高速铁路安全综合监控系统

2024-05-06

高速铁路安全综合监控系统（通用12篇）

篇1：高速铁路安全综合监控系统

国外高速铁路安全综合监控系统

1．日本新干线高速铁路调度系统

日本新干线使用的C0MIRAC系统包括运行图生成与变更、车辆与乘务员运用、列车运行控制、列车运行监视、旅客信息等运营管理功能以及电力调度、车辆运用管理、接触网、线路状态检查、灾害监测(地震、风冰、雨、雪、滑坡)等安全功能，是一个功能较为完备的复杂系统。

COSMOS系统集行车控制、电力控制、车辆运用管理、运行图生成及变更、信息系统(灾害信息、旅客信息等)、维修作业管理、车站作业管理等功能于一体，将几乎所有与铁路运营有关的子系统都挂接在中央局域网(LAN)上，使开放运营的铁路系统在信息传输上形成相对的闭环系统，是现代控制技术与计算机技术、网络技术的有机结合。

2．法国TGV高速线综合调度系统

TGV高速线综合调度系统以调度集中为核心，依靠车一地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来。车载设备包括TVM300或TVM430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网、热轴、风、雨、雪、桥隧落物等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，通过网络传递信息。

3．德国ICE高速铁路综合调度系统

德国ICE高速列车通过LZB系统列车一地面问双向通信、险情报警信息系统(包括风、雪、塌方、热轴)、车载无线故障监视诊断系统与地面控制中心和维修中心构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等功能于一体的系统。

此外，欧洲主要国家铁路都已承诺采用欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)，该系统本身就是综合调度自动化系统，其核心为欧洲列车控制系统(ETCS)。

篇2：高速铁路安全综合监控系统

前言

安全是铁路运输永恒的主题，是铁路的生命线。我国地域辽阔，地形复杂，气候变化大，致使铁路灾害分布广泛、类型众多、发生频繁，铁路灾害的分布遍及全国，基本上凡有铁路的地方均受程度不同的灾害侵袭，由此平均每年造成铁路运输中断100余次，累计1 0002 000 h，最高峰曾达到年断道211次。已发生灾害路段占全路总运营里程的20%以上，尚有许多线路灾害处于潜伏状态，严重威胁铁路的行车安全。

高速铁路由于列车运行速度高、密度大，运送对象以旅客为主，一旦发生事故后果不可想象。因此，除了要求机车车辆、供电、线路以及通信信号设备高性能外，对各种可能发生的灾害，如自然灾害(强风、暴雨、大雪、地震)、突发事故(坍方落石、异物侵限)、列车及设备故障、突发的大规模群体事件等，都要实施全面监测。世界各国已建成和正在建成的高速铁路均将综合安全保障体系的研究放在首位。如何针对可能发生的各类危及行车安全的灾害，建立安全、可靠、实时、准确的铁路安全防灾监控和信息传输体系，制定科学有效的预警机制和应急预案，在灾害发生前或发生后及时控制运行列车减速或停车，使各种多发、随机的铁路灾害造成的破坏力降低到最小程度或避免灾害的发生，这对铁路部门科学、合理地调度列车、指挥运行，确保铁路客运专线运行安全有着重大的实践意义。

一高速铁路综合安全防灾的需求分析

1.1 综合防灾安全监控功能需求

综合防灾安全监控系统是对危及列车运行安全的自然灾害(风、雨、洪水、地震等)、异物侵限、突发事故和事件等进行实时监测；对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定设备安全隐患、灾害及故障的类型、性质和级别；实时显示经处理后的信息及灾害预警、限速、停运、恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制、抢险救援、维修等指令提供依据。

1.2 覆盖内容需求

高速铁路安全监控的主要监测内容按对象不同可大致分为5大类：自然灾害监测(如地震、雨量及洪水、风速和风向等)；线路监测(如轴温、路基灾害等)；大型结构物监测(如车站站房、隧道、牵引变电所及通信信号机械室内及周围自然状况监测等)；物体侵入监测；列车运行状况与车厢监测等。

1.2.1 自然灾害监测

 强风监测：监测点设置在易发生强风或突发性大风地区的车站、高架线和桥梁上。

 雨量及洪水监测：洪水灾害不像地震、风灾那样具有突发性，而是按积少成多、循序渐进的规律因汛期雨水多而形成灾害的。高速铁路受雨及洪水破坏主要表现在路堤、桥梁以及路堑自然边坡破坏三大方面。

 地震监测：地震是属于发生概率较小，但危害最大的一种特殊灾害，高速铁路沿线地震仪应设置在地震烈度大于等于VII度的线路区段，一般考虑设在牵引变电所内，以利于及时断电响应。

 高速铁路同普速铁路一样，还应针对不同地理环境条件、不同的运营机制，设置相应的防火灾、防雷击、防冰雪等设施。

1.2.2 线路监测

 轨温监测：轨温的升高使无缝线路钢轨的纵向应力加大，超过一定标准时会导致胀轨跑道事故，对行车安全有极大的危害。钢轨温度传感器设置地点应选择在线路条件如路基、道床、曲线、坡度等不利的地点。在桥梁较多地段或曲线较多地段，可根据实际情况适当增设。

 路基灾害监测：主要监测路基病害的发生、发展和发出预警信息，这部分属于“渐进”灾害。对于路基病害要结合发生灾害处的地形、地质、环境和降雨量作出安全评估。

1.2.3 大型结构物监测

 车站监测：在大型车站设有相应的安全监测系统，对周围环境、设备状态等具有自动监测和报警功能。当发生重大灾害和事件可能影响行车时(如事故、停电、火灾等)将信息通过车站综合信息系统传至调度中心安全调度台处理。

 桥梁、隧道监测：高速铁路为了提高行车速度，大量地使用了桥梁和隧道，所以必须设置桥梁、隧道监测系统。系统所收集的可能或直接影响行车安全的信息(如火灾、非法侵限等)，应直接或通过综合信息系统传送至调度中心安全调度台汇总处理。

 牵引供电、通信信号监测：作为客运专线重要设备的牵引供电和通信信号等系统应具有高度的可靠性，保证设备总处于良好的状态，或一旦设备存在危及行车安全的隐患时，能及时地发出警告，强制列车减速甚至停车，需要具有防火、防水、防盗等监测。

1.2.4物体入侵监测

依据线路建筑标准，对于一些易发生土、石崩溃和塌方，落物难以预测巨整治投资大、施工困难的地段，根据预测的塌方范围及落物轨迹，设置崩塌、落物防护监测网是必要的。按照要求高速铁路为全封闭线路，但是如果防护网被破坏以后有物体进入也会造成事故，因此同样需要进行监测。

二基于视频的高速铁路综合安全防灾的构成

传统的高速铁路综合安全防灾系统都是基于各种传感器来进行的，但是随着视频监控及其分析技术的不断发展和进步，基于视频的综合监测系统得到了更多的重视和应用。

2.1 综合安全防灾系统总体设计

高速铁路客专综合安全防灾监控系统的运用和管理分为客运专线公司、综合调度中心、基层站段和前端采集设备四级，均配备相应的防灾显示设备、工作站和网络传输设备等。系统可与客运专线的其他信息系统共享基础信息资源，并与其他信息系统进行数据交换。整个系统是一个分布式结构，由客运专线铁路公司安全设备、综合调度中心防灾设备、基层站段防灾设备、现场采集设备四部分组成，系统的总体结构如图1所示。

