1、高鐵自然災害與異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)介入培訓,沈陽鐵路局工務處,目 錄,第一章、系統(tǒng)簡介,第二章、系統(tǒng)管界劃分,第四章、介入項點,第三章、系統(tǒng)構成,第一章 系統(tǒng)簡介,1.1 系統(tǒng)簡介,高速鐵路自然災害與異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)是保證高速列車行駛安全的重要裝備之一 災害監(jiān)測系統(tǒng)對高速鐵路沿線風、雨、雪、地震及上跨鐵路的道路橋梁的異物侵限進行實時監(jiān)測，為調度指揮及維護管理提供報警、預警信息，有效防止或減少災害對高速鐵路列車運行安全的影響。,1.2總體技術方案系統(tǒng)架構及接口關系示意圖,1.3 按線建設的系統(tǒng)架構,災害監(jiān)測系統(tǒng)： 現(xiàn)場層設備 基站層設備 監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備 應用層設備,基站層設備,用于對現(xiàn)場采集設備采

2、集的數(shù)據(jù)進行處理和上報 ，主要由監(jiān)控單元組成。,監(jiān)控數(shù)據(jù) 處理設備,對上報數(shù)據(jù)進行存儲、分析、轉發(fā)，主要由應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器組成。,應用層設備,人機界面顯示并統(tǒng)計災害數(shù)據(jù)，主要由各種應用終端組成。,按線建設的系統(tǒng)架構（盤營高鐵為例）,第二章 系統(tǒng)管界劃分,1.1 職責分工,災害監(jiān)測系統(tǒng)設備維護工作按“統(tǒng)一管理，專業(yè)負責”的原則進行。局工務處負責災害監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)一管理，牽頭組織電務、工務、供電等相關部門和設備管理單位，共同做好災害監(jiān)測系統(tǒng)的維護管理工作。各設備管理單位按照設備維護管理分工負責管轄設備的日常檢查維護。,第二章 系統(tǒng)管界劃分,1.2 災害監(jiān)測系統(tǒng)維護管理范圍劃分如下：,1.工務：

3、現(xiàn)場風、雨、雪、異物、地震監(jiān)測設備（含數(shù)據(jù)傳輸單元，軌旁控制箱），工務段監(jiān)測終端設備。 2.電務：現(xiàn)場監(jiān)測設備至監(jiān)控單元間電纜，現(xiàn)場監(jiān)控單元（設在GSMR通信基站、中繼站、牽引變電所、AT所、分區(qū)所或其它防災機房內），現(xiàn)場監(jiān)控單元至中繼站、信號機械室或牽引變電所間電纜，監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備，調度所行車調度、工務處調度監(jiān)測設備，防災配電箱，防災網(wǎng)絡通道，中繼站或信號機械室內防災組合。 3.供電：牽引變電所、分區(qū)所、AT所防災監(jiān)控單元電源電力電纜等電力設備。,第二章 系統(tǒng)管界劃分,1.3災害監(jiān)測系統(tǒng)維護管理分界如下：,1.電務部門（通信）和工務部門的分界點：現(xiàn)場風、雨、雪、異物監(jiān)測設備數(shù)據(jù)傳輸單元（軌

4、旁控制箱）外側電纜100mm處為界（至監(jiān)控單元方向），現(xiàn)場采集設備側由工務段管理維護，監(jiān)控單元側電纜、監(jiān)控單元等設備由所屬電務、通信段管理維護。現(xiàn)場地震采集設備以地震坑為界，坑內設備及地震坑由工務段管理維護，地震坑外至監(jiān)控單元側設備由所屬電務、通信段管理維護。工務段監(jiān)測終端以工務段監(jiān)測終端處所防災專用通信設備側FE端口為界，端口（不含端口插頭）以內（含F(xiàn)E端口至通信設備間配線）傳輸通道由所屬電務、通信段維護，端口以外（含端口插頭）至監(jiān)測終端側由工務段維護。,第二章 系統(tǒng)管界劃分,1.3 災害監(jiān)測系統(tǒng)維護管理分界如下：,2.信號和通信的分界點：防災系統(tǒng)與列控系統(tǒng)接口以車站（中繼站）信號機械室的信

