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1、附件2：武汉铁路局项目建议书式样编号： 年第 号武 汉 铁 路 局项 目 建 议 书项目名称：武九线防灾系统项目地点：武九线k34+065-k185+500提报单位：武汉桥工段 单位负责人： 经 办 人： 联系电话：53235提报日期： 2011年 2 月 日一、项目概述与建设的必要性1、项目概述武九铁路自湖北省武汉市武昌站至江西省九江市庐山站，全长261千米，是沪汉蓉铁路干线的组成部分，也是国家路网“沿江通道”的重要组成部分，铁路等级为一级复线，全线已完成电力化工程，可以行驶和谐号。武九线防灾系统由雨量监测子系统、异物侵限监控子系统和危岩落石监测子系统组成。系统自前端至中心由：雨量监测、异物
2、侵限监控和危岩落石监测等现场监测设备，沿线GSM-R基站设置的监控单元，防灾监控数据处理设备，工务值班室工务终端，上层调度所设备，传输网络等组成。2、建设的必要性随着社会进步、经济发展和生活质量的提高，人们的安全防范需求也在不断增长，进入 21世纪，中国政府将“社会公共安全”列入了国家的基本国策，明确提出构建和谐社会，建设平安中国。我国铁路建设近几年发展迅速，铁路里程越来越长，运行速度越来越快，而铁路沿线地质条件复杂，土质多样，许多路段的铁路两侧边坡陡峭，是各种灾害的多发区域，对铁路运输和人民生命财产安全构成极大隐患。例如：2010年8月19日15时19分，西安经由成都开往昆明的K165次旅客
3、列车在行至宝成线德阳-广汉区间石亭江大桥时，因受山洪暴发影响，铁路线路突然发生位移，事故造成2节硬座车厢坠河，所幸没有人员伤亡。 2010年5月23日，江西境内发生山体坍塌事故，坍塌泥石8000多立方米，造成沪昆铁路客车脱线，事故造成19人死亡，71人受伤，其中重伤11人，轻伤60人。宝成8.19事故图片江西5.23事故图片做好铁路沿线防灾系统，预防和减少灾害事故发生，对保障人民生命财产安全和国家财产损失有着重大的意义，利国利民，也是国家基本国策的要求。二、修建地点、方案与规模（附平面位置示意图）1. 雨量监测点分布地点9处（具体地点见附件1）。修建地点：见附件1方案（仅供参考）：安全是铁路运
4、输生产的永恒主题，暴雨和洪水是引发泥石流、滑坡、坍塌等自然灾害，严重威胁行车安全的重要因素。加强对暴雨和连续降雨等灾害降水的监测，强化警戒防范，是保证汛期行车安全和防灾减灾的重要措施。采用计算机和电子技术等现代先进科技手段，在铁路沿线建立雨量实时监测报警系统，实现雨量信息远程监测、适时报警，将使铁路防洪指挥部门对降雨情况早知情、早预防、早处理，从而有效的指导防洪工作，防患于未然，保证铁路运输安全畅通。1) 监测原理和方案铁路雨量监测报警系统，它由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件部分主要是雨量监测报警仪，软件系统是由雨量监测报警系统和雨量地理信息系统两部分组成。其中 “雨量监测报警系统”安装在
5、雨量监测仪内，是监测报警设备的一个组成部分，雨量地理信息系统安装在工务段、分局或路局，用来监测管内各个监测点的雨情。硬件系统主要由自动雨量传感器，雨量微电脑采集器和传输模块构成组成，降雨发生时，自动雨量计自动完成降雨采集、雨量报警和雨情传输工作。其采集装置的探测部分安放在一个装置中，称为雨量桶，雨量桶内置两个小容器，分别安装在一个平衡器的两侧，当降雨量达到0.1毫米时，由于两侧重量不等，所以一侧下落，接通采集电路，此时，雨水从容器内流出，采集电路断开；接着，另一侧下落，再次接通采集电路，整个过程中，采集电路一直处于开关、关开的状态切换中。因而，雨量采集设备通过检测采集电路的开、关状态，通过计算