图1 高速铁路客专综合安全防灾系统总体结构图

2.2 综合安全防灾系统组成及其功能简析

现场采集设备的工作是从设置在客运专线铁路沿线的视频采集点、各种监测设备/系统采集有关环境状况以及设备工况等安全监控数据；将这些数据按照灾害信息种类、灾害信息程度分别进行初步处理后经网络传输传送至基层站段。运行的列车通过自诊断系统检测到列车上的故障信息，通过区间或站内无线基站传送至车站综合信息系统，并继续通过专用数据通信网传送至综合调度中心的安全监控台汇总、存贮和处理。

车站综合信息系统将接收到的各类灾害基础数据进行汇集，实时传送至综合调度中心安全监控台。综合维修段将接收到的各类灾害基础数据结合视频信息进行统计分析，形成报表，将结果上报客运专线公司。

调度中心安全监控台对接收的数据进行处理，处理后的视频、强风、暴雨、洪水、轨温、地震等报警信息中包括灾害强度、线路状态、行车规定和巡检要求等具体规定。按照灾害处理规程给出预警处理建议和方案，将建议和方案传送至各相关业务调度台，并在相关区域运行的列车上显示。行车调度台将其作为调整行车运行计划的参考因索，必要时行车调度台通知维修和救援部门作好准备。救援列车由车辆调度台通知动车段调动，救援部门由相关车站出而协调。客运专线公司将从调度中心安全监控台接收到的信息存档记录以供决策。

三基于视频的高速铁路综合安全防灾系统涉及的监控技术

3.1 主动红外夜视技术

综合安全防灾系统的前端视频监控点通常在户外自然环境较为恶劣的场所，同时需要对目标进行全天候的监控，在夜间也没有路灯、建筑物灯光等其它的环境光源可以利用，对于雨天、雾天等特殊气象条件要求能够保持良好的可视距离，可视距离最好能在1-2公里左右。目前市场上能够提供的夜视技术主要有三种：被动红外成像技术、基于红外灯的主动红外夜视技术、基于激光器的主动红外夜视技术。被动红外成像技术适合于监控夜间人或车等运动物体，对于环境监控力不从心，基于红外灯的主动红外夜视技术可视距离近（300米以内），光源体积大寿命短故障率高，很难适应户外恶劣的自然环境。基于激光器的主动红外夜视技术目前已经比较成熟，包括红外激光照明器灯、超低照度彩转黑摄像机、红外夜视专用监控镜头三大部分。激光的特性决定了激光可以照摄更远的距离，而且光强度也比常规光源要强的多。激光具有亮度高、单色性好、方向性好等优点，通过对波长的选择可以增大CCD对波长的感应程度。激光灯的寿命很长，一般都在10000个小时以上。摄像机的选择则主要顾及两个方面：一个是白天成像效果；一个是是否是感红外的低照度。白天要求效果好，就是要求其有滤光片切换结构，白天滤掉不可见光，使成像色彩更真实；晚上切换到夜视模式，把不可见光放进来，这样既能保证白天不失色，又能保证夜视效果。夜视镜头的F数一般比常规镜头的F数要小，这就意味着镜头的进光量要比常规镜头要大，有较强的光收集能力，好的夜视镜头的镜片对近红外光进行了增透，提高了近红外光的透过率。为了看清楚远距离的物体，一般选用电动长焦镜头。

3.2 智能视频分析技术

智能视频（IV，Intelligent Video）技术源自计算机视觉（CV，Computer Vision）与人工智能（AI，Artificial Intelligent）的研究，其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体，这一研究应用于视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛，也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度降低资源与人员配置，同时，必将全面提升安全防范工作的效率。智能视频分析在火灾报警、异物入侵报警、车站与桥梁监测方面能够发挥很多积极作用

3.3 综合监控主机

篇3：京津高速铁路综合视频监控系统

1.1 监控节点范围

京津高速铁路综合视频监控系统设置在沿线通信信号机房内外、箱变机房室外、牵引变电所 (TSS) 、自动变电所 (ATS) 、开闭所 (SSP) 、电力分配所室内、车站咽喉区、公跨铁立交桥、铁路线路、高架桥路段的维修梯和路基地段, 北京南、亦庄、永乐、武清和天津5个车站的站前广场及站内设置了视频采集点, 并为调度、通信信号、客运、公安设置了用户监视终端, 提供视频服务。京津高速铁路综合视频监控系统结构示意图见图1。

(1) 通信信号机房内监控。在通信信号机房内设置球型摄像机, 主要观察人员进出机房情况, 同时兼顾机房总体状况, 包括设备室和电源室。

(2) 咽喉区监控。在北京南、亦庄、永乐、武清、天津5个车站咽喉区设置枪式摄像机, 主要观察列车进出站情况, 并可对实时视频图像进行分析, 对在咽喉区逗留的目标进行告警提示和标识, 对进入用户保护区域的目标进行跟踪, 并触发报警。

(3) 路基段监控。在接触网杆靠近线路外侧距轨面4.5 m处架设彩色低照度摄像机和红外灯 (无红曝) 。接触网杆间距基本上是50 m, 架设原则为每100 m架设一套设备, 白天监视距离为10~150 m, 夜间为10~100 m, 并可实时监视线路及其两侧路基情况。同时, 配置I类室外设备箱, 用于安装电源模块、光端机、光缆终端盒、断路器和浪涌保护器等。

(4) 维修梯监控。每处维修梯设置一个视频采集点。根据现场具体情况, 利用桥上护栏, 在靠近入口的第2根或第3根栏杆上架设安装支架, 配置彩色低照度摄像机和红外灯 (无红曝) , 对维修梯最后一段楼梯和进入正线的入口进行全天候视频监视。同时, 配置I类室外设备箱, 用于安装电源模块、光端机、光缆终端盒、断路器和浪涌保护器等。

(5) 沿线基站与信号机房室外监控。高架桥下的GSM-R基站机房或信号集装箱与箱变机房共址时, 采集点设置在基站与信号机房门正面约10 m处新架设的7 m电杆上, 安装摄像机并配置红外灯, 对GSM-R基站机房或信号集装箱与箱变机房的入口进行监视。

(6) 铁塔长距离监控。在沿线每座GSM-R铁塔上架设彩色长距离摄像机 (全线40座铁塔) , 监视铁塔两侧各2 km, 满足白天视频监视约100 km线路要求。终端用户可对摄像机进行远程遥控。摄像机安装高度距轨面约20 m。同时, 配备II类室外设备箱, 箱内配置多功能浪涌保护器。

(7) 综合性客运服务监控。为满足客运服务提出对北京南、亦庄、武清、天津车站全方位监控要求, 在各车站设置了视频监控点, 监控车站广场、进出站口、检票口、售票厅、候车室、贵宾室、客运地道出入口、站台和办公区等。