5、號分線盤端子外100mm電纜處為界，信號機械室分線盤的接口端子由信號管理維護，防災系統(tǒng)至車站（中繼站）信號機械室分線盤的電纜（電線）由通信管理維護。 3.電務部門（通信）和供電部門的分界點：牽引變電所、分區(qū)所、AT所防災監(jiān)控單元電源以站、所內防災專用配電箱電力電纜接線端子電源側100mm處為分界點。該點向防災監(jiān)控單元側為電務部門設備并負責維護管理，向電源側由供電部門負責維護管理。,第三章 系統(tǒng)構成,2.1 災害監(jiān)測設備,（一）風向風速計 選用超聲波式風速風向計，其抗電力牽引電磁干擾能力強，適應復雜、惡劣的環(huán)境。,德國 拉芙特,第二章 系統(tǒng)構成,2.1 災害監(jiān)測傳感器,（一）風向風速計（安裝）,

6、風速風向計,風速風向計安裝支架,防護鋼管,鋼管固定卡,數(shù)據(jù)遠程傳輸單元,風速風向計電源信號接口,設備下方有一個8孔螺紋連接件，可通過提供的連接線連接供電電源和各種接口。 設備接口圖如下：,16,數(shù)據(jù)采集傳輸單元,數(shù)據(jù)采集傳輸單元主要為風速計提供電源轉換與防雷、信號防雷，以及風速計專用線纜和數(shù)字信號屏蔽電纜之間的轉接功能。 內部機構如下圖所示：,第二章 系統(tǒng)構成,（二）雨量計,雨量計采用24GHz 多普勒雷達（Doppler radar）測量單個雨落速度的方式來測量降水強度。通過滴落速度與大小的關聯(lián)，計算降水量與降水強度。不同的滴落速度決定了不同的降水類型。,德國 拉芙特雷達式雨量計,2.1 災

7、害監(jiān)測傳感器,雨量計（安裝）,雨量計,雨量計安裝支架,抱箍固定,數(shù)據(jù)遠程傳輸單元,雨量計照片,雨量計電源信號接口,設備下方有一個8孔螺紋連接件，可通過提供的連接線連接供電電源和各種接口。 設備接口圖如下：,數(shù)據(jù)采集傳輸單元主要為風速計提供電源轉換與防雷、信號防雷，以及風速計專用線纜和數(shù)字信號屏蔽電纜之間的轉接功能。 內部機構如下圖所示：,數(shù)據(jù)采集傳輸單元,第二章 系統(tǒng)構成,2.1 災害監(jiān)測傳感器,（三）雪深計,SM310雪深計測量從探頭到被測目標表面的距離，智能推算出積雪深度，通過發(fā)出紅外激光，打到被測平面，測量這個傳播過程。 現(xiàn)場主要由激光雪深計、防雷模塊、信號隔離采集模塊、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸

8、單元等組成。,雪深計照片,29,雪深采集原理示意圖,第二章 系統(tǒng)構成,2.1 災害監(jiān)測傳感器,（四）異物侵限監(jiān)測設備,在公跨鐵立交橋設置異物侵限監(jiān)測設備，實時監(jiān)測各雙電網(wǎng)傳感器的狀態(tài)，發(fā)生異物侵限時，立即通過監(jiān)控單元向信號列控系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送控制命令，通過信號列控系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車自動停車，并向列車調度員發(fā)出異物侵限報警信息。異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)除具有上述基本功能外，根據(jù)實際需要，還具有：現(xiàn)場試驗、遠程試驗、應急恢復等功能。,雙電網(wǎng)傳感器,第二章 系統(tǒng)構成,2.1 災害監(jiān)測傳感器,（四）異物侵限監(jiān)測設備,豎直監(jiān)測網(wǎng) 高度200055mm 寬度1000010 mm 重14kg,L形支架,水平承

9、重網(wǎng)單元,盤營客專軌旁控制器,電網(wǎng)故障指示燈 現(xiàn)場恢復按鈕 現(xiàn)場測試按鈕 臨時通車指示燈,第二章 系統(tǒng)構成,長吉城際異物侵限現(xiàn)場監(jiān)測設備（公跨鐵）-軌旁控制箱,第二章 系統(tǒng)構成,2.1 災害監(jiān)測傳感器,（五）地震監(jiān)測設備,地震除直接破壞鐵路基礎設施外，還會導致列車脫軌和傾覆以及沖入受災地區(qū)等。為避免這些災害的發(fā)生，在高速鐵路沿線設置地震監(jiān)測報警系統(tǒng)以便盡可能在地震發(fā)生時降低列車運行速度或停車。,地震監(jiān)測構成原理圖,地震監(jiān)測功能,1、監(jiān)測地震動加速度，生成報警，實現(xiàn)強震應急處置； 2、當?shù)卣饎蛹铀俣?.04g時，防災安全監(jiān)控系統(tǒng)生成報警信號，并通過防災監(jiān)控單元將該報警信號傳送至鄰近的列控中心觸發(fā)

