浅析基于视频的高速铁路综合安全防灾系统

　　前 言

　　安全是铁路运输永恒的主题，是铁路的生命线。我国地域辽阔，地形复杂，气候变化大，致使铁路灾害分布广泛、类型众多、发生频繁，铁路灾害的分布遍及全国，基本上凡有铁路的地方均受程度不同的灾害侵袭，由此平均每年造成铁路运输中断100余次，累计1 0002 000 h，最高峰曾达到年断道211次。已发生灾害路段占全路总运营里程的20%以上，尚有许多线路灾害处于潜伏状态，严重威胁铁路的行车安全。

　　高速铁路由于列车运行速度高、密度大，运送对象以旅客为主，一旦发生事故后果不可想象。因此，除了要求机车车辆、供电、线路以及通信信号设备高性能外，对各种可能发生的灾害，如自然灾害(强风、暴雨、大雪、地震)、突发事故(坍方落石、异物侵限)、列车及设备故障、突发的大规模群体事件等，都要实施全面监测。世界各国已建成和正在建成的高速铁路均将综合安全保障体系的研究放在首位。如何针对可能发生的各类危及行车安全的灾害，建立安全、可靠、实时、准确的铁路安全防灾监控和信息传输体系，制定科学有效的预警机制和应急预案，在灾害发生前或发生后及时控制运行列车减速或停车，使各种多发、随机的铁路灾害造成的破坏力降低到最小程度或避免灾害的发生，这对铁路部门科学、合理地调度列车、指挥运行，确保铁路客运专线运行安全有着重大的实践意义。

　　一 高速铁路综合安全防灾的需求分析

　　1.1 综合防灾安全监控功能需求

　　综合防灾安全监控系统是对危及列车运行安全的自然灾害(风、雨、洪水、地震等)、异物侵限、突发事故和事件等进行实时监测；对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定设备安全隐患、灾害及故障的类型、性质和级别；实时显示经处理后的信息及灾害预警、限速、停运、恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制、抢险救援、维修等指令提供依据。

　　1.2 覆盖内容需求

　　高速铁路安全监控的主要监测内容按对象不同可大致分为5大类：自然灾害监测(如地震、雨量及洪水、风速和风向等)；线路监测(如轴温、路基灾害等)；大型结构物监测(如车站站房、隧道、牵引变电所及通信信号机械室内及周围自然状况监测等)；物体侵入监测；列车运行状况与车厢监测等。

　　1.2.1 自然灾害监测

　　强风监测：监测点设置在易发生强风或突发性大风地区的车站、高架线和桥梁上。

　　雨量及洪水监测：洪水灾害不像地震、风灾那样具有突发性，而是按积少成多、循序渐进的规律因汛期雨水多而形成灾害的。高速铁路受雨及洪水破坏主要表现在路堤、桥梁以及路堑自然边坡破坏三大方面。

　　地震监测：地震是属于发生概率较小，但危害最大的一种特殊灾害，高速铁路沿线地震仪应设置在地震烈度大于等于VII度的线路区段，一般考虑设在牵引变电所内，以利于及时断电响应。

　　高速铁路同普速铁路一样，还应针对不同地理环境条件、不同的运营机制，设置相应的防火灾、防雷击、防冰雪等设施。

　　1.2.2 线路监测

　　轨温监测：轨温的升高使无缝线路钢轨的纵向应力加大，超过一定标准时会导致胀轨跑道事故，对行车安全有极大的危害。钢轨温度传感器设置地点应选择在线路条件如路基、道床、曲线、坡度等不利的地点。在桥梁较多地段或曲线较多地段，可根据实际情况适当增设。

　　路基灾害监测：主要监测路基病害的发生、发展和发出预警信息，这部分属于"渐进"灾害。对于路基病害要结合发生灾害处的地形、地质、环境和降雨量作出安全评估。

　　1.2.3 大型结构物监测

　　车站监测：在大型车站设有相应的安全监测系统，对周围环境、设备状态等具有自动监测和报警功能。当发生重大灾害和事件可能影响行车时(如事故、停电、火灾等)将信息通过车站综合
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