(8) 公路跨铁路桥梁监控。在接触网杆靠近线路外侧距轨面4.5 m处架设彩色低照度摄像机和红外灯 (无红曝) 。接触网杆间距基本上是50 m, 架设原则为每100 m架设一套设备, 白天监视距离为10~150 m, 夜间为10~100 m, 并可实时监视公路桥上的车辆、防撞墩、护栏、水平防护网掉落等情况, 以及线路和线路两侧路基情况。同时, 配置I类室外设备箱, 用于安装电源模块、光端机、光缆终端盒、断路器和浪涌保护器等。

(9) 应急救援指挥系统现场监控。现场监控设备可将事故现场动态图像实时传至核心网机房视频监控系统的视频平台, 图像清晰, 指挥中心可根据现场图像分析做出决策;可将事故现场的静态图像和其他数据上传至核心网机房视频监控系统的视频平台, 并具有自动转发图像功能。现场接入设备支持接入数码相机存储卡, 实现高速传送。

1.2 系统功能

1.2.1 平台功能

(1) 实时播放。双击或拖拽摄像机列表中的摄像机名称, 在选中的空闲分屏界面中可看到视频实时图像, 点击停止按钮可停止播放。

(2) 历史播放。选中某一路摄像机, 确定录像时间段, 可播放远程录像, 选择本地录像文件, 可播放本地录像。

(3) 播放控制。具有暂停、停止、快播、慢播、逐帧播放功能。

(4) 图像切换。可同时观看多路视频图像, 可通过1, 4, 6, 9和全屏等多分屏画面模式切换观看。

(5) 图像放大缩小。多分屏画面显示视频图像时, 其中一路可放大为一个分屏或全屏显示;当单屏显示时, 选中多分屏后, 可使一路图像缩小。

(6) 实时声音播放。前端麦克风采集现场声音, 在视频监控系统客户端播放实时声音, 与实时视频图像同步。

(7) 历史声音播放。播放历史视频图像时同步播放历史声音。

(8) 行为分析。分析实时视频内容, 对咽喉区、沿线逗留的目标进行告警提示和标识, 对进入用户保护区域的目标进行跟踪, 并触发报警。

(9) 声光告警。当图像信号丢失或出现行为分析目标时, 有声光告警提示;当通信SCADA系统的监控对象发生报警, 通过联动接口, 通知视频监控系统, 显示设备弹出报警信息, 并有声光报警提示。

(10) 图像屏蔽。特定时期, 监控中心网管可自定义用户观看图像的数量及范围。

1.2.2 用户功能

(1) 对系统管理员、操作管理员的帐号、密码和操作控制权限的初始化设定。

(2) 多重网络身份识别, 防止非法使用和操作。

(3) 根据授权实现相应访问操作功能, 低权限用户无法对高权限用户正在调看的图像进行PTZ控制。

(4) 根据授权, 可获得多个远程登录帐号, 满足各级领导和部门的管理要求。

(5) 识别远程访问人员和控制身份的合法有效性, 接受其控制请求和返回相应数据。

(6) 远程访问的显示和许可。根据不同型号, 用户可选择一个或多个远程访问, 在主页面上显示操作内容, 并可根据操作人员权限随时终止其中一个或全部远程控制请求。

(7) 实现用户远程网络管理功能, 消除地域空间限制。

(8) 日志管理功能。记录系统所有设备和操作人员进入、退出系统时间与操作情况。

(9) 用户管理功能。增加、删除、修改用户信息。

(10) 数据管理。添加视频监控点和用户权限设置。

2 系统特点

2.1 网络传输技术

北京南、亦庄、永乐、武清、天津站内设置的摄像机, 通过视频同轴电缆和控制电缆直接接入通信机房的编码器。车站机房的编码器通过网线利用以太网交换机传输, 连接到车站视频监控分中心或中心。

远距离的传输包括基站、信号中继站、牵引供电 (TPS) 机房、ATS机房、SSP机房和咽喉区, 其摄像机经过前端编码器处理后, 摄像机视频信号通过传输系统就近接入车站视频监控分中心的视频IP局域网。

接触网、维修梯的视频图像利用室外设备箱中的光端机、光缆终端盒将视频图像信息通过新设一对视频光端机及新敷设12芯光缆接入邻近基站, 进行压缩编码和视频分析, 通过MSTP上传至所属车站进行存储。如果距相邻基站不超过100 m, 采用同轴电缆将视频信号接入基站机房。

系统针对网络传输的不稳定性做了网络自适应性改革。当传输带宽不足时, 视频监控系统对视频图像自动进行减帧处理。由于传输速率调节和动态多码率调节机制灵活, 适应监控系统中多种异构网络带宽的要求。

2.2 与通信SCADA联动

通信SCADA系统与视频监控系统完成联动, 其监控对象发生报警后, 通过联动接口通知视频监控系统。视频监控系统将视频切换到相应的摄像机预置位, 自动录像, 显示设备弹出报警信息, 并有声音报警提示, 提高了综合能力, 并为京津高速铁路各系统维护人员提供了图像依据。

2.3 接触网杆上安装摄像头和红外灯

摄像机和红外灯安装在电气化铁路接触网杆上, 要求牢固, 不受300 km/h列车行驶所产生的风速影响, 为保证其工作的稳定性, 在以下方面进行了创新。

(1) 摄像机和红外灯安装固定件。结合其他相关专业在接触网杆上安装设备工艺, 研发了能够确保与接触网杆安装稳定的结构件。

(2) 摄像机和红外灯的方向调节。自主研发适用于接触网杆、角度能任意调整的结构件, 使摄像机最小调试角度为1°。

(3) 摄像机与防护罩的连接方式。线路视频监控系统使用的是短焦距镜头, 摄像机、镜头与防护罩之间仅有一处连接点, 为避免300 km/h的列车通过时产生的振动, 研发了能够确保摄像机与防护罩稳定连接的固定件, 保证图像清晰和稳定。

(4) 红外灯的应用方式。传统的无红曝红外灯只有一个发光角度, 夜间提供的光照范围是扇形, 为扩大光照范围, 每个节点提供一对红外灯, 光照角度分别为15°和30°, 方便夜间观看图像。

(5) 摄像机和红外灯的供电。通过分析、论证、测试, 确定采用24 V直流供电, 变压器可输入160~220 V电压。

(6) 接地方式。京津高速铁路的地线均连接在贯通地上, 对路基段节点, 所有防护箱的接地均从槽道中连接;对高架路段, 所有防护箱的接地均从路基的侧墙上连接。

2.4 客运服务求助

京津高速铁路沿线各车站在不同节点设置了求助系统及摄像机。京津高速铁路综合视频监控系统实现了和客运服务求助联动, 并为求助系统摄像机设置了预置位。当有用户求助时, 客运服务求助系统将信息传给视频监控系统, 对应节点的摄像机立即启动预置位, 实时录像求助系统情况, 便于日后查询。京津高速铁路综合视频监控系统首次将客运服务系统纳入综合视频监控系统平台, 方便了客运服务系统实时监控站内外情况。

2.5 权限管理

京津高速铁路综合视频监控系统客运服务端软件可根据用户涉及范围划分各用户的图像调用、历史图像检索与回放、存储控制等权限。调度中心的调度大厅设置的视频监控客户端可调看所有咽喉区监控系统的视频图像。核心网机房的视频监控客户端可调看全线视频图像, 包括四电监控系统、客运服务监控系统、线路监控系统、应急通信现场和防灾安全监控系统的视频图像。永乐保养点信号工区设置的视频监控客户端主要调看防灾安全监控系统的视频图像。

