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1、- 17 -本 刊 特 稿CHINESE RAILWAYS 2013/03铁路路基设备监控预警系统 田小丽 等1 铁路路基设备监控铁路路基是轨道线路的基础，承受着轨道和机车车辆的静、动载荷，并将其向地基深处传递扩撒，以保证铁路行车安全。路基设备是铁路周边固筑物的基本保障，对于周边山体、坡体、岩石崩塌有着重要的防护作用，防止异物入侵铁路线路，有效抑制灾害事件的发生。路基设备主要有以下几类：（1）防护滑坡溜坍类：护墙、抗滑桩、挂网喷混凝土等。（2）防护落石类：拦石墙、钢轨栅栏、危岩支护、隧道口仰坡等。（3）防护泥石流塌方类：涵洞、棚洞等。路基设备监控是针对路基防护和加固建筑物的状态实施监测，探查和
2、掌握路基设备承载外来冲击侵害的能力，在出现损毁之前或届时及时发现。铁路路基设备监控预警系统（简称系统）是把智能化、信息化、数字化技术用于铁路，以接触式数据采集为主，非接触式数据采集为辅的综合系统，建立设备监测、数据传输、监控显示的C/S结构体系。路基设备、监测设备和技术类型见表1。2 系统结构系统结构主要包括（1）前端部分。压力感测器、位移传感器、双电网传感器、挂网喷混凝土等。（2）传输部分。中间件设备数据采集箱、数据传输线、电源线等。（3）监控部分。显示器、网络交换机、应用服务器、数据库服务器等。系统拓展组成，可以外接视频监控、雨量计监测、光纤监测等系统。软件结构是C/S构架，即客户机和服务
3、器结构。客户端操作执行应用，服务器端做数据处理，存储数据功能等。铁路路基设备监控预警系统田小丽；中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司，高级工程师，北京，100036刘 宁：中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司，工程师，北京，100036摘 要：针对工务部门护墙、抗滑桩、挂网喷浆边坡防护网、各种沟涵等路基设备抵御降雨型地质险性事件的需要，介绍基于接触式采集信息主动防护监控概念的铁路路基设备监控预警系统的原理、信息传输网络构成及基本功能。关键词：铁路路基设备；监控预警系统；信息采集方式 - 18 -本 刊 特 稿CHINESE RAILWAYS 2013/03铁路路基设备监控预警系统 田小丽 等硬
4、件结构是以局域网为网络基础构架，前端底层安装采集设备，如压力监测器、双电网传感器等。中间层为监控单元设备，采集的数据通过站间局域网上传至数据库服务器。监控中心对这些数据进行分析处理并存储。系统结构见图1。3 报警及预警系统的准确性判断需具备2个条件：一是根据曾经发生事件的规律性，归集总结通常的结论基础；二是实验测试事件收集到的单项事件数据基础。通过采集实时数据，经内嵌逻辑判断，发出事件判断报警和事件预警。预警是根据特定的规律逻辑，在事件即将出现前，以提示为目的的警告。报警是以接触式监控采集到的状态数据信息，经逻辑识别，给出事件即将发生或已经发生，以示警为目的的告知。系统采用符合地质、气象通行模
5、式的三级报警体系，即阶梯式报警模式，分为路基设施的正常状态监测，路基设施受迫或裂损状态的告警提示，路基设施的掩埋或损毁报警。三级监控预报警系统中，前一级别是后一级别的预警模式，对于整个报警系统有提前性，轻微级别状态的结论是对严重级别状态判别的重要逻辑延续和基础。系统具备体系性预判功能，在前端数据采集上传后经过数据分析，可实现一定提前量的逻辑预警。例如崩塌和落石监控，当部分土体滑落并堆积到压力传感器时，系统监测到实时数据曲线变化，在险性事件降临前，已经判断到发生侵害事件的可能性，系统立即发出告警提示；当落石滚落冲击双电网传感器时，单线断线维持预警，双线断线立即报警。（1）路基设备正常状态。系统在
