高铁防灾异物侵限监测系统使用与维护安全浅析

苏 跃

（中国铁路北京局集团有限公司北京通信段，北京 066000）

1 引言

1.1 高铁防灾系统

高速铁路自然灾害和异物侵限监测系统（简称防灾监测系统）是保证高铁列车安全、高效运行的技术支撑手段和重要基础装备之一。系统为调度部门、基础设施维护部门提供自然灾害（风、雨、雪、地震）及突发事故异物侵限报警信息，通过信号联锁及列控系统或行车调度命令实现自动或人工控制行车速度、行车管制预案及维护建议，在一定程度上减少自然灾害与各种人为突发事件对铁路高速行车的危害，保证高铁运输的安全。

1.2 异物侵限监测系统

异物侵限监测系统是高铁防灾系统中关键的一项灾害预防技术。它主要针对公跨铁路桥、公铁并行区段、隧道入口危及行车安全的异物进行监测，并提供相关信息，为列车调度员进行列车运行计划调整、发布行车限速、抢险救援等命令提供依据，保证高铁列车运行安全。

2 异物侵限监测系统构成及监测原理

2.1 系统构成

异物侵限监测系统由现场监测设备、异物监控单元、监控数据处理设备、调度指挥中心防灾监控设备、工务处防灾监控终端、工务段防灾监控终端、中继站列控接口设备、传输设备及通信网络等组成。异物侵限现场监测设备由异物侵限监测传感器和轨旁控制器组成。异物侵限监测传感器（俗称电网）主要安装在铁路上跨桥两侧。监测信息传送至离监测点最近的现场监控单元内。监控单元安装于现场监测设备附近的GSM-R基站内。异物监控单元采用模块化结构，由异物控制器、继电器组合模块、UPS电源、数据接收和发送模块、防雷单元、网络接口和机柜等。每个现场监控点配置一套异物监控单元。异物侵限现场控制器至监控单元之间，监控单元至信号列控中心之间采用信号对称电缆传输现场监测信息。

2.2 监测原理

异物控制器的发送盘发送交流5V电压至现场的异物监测电网，接收盘接收发送的电压。如发送、接收都正常，相应的电网1（电网2）继电器吸合，异物继电器也处于吸起状态。当发生异物侵限时，前端单电网或双电网断线，造成发送盘、接收盘无法正常接收交流5V电压，造成电网1（电网2）继电器落下，或者同时落下。监测到突发异物侵限，采用继电器接口电路将报警信息传送给列控系统，并将接口继电器的状态回采到现场监控单元，从而通过监控数据处理设备和传输网络将信息传送至各监控终端，产生单电网或双电网断网告警。当异物侵限导致双电网断线时，相关区段红光带，防灾监控终端自动发生灾害报警信息，系统同时向列控联锁系统发送异物侵限报警信息，使进入相关闭塞分区内的高铁列车自动停车。当双监测网的一路电网断线时，防灾监控终端发出异物侵限传感器故障报警信息，系统不向列控联锁系统发送异物侵限报警信息。

3 检修与维护

异物控制器是异物侵限监控的核心控制设备，异物侵限告警与列控直接连锁，对高铁列车安全运行非常重要，对异物控制器进行定期维护至关重要。定期检查时应详细记录异物控制器工作状态，各指示灯的状态，检查所有相关接线是否有松动，定期对异物控制逻辑及断网进行试验等。电源系统是关键环节，日常应做好双路交流电源的互倒检查试验，UPS输入、输出电压的测量，蓄电池的容量测试等工作。必须确保发送、接收端子连接配线的紧固性，这是日常处理及判定故障点的关键分界点。异物侵限传感器线缆的维护，应定期检查线缆是否破损情况，异物控制器轨旁控制箱的维护，应定期查看轨旁箱内器件安装是否松动，接线是否松动。机柜内其它器件包括断路器、避雷器、IO扩展模块等，维护与检修主要是确保接线无松动，各器件工作指示灯正常。同时，通信、工务、电务等专业系统的协调联动，密切配合，也是关键的一环。

4 易发障碍分析及处置

4.1 易发障碍分析

异物侵限监测系统障碍点易在现场监控设备与基站防灾设备间出现，如电网传感器、设备接线端子、缆线、防雷、异物控制器、继电器、电源等环节。这就要求我们在发生设备障碍时，要快速精确定位障碍点。常见的故障主要分为单电网告警和双电网断线两种。单电网告警不影响行车，双电网断线直接造成列车停车。

4.2 障碍处置技巧

根据网络构成特点，排查障碍的方法要做到分段查找，快速定位。我们可通过对各部电压的测量逐步进行障碍分段，直至查到具体障碍点。首先是通过现场实测电压值与正常电压值比较，确定出是基站内异物监控单元设备端还是现场监测设备端出现问题，即先判定出是室内（基站机房）还是室外设备障碍。然后依次再通过电压测量比较，逐步缩小障碍段范围，直至排查到最终的障碍点。分段后的障碍点排查首先要确定各接线端子无接触不良或松动情况。

4.2.1 室内与室外设备电压

主要测量系统发送至轨旁箱的5V交流电压是否正常以及信号电缆接线端子24V直流电压是否正常。电压正常，则排除室内设备障碍。电压异常，需进一步排查异物控制器。在接受端测得接收5V电压异常时，则应组织查找电缆是否异常或中断。

4.2.2 监控单元至轨旁控制器电压

主要测量现场监控单元内与轨旁相连的端子电压，正常出端电压为交流3-5.5V，进端为交流1-5.5V。发现异常可能为轨旁至桥上电网接线松动或断线。

4.2.3 轨旁控制器防雷模块电压

主要测量轨旁控制器内防雷模块进线与出线的电压，正常进端防雷的电压为交流3-5.5V，出端正常接收电压为交流1-5V。如异常，为轨旁控制器防雷模块损坏。

4.2.4 监控单元防雷模块电压

主要测量监控单元内防雷模块进线与出线的电压，正常进端防雷的电压为交流3-5.5V，出端正常接收信号为交流1-5V。如异常，为监控单元防雷模块损坏。