北京片区的维护人员可调看北京片区下的四电监控系统、线路监控系统和防灾安全监控系统的视频图像;天津片区的维护人员可调看北京片区下的四电监控系统、线路监控系统和防灾安全监控系统的视频图像。

北京片区的铁路公安人员可调看北京片区下的客运服务监控系统和线路监控系统的视频图像;天津片区的铁路公安人员可调看天津片区下的客运服务监控系统和线路监控系统的视频图像。

防灾维护人员可调看全线的防灾安全监控系统的视频图像。

2.6 视频监控系统集中统一网管

通过对视频监控系统的设备 (包括视频服务器、交换机、光端机、编码器、解码器、存储设备、视频控制箱等) 状态轮询, 实时向用户提供设备当前运行情况和状态参数。视频监控系统的设备出现故障, 可主动向网管中心上报故障信息, 用户可及时获取故障情况, 为故障排查和定位提供依据, 同时为用户提供远程登录功能。可定义不同的告警级别, 对告警信息进行分类上报, 通过不同的声光提示, 对告警级别进行区分。可提供告警信息过滤功能, 用户可根据需要屏蔽相关告警。可实现对视频网络设备的远程管理, 如交换机、视频控制箱等设备的远程重启, 以及摄像机云台的远端控制。

2.7 管理软件热备 (RAMS)

为保障中央管理服务器正常、安全使用, 采用双机热备系统。当系统管理服务器 (中央配置服务器及视频管理服务器等) 发生故障或离线时, 编码器、解码器及存储服务器可保持服务器离线前的工作状态和配置, 并继续运行, 保证监控中心的解码器正常输出、PC工作站视频正常输出, 以及本地录像、SAN存储的正常进行。

2.8 录像存储软件备份

录像存储软件备份 (NVR N+1) 中的1代表备份的NVR, N表示NVR的数量。备份NVR负责监控NVR是否正常运行, 当一个NVR出现故障, 备份NVR接替故障NVR工作, 保证故障期间视频监控工作正常进行。

2.9 图像存储

京津高速铁路综合视频监控系统的监控中心设置在北京核心网机房, 北京南、亦庄、永乐、武清、天津5个车站设存储、转发服务器, 负责就近接入、存储视频图像及视频图像的分发和向上转发。监控中心负责对系统进行管理, 并存储重要视频和告警视频。

北京核心网机房存储所有摄像机的报警录像, 存储时间为30天。报警录像存储空间按实时录像总容量的5%预留。同时, 存储容量考虑20%的冗余。各分中心存储摄像机实时录像和报警录像时间为7天, 而后自动覆盖。

3 系统应用情况

京津高速铁路综合视频监控系统的使用用户主要有调度、客运、电务、公安等部门, 并可为工务、牵引供电、电力等部门提供服务。其提供的车站、线路视频图像在监控地点、位置、数量方面基本满足运输生产对京津高速铁路动车组运行情况实时监控的要求, 并可满足夜间对重点位置监控的要求。机房内外的监控图像可满足业务部门对设备安全的管理要求, 也为公安部门准确掌握线路、车站安全状况发挥了重要作用, 统一的软件平台满足了图像共享的需求。

(1) 调度。在京津高速铁路调度中心为行车调度和助理调度配置了用户监视终端, 对咽喉区视频监视拥用最高控制权限, 主要监视列车的到发情况。

(2) 客运。在北京南和天津站综合控制室设置大屏幕显示系统和用户监视终端, 满足客运部门对咽喉区列车到发与停靠站情况、车站、站台、检票口、候车室、站厅等进行实时监视和图像调用。

(3) 电务。在北京南站和天津站通信信号楼为电务部门设置用户监视终端, 对四电和线路视频进行监视和调用, 同时满足通信线路的日常维护检查和系统维护。

(4) 公安。为北京铁路公安局设置了用户监视终端, 可浏览机房室外的全部视频图像;为北京南站公安段和天津站公安段指挥中心设置了电视显示墙 (9块屏) , 天津公安处、北京南公安处、亦庄警务区、永乐警务区、武清警务区、天津警务区设置了用户监视终端, 24 h专人值守, 监视辖区视频图像, 并具有一定的控制权限。

(5) 牵引供电和电力。箱变室外的视频信息可为电力部门提供服务, 监视机房人员进出情况。

篇4：高速铁路安全综合监控系统

关键词：高速公路长大纵坡安全

0 引言

在对长大纵坡路段进行施工的过程中，为了克服高差，设计过程中，需要交替使用陡坡和缓坡。这样的设计在一定程度上满足了技术标准和规范相应的要求，但是，在运营过程中出现了许多的问题。连续长大纵坡路段导致车辆，尤其是大型货车频繁制动，进而降低了制动效能，进而引发追尾撞车、坠车或弯道处车速过快而冲撞护栏，甚至路外引发恶性交通事故，直接威胁到人们群众的生命财产安全。超长连续纵坡对道路安全造成重大影响，需要在设计、施工、运营期间，采取综合对策措施、应急救援体系。

1 线形展线

改善高速公路的线形，对于连续下坡路段来说，这是根本性的安全措施，通过展线，对路线的长度进行延长，一定程度克服了高差，减小平均纵坡，山岭重丘区尽量进行线形展线，减缓平均纵坡，增加道路运营安全性。

2 加大安全行车宣传力度

在长大纵坡等重点路段和服务区增设安全行车警示牌、悬挂警示横幅、滚动播放警示片盒警示语。编印山区高速公路安全行车提示卡、危化品运输、应急防灾等警示宣传资料，通过沿线收费站口、服务区发放给过往司乘人员。争取沿线地方人民政府和移动、联通、电信等公司支持，通过全线情报板、公告牌及时准确发布路况信息。

3 加大交通安全设施投入力度

车辆在启动淋水装置后，通过调查研究发现，通常情况下，水箱中的水在行驶7公里左右就会基本用完，所以，在停车区设置相应的车辆加水及冷却设施，在一定程度上可以确保载重汽车制动性能的稳定性；另外，驾驶员在停车区内可以对车况进行检查，以及休息等，保持较好的状态进行下坡行驶。因此，增加或扩建野外停车区，因此宜适当设置、增加或扩建停车区。

目前，在国内外，在解决长大下坡路段交通安全问题方面，避险车道是一个比较有效的办法。所谓避险车道，就是在靠近长大下坡的末端设计一个制动坡床，确保制动坡床与道路坡度方向相反，紧急制动停车通过较陡的上坡来完成，进而在一定程度上避免车辆在连续下坡行驶过程中，因刹车失控造成交通事故，其他正常行驶车辆的自由度和安全度从而大大提高。设置避险车道是为了使少数失控车辆从高速度降为低速度软着陆，并保护司机免受重伤且避免发生二次事故的一种应急措施。

