铁路营业线地质灾害隐患点智能安全监控设计

摘要：铁路营业线一旦发生地质灾害遮断轨道时，高速行驶的列车极易发生脱轨、侧翻等行车事故，因此，加强铁路营业线地质灾害隐患点的安全监控极其重要。文章对铁路营业线地质灾害隐患点智能安全监控的响应方式、系统的硬件配置、监控装置的工作过程、软件的配置及性能需求提出设计方案，并拟定了智能安全监控流程。当地质灾害隐患点发生险情时，该监控系统能第一时间作出响应，发布停车、抢修、救援等指令和信息，提升铁路营业线智能化应用水平。

关键词：铁路营业线;地质灾害;智能监控

中国分类号：U212.3文章标识码：A421613

0 引言

《新时代交通强国铁路先行规划綱要》提出，到2035年，全国铁路网要建成人防、物防、技防“三位一体”的安全保障体系，全面提升安全水平、安全预防及管控能力、应急处置及救援能力，铁路交通事故率、死亡率大幅降低[1]。《铁路“十三五”发展规划》指出，要全面提升安全监控自动化水平，应用物联网、移动互联和智能感知等技术，深化专业安全监测监控应用，建立集监测、监控和管理于一体的安全监管信息系统，实现安全生产动态信息实时监测监控[2]。

1 铁路营业线地质灾害隐患点的智能安全监控需求

1.1 列车运行对地质灾害隐患点的智能安全监控需求

在区间行驶的列车主要依靠区间信号控制和列车驾驶员的行车瞭望，而地质灾害隐患点大多位于人烟稀少的山区，当地质灾害隐患点发生泥石流、山体滑坡、危岩落石等灾害从而遮断轨道时，高速行驶的列车难以及时发现滑坡体和危岩落石，即使目视发现，采取紧急制动措施后也难以避免列车撞击滑坡体和危岩落石，从而导致列车发生脱轨、侧翻等行车事故。列车行驶对地质灾害隐患点的智能安全监控有最直接和迫切的需求。

1.2 铁路工务部门对地质灾害隐患点的智能安全监控需求

铁路工务部门负责对铁路线路进行日常检查和维护，地质灾害隐患点是巡查巡护的重点地段。在极端天气状况下，铁路工务部门需派员在高危地质灾害隐患点进行驻点看守，但难做到对一般地质灾害隐患点的全面驻点看守。铁路线路沿线发生地质灾害危及列车安全运行时，铁路工务部门需第一时间进行处理，确保列车运行安全。铁路工务部门对地质灾害隐患点的智能安全监控有直接的职责需求。

1.3 铁路沿线地区对地质灾害隐患点的智能安全监控需求

根据《铁路法》和《铁路安全管理条例》的规定，铁路沿线各地方政府和自然资源、水利、应急、气象等有关部门，要与铁路部门联合，对地质灾害、极端天气监测预警，防灾减灾、地质灾害治理等方面的信息进行沟通，还应联合执法部门打击铁路线路两侧及线路安全保护区范围内乱耕、乱建、乱采、乱挖等诱发地质灾害的活动。铁路沿线地区对地质灾害隐患点的智能安全监控有强大的社会需求。

2 铁路营业线地质灾害隐患点的智能安全监控系统设计方案

2.1 智能安全监控系统的响应方式

按照安全监控的智能化程度，响应方式可分为全自动响应、半自动响应、人工响应。全自动响应由监控系统自动发布指令到监控点附近的车站和周边运行中的列车，同步向铁路工务部门、监控点所属的地方自然资源、水利、应急、气象等有关部门发布信息，无须人工干预;半自动响应可根据监控信息自动判断，随时提醒监控中心值班员，如需人工核实，可先行发布预警信息，通知监控点附近铁路工务部门核实并确认后，监控系统再自动发布指令、发布信息;人工响应可根据监控信息进行人工判断，由监控中心值班员确定是否发布指令和信息。

2.2 智能安全监控系统的硬件配置及工作过程

智能安全监控系统的硬件包括一个控制中心（铁路局集团管段）和多个地质灾害隐患点监控模块，每个模块包括一套光线感应装置、一套激光监控装置、一套视频监控装置。

控制中心配置电脑、分级显示屏、无线对讲机、固定电话和手机。电脑安装智能安全监控系统，统筹监控多个地质灾害隐患监控点的运行状态。分级显示屏可显示多个地质灾害隐患监控点的画面、装置工作情况等。无线对讲机、固定电话和手机用于实时与车站、列车、铁路工务部门等保持联络，必要时发布命令。

