出入口、隧道峒口及隧道區(qū)間的集水井抽水b)檢查電氣設(shè)備是c)檢查是否存在橋d)檢查是否存在路b)提醒司機(jī)望a）積水浸到道床時(shí)，則上不能通過(guò)，必須通過(guò)的，限速d)提醒司機(jī)關(guān)注輪對(duì)空轉(zhuǎn)/滑行的提T/TMACXXX—2024參考文獻(xiàn)[1]GB/T34428.4-2017高速公路監(jiān)控設(shè)施通信規(guī)程第4