由于受山区地形条件的影响，在充分利用地形的条件下，加宽避险车道的宽度，加大避险车道的坡度，延长避险车道的长度；制动层为摩擦性能更好的3～5cm鹅卵石，加大制动层深度，要求养护单位定期对制动层进行清理防止制动层板结；避险车道顶部增设沙堆及废弃轮胎等强制减弱装置以加大缓冲力起保护车辆及司机安全的作用；为醒目的提示失控车辆驾驶员驶入避险车道，在避险车道前方分别于2km、1km、500m处设置警告标志，注明“避险车道前方m”，在避险车道入口处设置相关的使用指示标志，并在避险车道与救援车道中间设置弹力柱及水马强制失控车辆禁止驶入救援车道；考虑到夜间的行车安全以及节能环保的要求，为了更好的提醒失控车辆驾驶员，增设太阳能灯。

设置提示警示标牌。由于大多数驾驶员缺乏山区高速的行驶经验，加上对新开通高速公路的路况不熟悉，驾驶人员在不熟悉的道路上行驶，提示警示标牌的作用就是及时地提醒驾驶人员前方道路线形和道路状况的变化，在到达危险点以前有充分的时间采取必要行动，确保行驶安全。增加提示警示标牌，如进入长大纵坡提示、剩余长度提示、弯道提示、行车警示等标牌。

设置线形诱导标、红蓝爆闪灯及黄闪慢灯。长大下坡路段大多山高谷深、坡陡弯急，在可视条件较好的情况下，驾驶员还能清晰了解道路的线形，当夜间光线不好的情况下，加上地形不熟，道路线形不清，车辆行驶危险系数就会增加。

设置红色减速标线。在特殊路段增设红色减速标线，可以加大路面摩擦系数，增大行车阻力，提醒驾驶员注意控制车速，避免发生交通事故。

设置限速地面标线贴。结合道路情况和限速标志，在长大纵坡坡顶、隧道入口、桥梁段施划路面限速标记，这样可以更好的提示驾驶员限速行驶。

设置可变情报板。可变情报板是现代化交通系统中重要的信息发布设备。它由监控系统中心计算机进行远程控制，显示各种图文信息，疏导交通，促进行车安全。为了更为直观的让广大司乘人员了解路况，在长大纵坡路段附近的可变情报板均要求只能显示路况、天气状况等重要信息。

4 加大其他方面投入

对于超载、超限、超速等违法行为，建设管理单位联合交警部门进一步加大打击力度；进一步加强山区高速应急保障体系建设，对全线交警人员、路政人员、清障施救人员进行应急抢险专项技能培训，增强队伍的安全保畅能力和自身的安全意识；进一步加大资源共享与路警联动力度，加快监控平台的建设，将对路面的监控和对车辆的监控结合起来，实现区域监控设施、远程移动视频管理资源互享和信息互通，建立路警共建联系会议制度，定期或不定期共同分析、研讨事故发生的特点和规律，达成共识，有针对性的开展山区高速公路交通事故预防工作；进一步加大重点路段区域运行安全管理研究力度。

参考文献：

[1]张琼莲.公路沥青混凝土路面施工质量几点控制[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（04）.

[2]张砚博.高速公路交通安全问题与对策探讨[J].价值工程，2011（09）.

篇5：高速铁路安全综合监控系统

高速铁路防灾安全监控系统设计方案

首先介绍了高速铁路对防灾安全监控系统的需求分析;其次在此基础上重点对风监测系统、落物监测系统和地震监测系统设计方案进行了探讨;最后对防灾安全监控系统设计重点、难点进行了研究,提出了工程实施注意事项和建议.

作者：沈志凌 Shen Zhiling 作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉,430063刊名：铁路通信信号工程技术英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION ENGINEERING年，卷(期)：6(3)分类号：U2关键词：高速铁路防灾安全监控系统方案

篇6：高速铁路安全综合监控系统

高速铁路悬臂浇筑连续梁线形控制综合技术探讨

结合京沪高铁京杭运河特大桥工程,对悬臂浇筑梁线形控制技术进行了探讨,详细介绍了平面与高程控制、支架及挂篮挠度控制、梁体线形预测及监控、基础沉降变形观测、梁顶六面坡控制等线形控制综合技术.

作者：张国红曹刚龙陈少波 Zhang Guohong Cao Ganglong Chen Shaobo 作者单位：中铁十二局集团有限公司京沪高铁土建四标项目经理部二工区,江苏徐州,221131 刊名：铁道建筑技术英文刊名：RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(1) 分类号：U443.32 关键词：高速铁路悬臂连续梁线形控制

篇7：高速铁路通信系统技术

摘要：随着社会的技术飞跃和高速发展，人们对高速铁路通信的要求越来越高，构建一个先进的高速铁道通信系统已成为大众日期夜盼的事项。

目前，我国对高速铁路通信系统的存在较高需求，而目前高速铁路通信系统仍存在较多问题，需要改进和提升。

因此，本文通过对高速铁路系统的现状进行分析，提出了系统仍存在的问题及目前可以应用的解决方法，并对高速铁路通信系统所采用的高新技术进行阐述，把通信技术、计算机及网络技术有效地结合在一起，构成满足大众需求的综合性的通信系统。

篇8：郑西高速铁路综合视频监控系统

郑西高速铁路综合视频监控系统 (以下简称郑西监控系统) 由区域监控中心、视频接入节点和前端设备构成。视频图像管理、记录与处理采用监控中心和监控站2级分布式处理结构, 采用全分布的视频流处理与存储结构, 可方便地实现各级节点数量和容量扩展, 为郑西监控系统的扩展提供了极大的空间。

郑西监控系统在郑州和西安设置两个区域视频监控中心, 在沿线10个车站设置Ⅰ类视频接入点, 在通信基站、信号中继站、电力配电所 (亭) 设置Ⅱ类视频接入点260处。全线配置视频编码器、解码器3 000多路 (其中460路具有行为分析功能) , 实装摄像机1 700多台。郑西监控系统总体结构见图1。

1.1 区域监控节点

郑州和西安分别设置区域管理中心节点, 完成郑西监控系统用户及设备管理。区域监控中心可完成郑西监控系统的告警事件及图像存储与管理, 其主要职能定位为:管理、监视、控制和报警处理。

郑西监控系统预留电力SCADA、防灾系统及动力环境监控系统接入条件, 预留与郑州及西安货场视频监控系统的互联条件, 配置的设备包括管理服务器、录像服务器、存储设备和视频监控终端 (通信、信号、牵引供电和电力) 、大屏幕硬件解码数字矩阵 (数字键盘) 等。

1.2 Ⅰ类视频接入节点

Ⅰ类视频接入节点设在沿线各站, 包括2个大型车站、8个中小型车站。大型车站设备配置较高, 小型车站设备配置略低, 但性能完全能够满足郑西监控系统目前规模和预留视频通道的接纳。

Ⅰ类视频接入节点负责本地监控点摄像头视频信息的就近接入、处理和存储, 以及所属Ⅱ类视频接入点上传视频信息的存储, 并接受视频监控中心的调度和控制。

Ⅰ类视频接入节点是一个区域性系统中心, 对上负责将告警图像信息上传至郑西监控系统中心, 接受其统一管理;对下负责所属区间站现场监控信息的集中存储、管理和媒体流转发。Ⅰ类视频接入节点还设置视频监控终端, 负责就近公安派出所/值班室视频终端的接入。

1.3 Ⅱ类视频接入点

沿线GSM-R基站、信号中继站、牵引变电所、开闭所、分区所、AT所、电力配电所设置Ⅱ类视频接入点。Ⅱ类视频接入点负责现场监控点摄像头视频信息的就近汇聚接入、处理、内容分析, 以及视频信息上传至车站监控站等工作, 并接受郑西监控系统中心的调度和控制。