6、对路基设备进行实时监控时，若路基设备处于正常状态时，报警状态显示绿色。（2）路基设备裂损状态。因外界条件或自身结构发生改路基设备防护设施监测设备技术类型功能作用护墙山体坡体压力感测器 位移传感器 视频接触式+ 非接触式监测护墙承受压力 护墙坡面的位移量 视频监控查看拦石墙落石土方溜坍压力感测器 双电网传感器 视频接触式+ 非接触式监测拦石墙堆积物压力值 落石等异物的冲击 视频监控查看涵洞雨水、地表 水、泥流雨量检测计 超声波泥位计非接触式监测雨季雨水量 探测泥水填塞程度钢轨栅栏山体落石 崩塌压力感测器 光纤感应接触式大方量的土石的压力量 石块冲击的感应抗滑桩滑坡体 山体溜塌 落石位移传感器 压
7、力感测器 光纤感应接触式监测坡体的位移量 下滑体的堆积压力值 落石等撞击感应危岩支护崩塌石块双电网传感器 视频接触式+ 非接触式落石等的撞击挂网喷 混凝土护坡面开裂 崩塌土石压力感测器 双电网传感器接触式护坡面开裂损毁、落石的 冲击隧道口仰坡山体土石滚落双电网传感器 视频接触式+ 非接触式隧道口的落石、异物的滚 落冲击坡顶护墙山体滚石 崩塌的土石压力感测器接触及式护墙的土石体滚落造成的 堆积棚洞/明洞落石 滚落异物双电网传感器接触式山体坡体的落石滚落物的 拦截表1 路基设备、监测设备和技术类型图1 系统结构监控中心站间局域网TCP/IP站间局域网TCP/IP数据库服务器磁盘列阵数据库服务器应用
8、服务器应用服务器短信模块短信通知站间局域网TCP/IP监控单元设置采集终端设置传感器力学监测设备位移监测设备 冲断监测设备光感监测设备局级外设工务车间声光报警系统可提供输出与铁路其他专业相连接雨量数据传感器传感器传感器- 19 -本 刊 特 稿CHINESE RAILWAYS 2013/03铁路路基设备监控预警系统 田小丽 等变，导致路基设备开裂、破损、倾斜、沉降等现象。这种现象一旦出现随时可能危害铁路线路，因此需要不间断地重点监控。当设备出现裂损时，系统收集裂损信息，通过数据对比和逻辑分析，及时发出告警，报警显示灯呈现橙色。（3）路基设备损毁状态。当铁路路基设备损毁时，系统发出红色报警，提前
9、一定的时间保障将列车阻止在危险点段之外。（4）报警级状态表示。报警指示颜色分别为：橙色报警、红色报警。当系统的各层预报分别产生报警信号时，系统同一时刻只能输出一个报警信号，这时需要将路基设备变异状态、路基设备裂损状态、路基设备损毁状态进行综合分析，优先选择级别高的报警信息进行输出。4 系统软件功能系统软件的主要功能如下：（1）管理：权限、系统日志。（2）智能：授时、自检、辅助决策、状态监控。（3）服务：查询、索引、接口（网络管理）、短信通知。（4）逻辑判断：数据挖掘。（5）辅助功能：打印、应急建议。（6）存储：可连续存储实时数据。（7）操作：人机交互界面、维护。（8）显示：曲线生成、存盘、提取
10、、线路图导航。（9）输出：工作日志、报警命令、声光电报警输出。（10）采集：信息采集。监控系统还有外接扩展功能，可接入地质、气象等数据监测。5 接触式采集主动防护监控（1）数字化监控的数据采集方法可分为接触式和非接触式2个方法。接触式采集：数据直接来源于被监测对象的物理状态变化，力学、位移、冲断监测技术属于接触式状态采集，传感器实时监控防护对象的物理特征，当防护对象的状态发生变化时即刻触发，使系统得到防护对象的物理状态数据，并可通过预先设定的门限数据进行逻辑分析判断，给铁路运管部门提供“是”或“否”存在运营安全威胁的结论，可以在险性事件发生时帮助工务部门及时响应，准确判断，及时开展最有效的抢险
11、复通工作。非接触式采集：声学、光学、视频传感属于非接触式采集，以受监控对象的状态特征值如频谱、光谱为主要分析方法，对监控对象使用模糊逻辑判断，需要长时间地搜集监控对象的事件特征，该特征收集越全面，报警信息越准确。因此需要进行很长时间的积累才能对发生的事件进行全面准确的逻辑分析判断，但对各种各样的突发事件的判断表述只提供百分比的可能性结论，仍需人为判断，而不能提供事件的量化数据。（2）险性事件的防护分为主动与被动。主动防护监控：在险性事件发生前捕捉到事件症候，一般为多重技术叠加监控。通过不同的监测技术进行组合，分别对防护目标的各种物理、状态信息进行采集，通过逻辑分析判断对象的状态进行数据化解读，