6、，即获得了雨量数值。当系统采集到雨量数据以后，立即将数据存入数据文件中，在雨量图相应的位置上绘制雨量线，并完成日降雨量、连续降雨量，10分钟最大降雨量，每小时降雨量等一系列的计算工作。当雨量达到设定的阈值后，系统输出报警信号，用户采取处理措施后报警停止，当雨量达到更高的警戒级别时，报警功能自动重新开启，直到用户再次采取相应措施，报警才停止。雨量到达警戒状态以后，雨量监测报警仪开始实时上传数据给雨量地理信息系统，根据数据来源，地图上的相应位置出现报警闪烁，并通过语音、短信或电话等报警，告知报警工区、所在路线、警戒级别等。2) 系统功能电脑实时雨量信息显示，可显示任何一天或某段时间的雨量图；雨量达
7、到阈值后，系统输出报警信号，并按照预先定制的传输策略，实时地将雨量数据上传；实时地理信息显示，准确给出报警地点，指导行车。3) 工程造价估算序号项目总额价(元)1雨量监测报警仪2传输线缆3计算机及监测软件4系统施工费用5不可预见费6合计2. 异物侵限监控点分布地点37处（具体地点见附件2）。修建地点：见附件2其中隧道进出口18处，公跨铁等路口19处，本方案仅针对隧道进出口。方案：铁路周界异物侵限监控系统作为铁路安全保障的一部分，在铁路的行车保障体系中起着重要的作用，系统主要是对危及铁路安全运行的自然灾害、突发事故及非法侵入等异物侵限事件进行监测报警，提供灾害预警、限速、停运等信息，为运营调度所
8、进行列车运行计划调整，下达行车管制、抢险救援、维修管理等命令提供依据，通过信号联锁及列控系统或行车调度命令实现自动或人工控制行车速度，保证列车安全正点、高效舒适。为了防止危岩落石等异物侵限对铁路造成破坏，铁路建设中采用了SNS柔性防护网对隧道进出口和边坡进行防护。本方案针对武九线的地质环境特点，拟定了武九线异物侵限监测方案，该方案以SNS柔性防护网为监测对象来实现对异物侵限的监测，主要监测内容采用了先进的光纤光栅传感技术，系统具有可靠性高、使用寿命长、抗电磁干扰、传输距离远、集预警报警功能于一身等优点，即可对一般的异物侵限进行预警，也可对危害铁路运营安全的情况进行报警联动，可有效提高铁路减灾防
9、灾效果，为铁路沿线异物侵限监测提供理论与实践技术指导。 1) 光纤光栅传感技术简介光纤光栅是利用紫外曝光技术在光纤芯中引起折射率的周期性变化而形成的，其周期在几百纳米数量级。当某一宽带光源的光入射到光纤光栅中时，折射率分布的周期性结构导致某一特定波长光的反射，反射光的波长由Bragg公式确定。芯层包层d入射光折射率 n1折射率 n2折射率 n2选择性反射光波透射光2nd 光纤光栅原理示意图光纤光栅异物侵限传感器的检测原理：由宽带光源发出的宽带光信号经过隔离器和3dB耦合器传输到串接的传感光栅上，经过这些光纤光栅的波长选择后，一组不同波长的窄带光被反射，反射光再次经过3dB耦合器由信号处理器接收
10、。当有异物侵限发生时, 光纤光栅的谐振波长漂移，其漂移量由波长解调装置测出，并输入计算机进行分析处理，并经过系统软件智能对比分析后发出声光等预警、报警信号，同时输出报警联动信号驱动相关的设备动作，如联动摄像头、行车等。技术特点：由光纤光栅传感器的检测原理确定，其检测和传输的是波长信号，而波长信号是数字量，不受光强和各种干扰的影响，长期稳定性好。光纤光栅波长检测可利用波分复用技术，在同一根光缆上串接多个光栅传感器，实现分布式监测。光纤光栅传感示意图2) 实施方案铁路隧道口、边坡SNS柔性防护网的作用主要是拦截危岩落石等物体，以免其对铁路正常行车造成影响而出现重大的交通事故，本方案以SNS柔性防护