1.4 郑西系统存储

郑西监控系统采用了相对集中的存储结构:在Ⅰ类视频接入节点进行所属区域监视点图像的集中存储, 原则为全部视频按D1精度存储, 其中线路重点部位 (咽喉、公路跨铁路桥梁等) 按15天存储, 其余部分按7天存储, 站内客运服务重点部位按15天存储, 其余部位按3天存储。

郑州和西安两个区域节点集中存储全线告警图像, 存储时间不少于30天, 图像分辨率为720×576 (D1) 。根据存储全线告警图像要求, 全系统均配置IP SAN存储设备, 最小节点配置15 TB, 最大节点配置75 TB, 全线配置的总存储能力超过400 TB。

2 郑西监控系统组网

根据提供的传输资源和郑西监控系统对传输资源的要求, 采用Ⅱ类视频接入点数据, 通过传输系统提供的MSTP接口汇聚到车站节点, Ⅰ类视频接入节点数据由IP数据网承载与分控中心通过IP数据网和监控系统互联组网方式汇聚到郑西监控系统中心 (见图2) 。

2.1 区域中心网络节点

区域中心节点由1台三层交换机为核心构成的局域网络, 可实现本地设备互联, 并连接车站所在地的Ⅰ类视频接入节点, 完成相应的路由策略, 并实现视频监控系统与第三方系统的链接。

经流量分析, 应用服务器、录像服务器、存储设备与网络的连接全部采用1 000 M接口, 本地网络与骨干IP网的连接配置1个FE端口。

为了避免网络风暴, 将系统网络划分成若干个虚拟局域网 (-vlan) , 禁止不同车站及其所属区域监控站节点间的直接互访。

2.2 Ⅰ类视频接入节点网络

Ⅰ类视频接入节点在整个系统网络中起承上启下作用, 根据业务规模配置24端口的100 M/1 000 M混合或全1 000 M三层交换机。交换机支持VLAN业务, 具有弹性扩展能力。录像服务器、存储设备与网络的连接采用1 000 M接口, 其余连接采用100 M接口。为了避免网络风暴, 将每10个Ⅱ类视频接入节点划分成一个网段。

根据业务流量, Ⅰ类视频接入节点对上配置1～2个FE接口, 捆绑使用, 对下 (Ⅱ类视频接入节点) 配置1～4个FE (MSTP设备提供) 接口。

2.3 Ⅱ类视频接入节点网络

Ⅱ类视频接入节点属于网络末端, 配置8, 16, 24, 48端口100 M交换机 (根据前端视频编码器数量) , 实现现场接入。

2.4 网络带宽分配原则

网络带宽设计遵循以下原则:每路视频 (D1) 占用的网路净负荷按2 048 kb/s计算, 为保证流媒体的顺畅连续和减少控制时延, 总体网络带宽预留20%的余量。

工程开通初期, 因传输系统分配的网络带宽不够, 临时采用CIF图像, 在保证每个Ⅰ类视频接入节点有1个FE接口情况下, 图像也可流畅地浏览。

3 郑西监控系统接口

郑西监控系统平台本身支持多种规范的对外接口, 包括OPC (Server&Client) /OPC UA, YD/N 1363-D接口, SNMP及铁路视频系统互联规范规定的SA接口服务器。郑西监控系统对外还提供接口开发包, 并可采用以下规范与相关系统进行互联。

(1) 电力远动:OPC/OPC UA;

(2) 环境监控:YD/N 1363-D接口, OPC Server;

(3) 网管系统:YD/N 1363-D接口, SNMP;

(4) 防灾监控:OPC/OPC UA;

(5) 第三方视频:SA+SDK, OPC+SDK, 客户端SDK。

4 郑西监控系统应用范围

根据授权不同, 郑西监控系统监控客户端可实现管辖区内各类视频采集终端分专业、分区域的远程监控, 实现实时图像浏览与录像调用。郑西监控系统应用范围如下。

(1) 运营调度视频监控。实现全线公路跨铁路立交桥的全天候远程实时监控, 可对桥梁落物、人员侵入等异常情况发出报警信息, 防止安全事故发生;可对车站行车室实施视频监控;可对车站两端咽喉区实施视频监控, 全天候监视列车进出站情况, 对咽喉区的异物入侵等情况进行告警。

(2) 通信/信号视频监控。对车站通信/信号机械室、信号中继站、GSM-R基站、维修工区的通信机械室等无人值守机房进行视频监控, 通过与相关系统的配合, 实现对视频触发及视频与照明设施的自动关联动作。

(3) 牵引供电视频监控。对全线开闭所、牵引变电所、分区所、AT所等牵引供电系统无人职守场所进行视频远程监控。

(4) 电力供电视频监控。对配电所无人值守设备工作状态及场所的远程视频监控。

(5) 客运服务视频监控。沿线主要车站预留一定的视频编码接入条件, 实现对车站重点场所、运营调度所需客运服务视频监控系统视频信息的接入。

5 郑西监控系统功能

(1) 实时图像功能。带授权的PTZ控制;单屏/多屏浏览;点播、轮询、分组;基于多层矢量化地图的图形用户界面;多预置位+默认预置位;灯光、雨刷、风扇、加热器等自动与手动控制;声音、亮度、饱和度、对比度、色度的在线调整。

(2) 录像功能。监视画面自动/手动抓图;自动/手动/定时/事件触发录像;客户端本地手动录像与回放;前端DVR录像与回放;录像参数在线配置;图片检索与回放;录像检索与回放;录像合并。

(3) 管理功能。多级流媒体转发与分发;用户等级、权限、权限范围管理;用户登入、登出、锁定;操作日志管理;资源配置与管理。

(4) 告警管理功能。行为分析轨迹标示、告警画面边框闪烁;移动侦测报警;GPIO触发/第三方系统触发报警;网络通信报警;设备故障报警;视频信号丢失报警;告警联动;告警分级与分类。

6 相关建议

6.1 前端摄像机的选型

摄像机是视频监控系统最前端的传感部件, 其选择是否合理直接影响整体效果。因摄像机没有统一明确的标注和测试体系而造成混乱, 技术参数标注相同, 但供应商不同, 产品性能差距极大。因此, 招标中应针对特定类型监视点需要的摄像设备给出具体量化要求 (如距离、视场、照度、背景条件等) 。另外, 难以量化的要求决定了设备选择的合理性和对视频监控系统集成商的工程经验依赖。因此, 大型视频监控系统应尽量选择具有一定集成资质、视频监控工程经验的集成商。

6.2 工程同步性

工程中由于工期、供电等条件制约, 视频监控系统往往是四电系统中较后开通使用的系统, 对前期工程实施、调试比较混乱和易出问题的阶段不能进行有效监控, 如果能够协调临时供电和临时通信条件, 视频监控系统部分先期投入使用, 可发挥更大的作用。