12、达到互相印证，减少误报。因此通过对被监控目标的各种物理、状态设定相应的门限，进行逻辑判断，可提供预警提示。被动防护监控：当事件具有明显表现后才提供推断的监控，只有在事件发生后形成了严重后果时，才能进行报警或信息提示，一般是单技术运用。（3）系统采用接触式主动防护监控，以多重技术叠加在事件前捕捉监控。系统将设备状态监测划分为不同的层级，采取不同的监测手段，形成相互独立，又相互补充的判别体系。6 系统传输方案系统具备扩展冗余功能，根据不同的监控站点的监控设备及现场实际，选择不同需求的监控数据传输方案。局域网方式：压力传感器、双电网传感器、位移传感器等以局域网构架为载体，采集的数据通过网络传输至服务
13、器。单体的数据线路方式：外接雨量计监测、视频监控等，其监测数据不通过数据采集箱，而有独立的数据线将数据传输至服务器。（下转第30页）- 30 -本 刊 特 稿CHINESE RAILWAYS 2013/03刍议铁路企业法律风险防范机制建设 陈少宏风险专题报告和年度报告，风险报告应当制度化，并定期或不定期向企业管理层、相关人员或其他有关部门公布，实现法律风险报告功效的最大化。3.5 完善法律风险应对管理法律风险应对管理包括检视法律风险应对现状，选择法律风险应对策略、制定和实施法律风险应对计划3个环节。在检视应对现状时，应考虑现有的人员组织、奖惩机制、能力素质、经费供给等是否能满足法律风险应对需要
14、，为选择应对策略和制定计划提供支撑；在选择应对策略时，应综合运用多种策略，如规避风险、控制风险、转移风险、接受风险等；在制定应对计划时，要考虑应对计划中机构和人员的安排，相应的责任要求，措施的优先次序和计划实施时间表，要对应对计划实施情况进行监督考核，以形成一个完整的法律风险管理闭环。3.6 借助信息化手段提高法律风险防范机制的运作实效中央企业全面风险管理指引明确要求：“企业应将信息技术应用于风险管理的各项工作，建立涵盖风险管理基本流程和内部控制系统各环节的风险管理信息系统，包括信息的采集、存储、加工、分析、测试、传递、报告、披露等。”管理手段的信息化是提高工作效率和管理水平的重要保证。铁路企
15、业管辖区域宽，联动性强，经营业务领域广，法律风险源多，法律风险管理涉及的信息量巨大。但同时铁路系统拥有强大的信息技术力量和信息管理系统。铁路企业应充分利用现有的信息管理系统资源，开发建设法律风险管理信息平台，包括风险评估、合同管理、案件管理、法律咨询、普法教育等模块，实现网上信息收集、数据统计分析、合同审批、案件处理、咨询指导等，提高法律风险管理工作效率，促进管理信息资源共享。参考文献1 国资发改委2006108号 中央企业全面风险管理指引S2 GB/T 279142011 企业法律风险管理指南S责任编辑 王五昌收稿日期 2012-10-29（上接第19页）无线网络方式：现场数据传输可借助GP
16、RS、GSM等无线网络。7 各级系统功能车间级系统，所辖的单一线路为“树枝状”，汇集各个点段情况。系统结构简单，不需要网络结构支撑，单点设备监测，单点数据传输线路，只需在监控终端汇聚监控数据，显示监测设备的实时状况，当有告警时，维护人员第一时间到现场查看处理。段级系统，以总线小型局域网为基础构架，可汇入管内几条线路上的各车间直至各点段的情况。监控设备接入网络，实时传输监测数据。监控中心和底层监控设备通过交换机连接至服务器，通过网络其传输、存取数据。监控中心包括磁盘阵列、交换机或路由器等数据存储及交换设备。段级系统具备扩展冗余功能，气象和地质等监控设备可以接入网络。路局级系统，可查询具体的管辖段、线路、车间、工区直至各点段的状态，并可全局整合在一个报警、预警平台。其网络结构是一种集群式，各监控中心通过互联网连接。各自独立的监控中心系统监测具体设施及数据存储，数据可用于路局级监控单位共享，路局监控中心可以监测到各个段、站点的监控状态，掌控整体管辖范围的设施防护。8 结束语系统是对线路周边关乎行车安全的路基设备状态的监