11、网为监测对象，主要监测其受危岩落石冲击的振动和网面破损情况，并伴有视频联动监测，监测数据输入计算机，通过专用软件处理输出声光预警、报警信号和视频联动观测。系统扩展后还具有短信、电话等报警功能，还可行车连锁，监测信号还可通过局域网远传至工务段、分局和铁路局等监控中心。该监测方案防护网振动监测、传感光网网面破损监测与被监测防护网于一体，不漏报，检测可靠性高。两种监测传感器同时出现报警时，系统才输出异物侵限报警信号，其自检功能还可区分故障信号和报警信号，有效减少误报，不误报。系统结构图如下所示。系统结构图3) 方案的主要实施内容武九线铁路隧道口异物侵限监测报警系统主要包括：监测传感器安装、信号采集与
12、传输、仪器设备的安装集成和监测报警系统软件的开发，具体实施的内容如下。（1）SNS柔性防护网振动监测；（2）SNS柔性防护网破损监测；（3）视频监测；（4）计算机系统集成；（5）监测报警软件。4) 方案特点本系统主要光纤光栅传感技术，主要特点如下。 双光网监测，不漏报采用防护网振动、破损监测相结合，可实现对防护网多种状态的实时在线监测，既可发出预警信号，也可进行报警联动，不漏报。 光纤传感，传输、监测分区，不误报、与监测区域相比，信号传输区域长而复杂，系统自检功能，可自动区分传输线路信号和监测区域信号，排除传输区域的故障信号，有效防止误报；、检测信号、传输信号为光信号，数字量检测，抗各种干扰能
13、力强，可有效防止误报；、现场无电线、电缆和控制柜等材料设备，可有效杜绝因人为盗窃干扰而引起的误报；、针对防护网振动、破损监测两种监测响应信号的不同组合模式，可避免通讯噪声引起的误报，有效防止误报。 采用光纤传感技术，成本低、免维护，可实现远程监测、采用光纤光栅传感技术，抗腐蚀、耐恶劣环境，现场工况适应性强、使用寿命长； 、现场无电子元器件、电线电缆和控制柜，成本低、免维护；、光信号衰减小，传输距离远，易组建传感网络，科实现实时远程监控。 系统可扩展性好本系统具备良好的扩展性。包括监测区域的扩展、与视频监视系统的联动、多机或远程管理功能等。系统可通过局域网实现报警客户端和远程管理功能，实现报警系
14、统的多级联网功能。设置继电器输出接口，驱动继电器对报警区域信号及其他安全设备进行联动。5) 防护网振动监测实施方案异物侵限发生时，防护网会出现一定的振动，光纤光栅振动传感器可实现对被测物体振动的监测。以长10米、高4米护网为例，监测传感器的布点安装示意图如下，传感器的安装高度为2.5米，每片网布设光纤光栅传感器4个，其布置间距为2米。防护网振动传感器布点示意图防护网振动传感器不仅对异物侵限产生的振动响应快，而且可以准确判断报警网片，为视频联动观察提供准确的联动信号。6) SNS柔性防护网破损监测实施方案防护网在异物侵限发生时，可能会出现破损，从而危及行车安全，因此防护网破损监测是是否进行行车联
15、动的重要指标，光线光栅防护网破损监测以被动网为监测对象，用光缆在被动网上编织形成光纤光栅传感网络，该网络可感知其载体被动网的破损情况，并输出破损监测信号。以10米长，4米高的防护网为例，其监测方案如下图所示。被动网破损监测光缆组网安装示意图监测光缆以被动网为载体，编织成上图所示的监测网，相邻两根监测光缆的间距为250mm左右，光缆传输方向相邻两个固定点的间距也为250mm左右，每个固定点用特制不锈钢扎带固定，使监测光缆与被动网成为一体。在异物侵限发生被动网破损时，由于监测光缆强度远低于被动网而被破坏，监测仪表输出异物侵限破网信号。7) 视频监测视频监控的目的主要是监测隧道口铁路环境，同时在光纤光栅探测器发生报警时，进行视频监控图像复核，同时具有报警图像存储、查询、远程调阅等功能。视频监控主要由一体化高清摄像机、视频解码器、光纤收发器等设备组成其结构示意图如下。视频监测结构示意图8) 计算机系统集成计算机系统主要由光纤光栅解调器、服务器和客户端计算机组成，配套专用计算机软件，光纤光栅解调器为核心设备，以
