充分利用防灾系统信息确保高速列车运行安全

2011-03-17潘栋栋

铁道运输与经济 2011年6期

关键词：列车运行防灾动车组

潘栋栋

（铁道部运输局，北京 100844）

充分利用防灾系统信息确保高速列车运行安全

潘栋栋

（铁道部运输局，北京 100844）

随着我国高速铁路的快速发展，在追求列车速度的同时，还应在安全防护措施上积极创新。在介绍我国铁路防灾系统情况的基础上，对灾害报警信息直接发送到高速列车上的必要性进行了分析，并且对防灾系统的发展前景和灾害报警信息的传输发送方式进行了探讨，说明防灾系统在高速列车上的运用可以有效提高列车运行的安全性能，是未来高速铁路发展的必然趋势。

高速铁路；防灾系统；动车组；报警信息

2010 年10月26日，沪杭高速铁路正式通车运营，这是继郑西高速铁路、沪宁高速铁路之后开通的又一条高速铁路。目前，我国高速铁路上运行的主要是动车组列车，动车组车身较轻，运行速度高，为适应高速列车运行安全的需要，在提高列车速度的同时，还应在安全防护措施上积极创新。我国铁路现行的灾害防护措施主要是通过防灾系统进行警报发布。

1 铁路防灾系统概述

目前，铁路防灾系统设备主要是由风速风向仪、雨量计、现场控制箱、传输电缆等组成的气象监测子系统；由防护网、落物侵限接收装置等组成的异物侵限监测子系统，实现从接收信息到发出报警不超过10 s，强对流、季节性大风预警时间分别不少于 2 min和 5 min，为及时掌握台风强度、动向提供了第一手准确资料。

铁路防灾系统可将报警设备、监控数据处理设备、区间 GSM-R 基站防灾安全监控单元等建成统一处理平台。在此基础上，将设备自检、防灾监控监测、故障报警、诊断和定位5项内容整合处理，确保防灾安全监控系统安全、准确、及时、可靠。

目前铁路防灾系统主要分为风速报警、雨量超标报警和异物侵限报警三大部分。广深港高速铁路防灾系统还预留有地震等其他监控子系统的接入功能，在充分吸收借鉴京津、武广、福厦等高速铁路建设营运经验的基础上有所创新突破，达到世界先进水平，

风速报警主要针对我国山区地形多，许多山口风力较大，并且西部风区较多，沿海地区夏季台风较多，动车组车身较轻，运行速度很高，风速较大时会感到明显的车身晃动，如果遇到大风或沿海遭遇台风天气，对高速列车的运行安全有一定的影响。因此，及时准确的风速警报对安全行车非常重要。

雨量超标报警是针对一定时间内的雨量较大或累计雨量超过警戒值时发布的报警。随着全球气候变暖，现在夏季不但南方台风暴雨频频，北方也出现了大面积的暴雨天气。这就要求沿途的雨量监测要及时准确，以便行车调度员和高速列车司机能随时掌握现场情况。

高速铁路的大量建设，给沿途的公路交通带来极大的变化。目前，我国多采用公跨铁桥梁(即公路桥跨过高速铁路) 的方式，公跨铁桥梁一般采用两层防护网来监测落物侵限，如有异物掉入防护网内或击穿防护网则向防灾系统发出警报。