10、列控系統(tǒng)使列車自動停車，同時觸發(fā)牽引變電所牽引供電控制裝置使接觸網(wǎng)停電。 3、預留本地P波監(jiān)測以及接收國家、地方地震臺網(wǎng)的P波信息功能；條件具備時，實現(xiàn)P波預警。,地震監(jiān)測站GPS天線,第三章 介入項點,3.1風、雨、雪傳感器設備介入項點 3.2異物侵限雙電網(wǎng)傳感器介入項點 3.3室外風、雨、雪現(xiàn)場控制箱和異物侵限軌旁控制箱介入項點 3.4地震現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點 3.5室外設備配線介入項點 3.6室外設備防雷與接地介入項點 3.7子系統(tǒng)單點試驗介入項點 3.8系統(tǒng)功能測試介入項點 3.9靜態(tài)驗收單位工程觀感質量評定,芬蘭Vaisala超聲波式傳感器,芬蘭Vaisala超聲波式和德國Lambr

11、echt熱場式,1.室外風速、雨量、雪深計設備進場應進行驗收，其規(guī)格、型號、數(shù)量及質量應符合招標文件、設計要求和相關技術標準的規(guī)定。對照招標文件、設計文件和訂貨合同，檢查實物和質量證明文件。,3.1風、雨、雪現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,2.采用專用托架安裝在接觸網(wǎng)支柱上，安裝高度、傾斜角度必須滿足設計圖紙要求，托架指向線路外側，且與線路方向垂直。 3.風速、雨量、雪深計速計專用托架與接觸網(wǎng)桿固定采用兩根角鋼或槽鋼（304型不銹鋼）固定，角鋼與接觸網(wǎng)桿之間墊橡膠墊片。 4.風速、雨量、雪深計專用托架采用平、彈墊加雙螺母緊固，表面涂抹螺絲固定劑，錨栓絲扣外漏長度不小于5毫米，固定風速計支架的螺母統(tǒng)一朝向

12、線路外側，螺栓與接觸網(wǎng)桿不得接觸，安裝滿足高速鐵路建筑限界要求。,3.1風、雨、雪速現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,5.風速、雨量、雪深計接地線接入綜合接地系統(tǒng)，連接可靠。接地方式應滿足設計文件要求。 6.雪深計采用專用托架安裝在接觸網(wǎng)支柱上，雪深計距離鋼軌面的高度、傾斜角度必須滿足設計圖紙要求。 7.風速計、雨量計、雪深計與托架的固定應牢固，設備本身應結實美觀，無明顯劃痕，安裝托架采用不銹鋼材質。,3.1風、雨、雪速現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,1.雙電網(wǎng)傳感器及安裝配件進場應進行驗收，其規(guī)格、型號及質量、數(shù)量應符合設計要求和相關技術標準的規(guī)定。雙電網(wǎng)傳感器豎直監(jiān)測網(wǎng)、水平承重網(wǎng)型號、規(guī)格、質量應符合設計要求

13、及相關技術標準的規(guī)定。 2.雙電網(wǎng)傳感器與去軌旁控制器電纜接續(xù)盒連接，引下線纜采用50熱鍍鋅鋼管或鋼芯尼龍軟管保護，管線敷設時水平每米偏差不應超過2mm；垂直線管應與地面保持垂直，垂直度偏差不應超過3mm；水平敷設時，管卡間距一般為1-1.5m，垂直敷設時固定在橋墩上的管卡間距為1.5-2m。,3.2異物侵限現(xiàn)場雙電網(wǎng)傳感器介入項點,3.各監(jiān)測網(wǎng)之間連接緊密，雙電網(wǎng)傳感器傳感導線接續(xù)完畢后放入接線盒內，電氣性能測試完成且達標的情況下，灌膠密封。 4.采用植入化學錨栓的安裝方式時，化學錨栓大小應采用M20，植入深度不小于170mm。植筋膠應與橋體混凝土表面平齊，不得有明顯凹陷。 5.L型支架型號