光线感应装置包括电源、光线感应器、感应器照明、控制器、信号发射器。光线感应装置的工作过程为：光线感应器安装在需要进行地质灾害隐患监控的铁路营业线两侧限界边缘，若地质灾害隐患监控点发生泥石流、山体滑坡、危岩落石等情况，滑坡体、落石等物体侵入铁路限界、光线感应器被掩埋时，光线感应器无法感应到光线，则控制器立即通过信号发射器向监控中心发出地质警报信息。监控中心结合激光监控装置、视频监控装置的监控信号，根据预设的响应方式发布命令和信息。光线感应器在夜间或光线不良时，由感应器照明装置提供光线，保证装置能日夜连续工作。

激光监控装置包括电源、激光探测器、控制器、信号发射器[3]。激光监控装置的工作过程为：激光探测器安装在需要进行地质灾害隐患监控的铁路营业线两侧限界边缘，激光探测器平行于线路方向，探测距离100 m以上，每1 s发射一次探测激光，若地质灾害隐患监控点发生泥石流、山体滑坡、危岩落石等情况，滑坡体、落石等物体侵入铁路限界时，激光信号被侵限物体遮断，则控制器立即通过信号发射器向监控中心发出地质警报信息。监控中心结合光线感应装置、视频监控装置的监控信号，根据预设的响应方式发布命令和信息。

视频监控装置包括电源、摄像头、视频图像传输装置。视频监控装置的工作过程为：摄像头安装在需要进行地质灾害隐患监控的铁路营业线两侧限界边缘，对监控点进行全天候摄像，监控中心自动对图像进行适时智能识别，发现有物体侵入铁路限界时，监控中心结合光线感应装置、激光监控装置的监控信号，根据预设的响应方式发布命令和信息。

2.3 智能安全监控系统的软件配置

智能安全监控系统的软件设置电脑版和移动终端版，两者之间互通。控制中心、车站、铁路工务部门值班调度、铁路沿线地区有关部门的电脑均安装电脑版软件，列车运行人员、铁路工务部门线路巡查人员、重点地质隐患点监控人员等均安装移动终端版。

软件的主要功能包括：控制中心接收各地质灾害隐患监控点的光线感应装置信号、激光监控装置信号、视频监控装置图像，进行信号及视频存储及智能识别，协调人工核查及发布命令、信息;列车运行人员接收列车拟通过地段的地质灾害隐患点监控预警信号、接收监控中心命令，提前减速或停车;铁路工务部门接收命令、核查各監控点的监控信息、根据监控信息排除故障、与其他部门联动进行隐患综合治理与应急处置;铁路沿线各地区有关部门，在同一平台上与监控中心直接进行信息沟通、预警、地质灾害应急等方面的协调和处置。

2.4 智能安全监控流程

智能安全监控流程如图1所示。铁路营业线地质灾害隐患点智能监控系统属于联网监控，按各铁路局集团管辖范围设立地方级监控系统，各地方级监控系统联网组成国家级监控系统，地方级监控系统由各铁路局集团负责管理运营，国家级监控系统由国铁集团管理运营，地方级监控系统服从国家级监控系统的统一指挥调度和管理，相互协调。

地方级监控系统具体对辖区内的营业线地质灾害隐患点进行跟踪、监测管理和响应，国家级监控系统不进行具体响应和实际控制，但可对地方级监控系统进行监管，同时国家级监控系统享有优先控制权。在重点地质隐患点、各地方级管辖范围交汇处，国家级监控系统可根据需要优先进行处置、发布指令，各地方级监控系统应对国家级监控系统的指令进行响应。见图1。

3 结语

本设计方案在分析与铁路运行相关的部门对铁路沿线各地质灾害隐患点进行全天候监控及预警需求的基础上，对铁路营业线地质灾害隐患点智能安全监控进行了相关研究，对响应方式、软硬件配置及工作原理提出建议，拟定了铁路营业线地质灾害隐患点智能安全监控流程，旨在地质灾害隐患点发生险情时，能在最快的时间段内作出响应，发布停车、抢修、救援等指令和信息，降低和避免铁路营业线地质灾害隐患造成的人员伤亡、设备损坏、经济损失、营业线运营中断等事故，同时可减轻铁路工务部门、巡视看守人员的作业劳动强度，提升铁路营业线智能化应用水平。

参考文献：

[1]中国国家铁路集团有限公司.国铁集团出台《新时代交通强国铁路先行规划纲要》[EB/OL].http：//www.china-railway.com.cn/xwzx/ywsl/202008/t20200813_107656.html，2020-08-13.

[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.铁路“十三五”发展规划[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2017-11/24/5242034/files/.0c903bd66a9d47fd8acb4db8b9816aa9.pdf，2017-11-24.

[3]何江斌，陈国升.桥梁限高架主动提醒超高车辆的警示系统研究[J].西部交通科技，2019（11）：148-150.

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