6.3 视频监控系统关联性

篇9：高速铁路通信系统技术浅谈

关键词：高速铁路通信系统技术

1 高速铁路通信需求分析

随着我国交通技术的进步和发展，高速铁路的出现和普及大大方便和便捷了大众的交通出行，成为可我国交通运输体系中的重要组成部分，有效地调整了我国交通运输体系的结构方式。而出行的旅客享受了高速铁路带来的快捷与舒适后对在旅途过程中的通信系统的要求也水涨船高。旅途是单调的，也是劳累的，旅客需要在列车上与他人进行语音、数据、图像、视频等信息交流，而互联网的普及也使更多的乘客需要在列车上接入互联网，享受数字化和智能化的通信服务。因此，为了满足乘客的通信需求，构建一个稳定、先进的高速铁路通信系统迫在眉睫。另外，为了实现有效的人机控制，同时保障列车的行车安全，提高运输效率，铁路通信网的建立也需要先进的科学技术支持，使其功能更加完善，安全更有保障。

2 我国高速铁路通信系统现存的问题

目前，我国高速铁路通信系统仍然存在较多问题。与普通的有线通信或无线通信相比，甚至与一般的公共移动通信系统相比，高速铁路通信仍存在较大区别。无论是在系统组成还是使用环境，对高速铁路通信系统的技术和设备需求均较高。一般而言，我国高速铁路通信系统主要存在三方面的问题。一是多普勒频移。多普勒频移是指接收器的移动引发的信号频移现象。一般的列车多普勒频移现象不太明显，而高速列车由于在高速运动中，列车与基站之间的距离会频繁改变，多普勒频移现象非常严重。多普勒频移过大会导致高速移动通信的通话质量下降，同时高速列车在高速移动时产生的高频次深度快衰落现象对正常通信也有很大程度的影响，这将导致通信系统的解调性能大幅下降。第二是小区尺寸问题。一般而言，在高速列车上使用WiFi、WiMAX等通信机制时，将通信的小区尺寸进行缩小至直径100m以内，就能为列车上实现有效的宽带连接服务。而随着列车的速度越来越快，导致小区尺寸出现过小、引发小区切换过于频繁的问题，加上信号的快速衰落现象存在，高速铁路通信系统对用户的小区切换以及功率控制提出了更高要求。三是隧道通信问题。由于隧道在铁路的组成中占据非常重要的地位，隧道通信问题严重影响铁路通信覆盖问题，不同隧道方式对通信系统的覆盖方式和信号源的选取要求均不相同，造成铁路通信系统的整体兼容性较差的局面。因此，如何对高速铁路通信系统进行改进，寻找出科学合理的系统方案成为现今铁路通信部门亟待解决的难题。

3 高速铁路通信系统技术分析

根据高速铁路对通信系统的要求以及我国高速铁路通信系统现存的问题，作者对多种通信系统技术进行了阐述和分析，以期建立一个高效先进的高速铁路通信系统，满足大众对通信系统的需求。

3.1 通信传输及线路

现代高速铁路通信传输系统由骨干层传输和接入层传输两部分组成。骨干层传输主要为链型MSTP 1+1复用段骨干层多业务传输系统，它是通过利用铁路正线线路两侧不同物理径路的两条光缆中的各两芯光纤，开通10G骨干光同步数字传输系统，利用两条光缆中的各四芯组成环状光纤局域网，传送列控信息。接入层传输系统的主要由车站汇聚设备、站内接入设备、站间接入设备等构成。通常情况在车站汇聚节点设MSTP STM-16 ADM的汇聚设备，而站间接入层节点采用STM-4 ADM或者STM-16 ADM设备，以完成各基站、信号、牵引及供电等节点的业务接入。也可利用铁路两侧光纤组成环实现对各接入层站点的保护。

3.2 综合业务接入系统

高速铁路的传输系统需要将各个旅客服务业务系统纳入其中，为高速车站旅客服务、电话接入等系统提供专用的音频、监视图像等接口。在沿线区间中设立信息采集点，接入传输设备，构成区间信息接入系统，将信息在区间、车站和综合调度中心之间传播。另外还可在站内及沿线区间信息接入点等地设置光网络单元和局端OLT等设备，构成一体化的综合业务接入网络，以满足高速铁路站内及区间多种用户的综合业务需求。

3.3 综合无线通信GSM-R系统

GSM-R是为满足铁路应用而开发的数字无线通信系统，作为铁路无线通信平台已成为趋势。高速铁路GSM-R系统包括交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、通用分组无线业务系统（GPRS）、移动智能网系统（IN）、运行与维护子系统（OMC）、移动终端子系统等6个子系统，可提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修通信等语音通信功能。对铁路沿线进行GSM-R组网及信号覆盖，可以满足现代铁路构建地面调度中心与移动体之间的信息交换与传输通道的需求。

3.4 专用调度通信系统

专用调度通信系统是全线专用通信网和承载综合调度信息系统的组成部分，是供高速铁路调度、车站运营部门及维修单位进行行车指挥和业务联系的专用通信系统，可对全线进行高可靠、高安全的行车控制及统一的调度指挥，性能可靠、功能先进，具有话音功能数据和图像等多媒体通信功能，综合造价较经济，是高速铁路现代化通信的重要保证。

3.5 数据通信系统

数据通信系统可提供数字数据服务、电台广播、电视网等模拟数据。高速数据通信网设立独立的OSPF 自治域，在整个骨干承载网上使用独立的路由设备，路由器间形成部分网状连接，兼顾路由冗余与合理利用传输带宽，管理区直接接入核心路由器。

4 结束语

为了满足现时人们对高速铁路通信系统的需求，我们需要正视高速铁路通信系统存在的问题及解决方案，提高其科学技术水平，建设一个为高速铁路运输服务的专用通信网络，推动高速铁路快速发展。

参考文献：

[1]徐淑鹏.高速铁路专用通信系统技术介绍[J].铁路通信信号工程技术，2010（01）.

[2]张昊.高铁车地通信系统级仿真平台设计与多基站协作技术的研究[D].西南交通大学，2013.