14、、尺寸符合設計要求。,3.2異物侵限現(xiàn)場雙電網(wǎng)傳感器介入項點,雙電網(wǎng)傳感器型鋼懸臂安裝方案示意圖,6.安裝L型支架采用平、彈墊加雙螺母固定，表面涂抹螺絲固定劑，錨栓絲扣外漏長度不小于5mm，同側L型支架均用扁鋼可靠連接，扁鋼橫截面積不小于200mm2。 7.安裝雙電網(wǎng)傳感器U型卡采用平、彈墊加雙螺母固定，螺母朝向橋梁內側，表面涂抹螺絲固定劑，錨栓絲扣外漏長度不小于5mm。 8.采用化學錨栓方式安裝的雙電網(wǎng)傳感器，應由具備資質的第三方檢測單位進行化學錨栓錨固力試驗。,3.2異物侵限現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,異物侵限雙電網(wǎng)傳感器遠近端接線盒,異物侵限雙電網(wǎng)傳感器接線盒,9.雙電網(wǎng)傳感器安裝牢固整體外觀

15、美觀，無明顯損傷、劃痕等，U型卡無銹蝕。鋼管沿橋引下，整體美觀。 10.L型支架整體美觀，表面熱鍍鋅處理，無劃痕、銹蝕現(xiàn)象。,3.2異物侵限現(xiàn)場雙電網(wǎng)傳感器介入項點,1.各種箱盒進場應進行驗收，其規(guī)格、型號及質量、數(shù)量應符合設計要求及相關技術標準的規(guī)定。并應具有防盜功能。 2.各種箱盒內部配線工藝美觀；線纜必須絕緣可靠，無損傷、斷裂、老化現(xiàn)象；線纜與插接端子連接牢固、美觀；端子、防雷保護器固定結實，排列整齊；異物侵限軌旁控制箱內部指示燈、按鈕安裝牢固，排列美觀。 3.各種箱盒安裝位置應滿足設計要求，不得侵入鐵路建筑限界。,3.3室外風、雨、雪現(xiàn)場控制箱和異物侵限軌旁控制箱介入項點,風監(jiān)測點軌旁

16、箱,4.各種箱盒應具備較強的防水能力；箱體開、關門應靈活、無較大扭曲變形。 5.風、雨、雪現(xiàn)場控制箱安裝在接觸網(wǎng)支柱上，安裝高度依據(jù)設計文件并根據(jù)現(xiàn)場情況進行調整，確保不侵入高速鐵路建筑限界，控制箱門立面與鋼軌垂直，控制箱門開啟朝向主線路外側。,3.3室外風、雨、雪現(xiàn)場控制箱和異物侵限軌旁控制箱介入項點,雪數(shù)據(jù)傳輸單元（控制箱）,6.軌旁控制箱基礎中心連線與軌道相平行，確保不侵入高速鐵路建筑限界，安裝后應垂直于地面，底部用專用金屬支架固定，基礎安裝端正，需具備固定螺栓，防松螺母等保證其良好的穩(wěn)定性和防震能力。 7.各種箱盒外觀應美觀大方，無明顯損傷、劃痕、裂紋等，箱內整潔、無銹蝕。蛇皮管應具備

17、較好的柔韌性，無明顯斷裂。 8.各種箱盒與地面保持垂直，傾斜角度不超過5。,3.3室外風、雨、雪現(xiàn)場控制箱和異物侵限軌旁控制箱介入項點,軌旁控制箱及電網(wǎng)配線圖,1.地震加速度計設備及安裝配件進場應進行驗收，其規(guī)格、型號及質量、數(shù)量應符合設計要求及相關技術標準的規(guī)定。 2.在牽引變電所、分區(qū)所、AT所及開閉所院內挖設基坑安裝地震加速度計設備，基坑平面位置、坑底尺寸必須滿足設計要求和施工工藝設計要求。 3.基坑開挖方法和支護形式必須符合設計和施工技術方案的要求。,3.4地震現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,4.基底地質條件必須符合設計要求。 5.地震加速度計安裝基礎材料應符合設計要求。 6.基坑回填料應符合設