2 高速列车接收灾害报警信息的必要性

目前，我国高速铁路已遍布大江南北，既有沿海的高速铁路杭深线，也有北部的秦沈客运专线，还有中西部的郑西客运专线；在建的高速铁路更有西部的西成客运专线、东北的哈大高速铁路，还有中原的京广高速铁路北京—郑州段，东部贯通华北和华东的京沪高速铁路。这些高速铁路既有处在西北风沙地带的郑西客运专线、西成客运专线(在建)，南方的沿海高速铁路杭深线更是贯穿我国东部整个台风带，还有目前在建的广深港高速铁路，但沿线所处南方区域雨水多，泥石流、大雾等自然灾害频发，而且沿途为复杂的居住环境，人、牲畜和非常规的穿越均有可能对高速铁路系统造成干扰。高速铁路周边环境气候的变化多样，给高速列车的运行安全带来了极大考验，要求防灾监测、预报都要及时完善，能够准确地为高速行驶的列车发布警报。但是，目前我国的铁路防灾系统都是在现场数据达到报警值后将报警数据(即需限速的地段和限速值或需封锁的地段)发送到调度台上，动车组列车司机并不能直接接收到报警数据，而要通过调度员的调度命令或口头指示来决定是减速行驶还是停车。

调度员在接到防灾系统的报警后，一般是根据系统提示的限速或封锁区段拟发调度命令，然后下达到动车组列车司机，最快也要 5 min 左右才能完成，即使是通过行车电话呼叫司机减速或停车，也要 1 min 以上的时间。然而，对于高速运行状态下的列车，如果前方不远处出现自然灾害，而列车司机又不能及时掌握现场情况，则列车潜在的危险性将难以避免。

目前，铁路防灾系统虽然可以第一时间提供灾害报警信息，为列车运行计划调整、行车管制、抢险救援等提供依据，但从防灾系统发布报警到直接操纵列车运行的司机间要通过调度员中转传输信息，浪费了宝贵的时间。因此，有必要将防灾系统检测到的灾害信息及时反馈到有关运行列车上。若动车组列车司机能及时掌握运行前方的线路及天气情况，就可以根据防灾系统提示的报警值采取相应的处理措施；如果对报警信息有疑问，也可以及时与行车调度员核对。

3 防灾系统与高速列车的信息传输方式

3.1 信息传输方式

我国高速列车的运行方式目前分为 CTCS-2 级和 CTCS-3 级两种模式，前者是通过调度集中系统(CTC) 中心服务器将应答器数据反馈给动车组列车，后者是通过无线闭塞中心 (RBC) 连接线路与动车组列车。在无线传输技术已经成熟的前提下，将防灾系统的报警数据发往 CTC 中心服务器和 RBC 中心网络是完全可行的，然后再由 CTC 中心服务器和 RBC 中心网络将报警数据发给正在运行的动车组列车，从而实现防灾系统与运行中的动车组列车的连接，及时将现场气候及环境情况反馈给司机。

如果以 350 km/h 高速运行的动车组列车降速为零时需要的制动距离为 6 000 m，加上列车司机的反应和操作时间，高速列车至少需要掌握前方 10 km以上的数据，即要将前方 10 km 以上的防灾系统数据反映到动车组列车上。这样，动车组列车司机通过直接了解前方线路及周边环境气候等情况，从而可以从容应对突发的自然灾害，对高速列车的安全运营起到极大的帮助作用。

3.2 发展前景

目前，广深港高速铁路防灾系统规划在沿线的广州、东莞、深圳等主要站点设多个数据调度中心，并可望与香港段衔接兼容；而针对处于远程无人值守的站点、环境恶劣的野外数据采集等将设有数十乃至上百个“监测眼”，对风速，暴风雨造成潜在的泥石流、路基塌陷，异物侵入轨道等进行全天候监控，最快 10 s 之内及时预警，预计该工程将在 2011 年8月之前完工，进入联调联试，确保高速铁路广州—深圳段 11 月左右实现试运行，为高速铁路的发展提供强有力的安全保障。

铁路防灾系统快速全面的发展给高速列车运行安全提供了技术支持，防灾报警信息不但能够发送到调度中心系统，还可以直接发送给运行中的动车组列车，如果列车司机没有及时采取措施，列车控制系统将根据报警信息减速或停车，起到智能化安全调度功能。因此，将防灾系统报警信息直接发送到运行的动车组列车上，可以有效减少灾害引发的列车运行人身伤亡事故。