篇10：高速铁路通信系统技术

摘要：高速铁路无线通信，面对有限的频谱资源之间的矛盾日益增加的交通和处理大量的信息，传统的模拟技术已经不能完全满足高速铁路高速，重载，信息技术，现代的需要。

数字技术(尤其是DMR技术)和产品已经出现。

本文主要结合高速铁路通信系统分析数字化技术与实现。

篇11：高速铁路信号系统中的PRC系统

王培

随着社会的进步和科技的发展，交通运输能力已成为影响国民经济发展的重大因素之一.而在交通运输中，铁路运输承担着约70％的货运周转量和60％的旅客周转量.铁路是国民经济的大动脉，大幅度提高运输能力是铁路发展的首要任务，铁路应向着重载、高速、高密度的方向发展.重载高速铁路将对车务、机务、电务、工务等铁路系统的各个组成部分提出了新的要求.高速铁路的行车特点使铁路信号设备必须采用一系列新技术，才能确保高速列车的运行安全，满足高速、高密度运行需求.高速铁路信号系统包括列车运行控制系统、车站联锁系统、行车指挥自动化系统，而行车指挥自动化系统中包含有列车进路程序自动控制系统.列车进路程序控制系统是一个计算机控制系统，它用计算机技术取代和减少操作人员的操作，自动产生列车进路操作命令对进路实行控制的系统.目前，车站列车作业的情况使得车站调度人员不仅要查阅计划表、了解现场情况，还要根据列车的实际运行情况修改计划表.因此作业量过大导致车站调度人员高度紧张，过度疲劳，行车指挥的效率和质量随着工作时间的加长而有所降低.同时有的大站作业繁忙，平均每几分钟就需办理一条进路，对于人工操作来说，这是十分紧张的.如果操作人员稍有疏忽，就可能影响车站作业的效率和质量.因此为了排除人的因素对车站作业效率的影响，保证行车指挥的有效性、准确性，提高运输能力，减轻调度人员的劳动强度，采用列车进路程序控制技术是很必要的.列车进路程序控制首先应在调度集中系统中实现的.调度集中系统是在铁路单线或复线区段上，将调度区段各中间站的车站联锁设备及区间闭塞设备结合起来，建立一个由列车调度员直接操纵的信号遥信和遥控的综合系统，它是铁路行车指挥自动化的基础设备.调度集中系统由四个主要部分组成：中心控制机（总机）、信道、分机、区间信号设备监视子系统.总机设于调度所，分机设于各中间站.列车调度员可以利用总机监督所管辖的调度集中区段内的道岔和信号等设备的状态和列车运行情况，并按照运行计划向总机输入控制命令，下达给分机去控制车站道岔和信号，办理列车进路，组织和指挥列车的运行.调度集中系统在一定程度上提高了运输效率，改善了劳动条件.然而，调度所的中心控制机控制着所管辖的几个至几十个车站，几百公里的线路，对于调度人员来说工作量是相当大的.因此为了进一步提高铁路行车指挥的自动化程度，减轻调度人员的劳动强度，排除人为因素对车站作业效率的影响，在调度集中区段对列车进路采取程序控制方式是非常必要的.在调度集中系统的实际运用中，由于调度集中总机所管辖的大站作业繁忙，特别是存在着大量的非固定调车作业，这些作业天天变化，没有规律可循，无法预先制定计划，由于调车作业的作业量过大，就不利于采用集中控制的方式来完成.在我国，这种情况特别突出，调度集中系统所管辖范围内的许多大车站都存在着大量的非固定调车作业，这样在大站就没有选排进路的自动控制系统，列、调车进路的选排完全是人工的.因此在大站也需要设计列车进路程序控制系统，使得在调度集中区段的大小车站内均实现了列车进路的自动排列，从而保证整个区段行车指挥的有效性和准确性.车站列车PRC系统

1.1 基本概念

在铁路调集中系统中，或在单个大站，如果采用计算机代替调度人员自动地根据运行计代替联锁设备的按钮输入，勿需信号员按压按钮，这样就能实现列车进路的自动排列，从而减轻调度人员的劳动强度，使其专心致志地修改运行计划，进而减少或消灭调度不当事件，保证车站的作业效率，列车PRC系统就是为此目的而提出的.列车进路包括列车停站、通过和到发三种，列车PRC系统的工作过程是这样的：计算机从输入给它的日班计划表中取出阶段计划表后，根据阶段计划表和实时输入的车次号，在列车接近本站时，自动确定排列进路的时机，为列车排列好预定的进路；当列车完成规定的站内作业后，系统又自动地排列出该次列车的发车进路，指挥列车出站.对于始发列车，计算机查询其发车时刻，并与当时的绝对时间比较，二者一致时，计算机为其排列发车进路.此外，计算机还提供旅客服务信息，如列车晚点信息等；为人工操作方便，需要给车站调度人员提供干预的机会；还根据列车运行情况，自动打印车站日班运行日志.1.2 基本功能

(1)输入功能

①列车车次号输入列车车次号是排列进路的基本条件之一，只有当列车车次号传入本系统时才有可能为停站、通过、到发列车排列进路.这样就能保证在列车运行计划被打乱的情况下，系统仍能适时地为各次列车自动排列进路.②计划表的输入和修改功能计划表是排列列车进路的依据，它给出了列车进路的始、终端信息.在正常情况下，列车是根据预先制定的日班计划表顺序到达、通过本站，或由本站发出的.计划表中含有列车从何地来、往何地去、何时到达、何时离开、列车在站内停留哪一股道等信息，根据计划表，我们就能确定接近列车的始、终端，并为接近列车排列接车进路；对于待发列车也是一样的.为使计算机能自动地排列进路，就必须将日班计划表预先输入计算机；同时在运行图变更的情况下，列车运行的实际情况会与日班计划不符，这时，调度人员必须按列车的实际运行情况对计划进行修改.③信息采集功能 列车位置列车位置信息是自动排列进路的另一个基本条件，对于接车进路，只有当车次号送入本系统并且当列车到达某个指定位置时，计算机才开始为它排列进路.这是因为如果进路排列得过早，该进路范围内的所有道岔就被锁住，车站调度人员就无法用它们进行调车作业，或排列其他列车进路，从而影响车站作业效率；进路如果排列得过晚，又可能造成列车接近本站时，司机因看不到允许信号而站外停车或缓行.故采集列车位置信息的功能，可帮助计算机确定排列进路的时机.股道状态由于运行图的变更，或由于站内接、发列车或调车作业的繁忙等原因，计划表上所安排的车次所停靠的股道可能已被其他列车占用，而当该次列车接近本站时，就得安排它停靠其他股道.当站内没有空闲股道时，计算机应当通知调度人员，及时作出处理.列车进入股道我们把列车进入股道的时刻算作列车进入车站的时刻.列车晚点时，无法按照计划表的规定时间发车，车站值班人员也可能缩短它在站内的停留时间.系统必须根据计划表规定的停站时间或调度人员人为规定的新的停站时间，为晚点列车排列发车进路，这就需要采集并记录列车进入股道的时刻.(2)逻辑运算功能

①进路控制功能是指计算机根据列车运行计划表及列车位置、车次号等信息自动地确定列车进路的始、终端和排列时机，排列进路的功能是列车进路程序

控制系统的核心.②计时功能始发列车的发车时刻与绝对时间有关，而到发列车的发车时刻与相对时间有关，为了计算发车时刻，系统必须要具有计时功能.③人工干预功能系统应具有人工干预的功能，即向调度人员提供人工干预的机会.例如，在进路控制命令输出之前，计算机通过显示设备向车站调度人员提供开始排列的信息，同时询问调度人员是否需要人工排列，如果调度人员回答“Y”，计算机就不再自动输出当前的控制命令；如果回答“N”，或者在规定的时间内未作出回答，计算机则自动排列进路.(3)输出功能

①控制命令输出功能计算机通过进路控制逻辑运算，确定列车进路的始、终端和排列时机，产生相应的控制命令.控制命令的输出功能就是将该控制命令送入到联锁设备.②显示功能显示功能就是指计算机通过显示设备向车站调度人员提供直观的信息，如阶段计划表、人工干预的询问等.③打印功能目前，车站调度人员一面要指挥列、调作业，一面还要记录列车的运行情况，这使得车站调度人员工作紧张.为减轻车站调度人员的劳动强度，使之集中精力指挥列、调作业，用计算机代替人工对列车运行情况进行记录并用打印机可将结果打印出来.④晚点信息的输出功能列车PRC系统还可将晚点信息输送给车站服务系统.⑤报警功能当系统出现异常或紧急情况时，应给出音响或其他形式的警报.1.3 基本特点