18、計要求，夯實應符合規(guī)定。 7.所亭內兩地震加速度計基坑選址滿足設計要求，應避開接地網(wǎng)，通信光纜，油井。,3.4地震現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,8.地震加速度計安裝后應垂直于基礎平面，安裝牢固，連接正確。 9.基坑壁地震加速度計電纜引入防護采用不小于50的鍍鋅鋼管，位置距離地面高度滿足設計要求。 10.基坑地面部分玻璃鋼罩安裝牢固，玻璃鋼罩門打開方便，基坑內爬梯安裝牢固，地震加速度計基墩止水帶安裝牢固，地震加速度計外不銹鋼罩無明顯損傷、劃痕、銹蝕等。 11.應對地震坑防水進行重點檢查，防止?jié)B漏水，滲水導致加速度計夏季泡在水里，冬季凍在冰里。,3.4地震現(xiàn)場監(jiān)測設備介入項點,1.室外配線用線纜進場應進行

19、驗收，其規(guī)格、型號及質量、數(shù)量應符合設計要求及相關技術標準的規(guī)定。 2.室外設備配線應滿足下列要求: 1）室外設備之間的配線，其規(guī)格、型號應符合設計規(guī)定。 2）室外設備的配線端子宜采用插接或壓接方式；當采用插接時應嚴格按照工藝標準要求配線；當采用壓接方式時，應選用與芯線相配套的壓接端子，且壓接牢固。,3.5室外設備配線介入項點,3）電纜引出端應具有標明去向、用途的銘牌，配線兩端標識齊全。 4）剖切電纜時，不得損傷芯線外層絕緣。 2.室外箱盒內線把采用綁扎方式時，綁扎應整齊、間隔均勻，表面線條和出線部位應順直、美觀。,3.5室外設備配線介入項點,1.室外防災系統(tǒng)設備的接地應符合設計要求及相關技術

20、標準的規(guī)定。 2.室外設備工作電源，專用數(shù)據(jù)電纜，均在現(xiàn)場控制箱（風、雨、雪現(xiàn)場控制箱，軌旁控制器）內部安裝有防雷保護器進行防護，風、雨、雪現(xiàn)場控制箱，異物侵限軌旁控制器防雷模塊的電氣性能應滿足相關技術標準。 3.室外電纜屏蔽層連接至箱體，均可靠接地。電纜的鋼帶鋁護套用軟線連接到綜合接地端子上。引入箱盒的電纜鋼帶、鋁護套層環(huán)連后用兩根70.52mm多股銅芯絕緣阻燃軟線接至箱體內接地端子，內屏蔽層用1.5mm2扁平銅網(wǎng)環(huán)連后接至箱體內接地端子。,3.6室外設備防雷與接地介入項點,室外設備防雷與接地,1.風監(jiān)測子系統(tǒng)單點檢驗必須符合以下要求，并填寫相關記錄表 1）具有風監(jiān)測功能的防災監(jiān)控單元能正確

21、接收相對應的現(xiàn)場風監(jiān)測點的風速等氣象數(shù)據(jù)。 2）具有風監(jiān)測功能的防災監(jiān)控單元風監(jiān)測狀態(tài)正常。 2.雨量監(jiān)測子系統(tǒng)單點檢驗必須符合以下要求，并填寫相關記錄表 1）具有雨量監(jiān)測功能的防災監(jiān)控單元能正確接收對應現(xiàn)場雨量監(jiān)測點的雨量信息。 2）具有雨量監(jiān)測功能的防災監(jiān)控單元雨量監(jiān)測狀態(tài)正常。,3.7子系統(tǒng)單點試驗介入項點,3.雪深監(jiān)測子系統(tǒng)單點檢驗必須符合以下要求，并填寫相關記錄表 1）具有雪深監(jiān)測功能的防災監(jiān)控單元能正確接收對應現(xiàn)場雪深監(jiān)測點的雪深信息； 2）具有雪深監(jiān)測功能的防災監(jiān)控單元雪深監(jiān)測狀態(tài)正常。 4.異物侵限監(jiān)測系統(tǒng) 1）檢查現(xiàn)場控制器至雙電網(wǎng)傳感器之間的電纜連接狀態(tài)，相關配線有無混線；同側雙電網(wǎng)是否存在串聯(lián)或并聯(lián)關系、兩側雙電網(wǎng)各電網(wǎng)間是否存在并聯(lián)關系等導致異物侵限報警功能失效的情況。,3.7子系統(tǒng)單點試驗介入項點,2）檢查兩側雙電網(wǎng)傳感器端部回線連接是否正確，雙電網(wǎng)傳感器是否存在斷線、短路等情況；測試雙電網(wǎng)傳感器的絕緣性能及兩側每層電網(wǎng)直流電阻