高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统的优化研究

2020-03-03刘媛媛

经济师 2020年11期

●刘媛媛

根据四川西南交大铁路发展有限公司官网报告，异物侵限监测系统是实现对铁路异物侵限进行的实时监测，该系统具有自动报警、预警功能①。2013 年，国内相关科研报告《高速铁路防灾系统综合监测关键技术研究——高速铁路防灾系统提高可靠性技术研究》中，明确指出对异物侵限监测系统方面的技术研究是我国高速铁路发展的必要条件②。

一、高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统概况

高速铁路容易发生自然灾害以及异物侵限情况的地段主要为隧道口（由于隧道上方经常发生碎石掉落事件）；公路跨越铁路桥（由于汽车行驶中不可控因素造成）；山区地段；高速公路与铁路并行之处。随后经过路网规模不断发展、扩大，各地铁路局按照铁路路线对灾害以及异物侵限监测系统进行升级、改进。在不断完善、改进侵限监测系统的过程中，发现监测系统资源存在一些重复建设、利用率低以及管理较为困难等问题。所以，2013 年我国正式成立高速铁路自然灾害及异物侵限检测系统铁路局中心系统，目的是为了对侵限监测系统进行不间断监控、管理，出现系统无法处理的紧急情况能够及时进行处理。

高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统对于我国铁路发展具有重要意义，高速铁路运行安全关系到旅客的生命财产安全问题，而监测系统就是铁路运行安全最关键的一项保障。目前我国监测系统基本上采用的是有线网络，但有线网络成本较高，如果大规模进行建设不仅花费金额庞大，而且在山区、峡谷等险要地势处建设和维护都较为麻烦。无线传感器具有低消耗、不需布线等优点，能够满足高速铁路监测需求，也方便工作人员进行大规模建设，适用于建设在地势险要之处。

高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统，主要是由双电缆传感器、红外线、光纤光栅、微波以及视频监控等技术构成的，其中个光纤光栅传感技术是保护铁路不被异物侵害的最佳监测方案③。光纤光栅传感技术具有信号距离传输远、精准对故障部位定位、不受电磁干扰、体积小、重量轻、坚固耐用、不受气候影响等多项优点。

二、国内外研究现状

（一）国外研究现状

高速铁路防灾安全监测是世界上许多国家都非常重视的问题，一些发达国家已经在铁路防灾安全监测这个领域进行了多年研究并取了不错的成果，其中日本、法国研究最为突出。

日本早在上世纪90 年代就开展了对高速铁路异物侵限监测的研究应用，日本新干线是全世界第一个开始使用商业运营的高速铁路，其中COSMOS 新干线采用的就是综合运输管理系统，在新干线运行沿线容易发生异物侵限和自然灾害的位置进行了监测设备安装，通过监测系统将异物第一时间发送回控制中心，其系统具有非常高的安全性，所以日本新干线运行以来从未发生过铁路事故。

法国与日本一样，其铁路监测技术一直处于世界前列水平。由于法国位于大陆板块连接处经常发生地震等自然灾害，法国技术工作人员就在所有高速铁路隧道口以及经常发生异物侵限位置安装了防护网，防护网上使用双电缆传感器进行接收信号，不仅监测着铁路行车安全，一旦列车出现危险情况还可以通过开关停车保证了人员安全问题。

（二）国内研究现状

由于我国是发展中国家，高速铁路的发展起步较于发达国家而言相对比较晚，近年来我国对高速铁路自然灾害以及异物侵限也逐渐开始重视起来，从最初的仅仅只有理论研究发展到现在理论、技术都在进行研究。之前我国计划没有相关的设备研发和制造企业，全靠从国外引进，而现在国内多家研发、制造企业也在逐渐崛起，但对高速铁路监测系统的研究发展还需要持续努力，由此提高监测系统的安全性以及稳定性。

三、我国监测系统存在的问题

我国自然灾害以及异物侵限监测系统设计普遍存在内容不足、指标过少等问题，设计内容没有全方面考虑自然灾害和铁路所处地理位置问题，一些监测系统放置点布局不合理，后期人员维修是一个难点。

（一）部分监测系统工程质量验收不到位，相关接口预留不够

一些铁路线还没有开通就发现监测系统质量出现问题，例如双电网网片表面脱落、电线裸露等。而且在进行监测系统安装时一些地区没有预留螺栓孔径，导致后续安装、维修困难。

（二）报警里程与现场里程不一致

由于一些监测系统竣工后期验收相关资料不全，导致处于天气恶劣环境的铁路线上报的里程与实际里程不符合，这些问题在验收时未能及时发现导致后续实施工作时难以开展返工，其主要原因在于建设单位在验收时没有按照系统竣工验收标准和要求进行验收。

（三）检测系统功能不够完善，质量不高

据相关研究调查表明，我国多数高速铁路检测系统缺少对地震、台风的预警功能，并且由于降雨量对列车引起的震动敏感问题，在一些震动幅度较大的线路上及时采取了过滤措施也无法消除震动感，因此即便未降雨也会出现雨量值报警。导致这些问题的主要原因是对灾害监测系统的招标文件对其功能和质量要求不够高、不够全面，导致生产商自行决定其质量和功能，最后生产出来的监测系统缺少重要功能，质量也不够高。

四、我国监测系统优化的研究对策

（一）加强对工程质量验收的管控

对监测系统施工质量标准及验收标准进行完善以及规范，在进行相关制度设定时一定要依据我国铁路线运行的实际情况进行，设计人员要进行实地调查。同时，也要加强对工程质量验收的管控力度，对于监测系统施工以及竣工要有相关专业技术人员进行审核，确保监测系统建设质量。

（二）供应商以及研究部门要积极开发提高检测系统可靠性和准确性

从目前检测系统出现错误报警地区统计情况来看，多数报警错误的地区处于常年大风以及雷雨天气下，所以研究部门要针对监测系统的防雷性和防风性进行研究设计。对于研究优化系统对大风、大雨、打雷、地震等自然灾害防护尤为重要，要研究解决这些自然天气对设备报警错误的影响，对于监测系统材料的选取、安装技术的提高以及电源优化等都需要进一步加强。