教案首页课程名称高速铁路安全与防灾技术编号 2学习单元任务2高速铁路安全与防灾系统概述教学目的与要求知识目标：了解国内外高速铁路防灾安全系统的构成，理解高速铁路安全与防 灾技术的概念，掌握其系统构成和主要功能能力目标：掌握高速铁路安全与防灾系统的功能和主要组成部分授课方式板书多媒体仿真演示实物演示分组讨论学生操作VVV教学资源教材、教案、PPT、习题、现场图片、相关文件和规章制度重点难点重点：高速铁路安全与防灾系统的概念、系统构成、主要设备和功能 难点：高速铁路安全与防灾系统的组成和功能教学进程安排复习0分钟讲课40分钟小结3分钟课外作业2分钟任课教师编写日期 年 月曰【新课内容】任务1高速铁路安全与防灾系统概述高速铁路是一个纷繁复杂的巨系统， 其运行安全涉及到各个环节，从合理安 排列车运行图和司乘人员，到运营设备、线路的状态检测与维修保养和环境安全 监控预警，以及调度指挥和运行控制等高速铁路安全与防灾安全技术是用于全 面监测各种可能对安全行车产生危害的自然灾害，通过建立实时监控网络、及时 采取预防与防护措施，达到减少灾害损失、最终保证行车安全的目以日本、法 国、德国为代表的国外高速铁路，把安全技术作为高速铁路的先导型核心技术加 以系统研究。
针对其所处的自然环境、 地理条件以及运营条件的不同，分别采取 了各自不同的安全保障措施，并通过实际运用对安全对策予以不断完善和提高一、国内外高速铁路防灾安全监控系统概述1■日本日本是一个台风、暴雨、地震、滑坡及大雪等自然灾害频繁发生的国家，铁 路经常遭受自然灾害的侵袭据统计，日本铁路大约有1/3的行车事故是由各类 自然灾害引发的自然灾害严重威胁着日本铁路的行车安全， 其引发的次生灾害 （也称二次灾害）往往导致重大行车事故，造成的损失难以估计因此，日本铁路 部门非常重视对自然灾害的研究、防治工作，自新干线建成运营以来，经过 40余年的不断研究和开发，已经从简单的观测、报警、防护逐步构建形成一整套完 善的安全防灾监控系统，加强了对地震、强风、暴雨和大雪等自然灾害的检测， 确保日本铁路的安全运营按照灾害信息的种类和系统功能划分，日本铁路的安 全防灾监控系统分为灾害预测系统和灾害检测系统前者是根据监测数据对灾害 发生的可能性进行预测，通过采取灾害前的预警措施和行车规定，保障行车安全； 后者是针对已经发生的灾害，通过检测判断， 阻止列车进入灾害区段，避免次生灾害的发生日本铁路制定了灾害情况下相应的行车安全规则， 以及降低灾害对行车影响 的措施，并已经研究及开发了很多针对不同自然灾害的自动监控系统， 如地震紧 急检测报警系统（UREDAS）防灾管理控制系统、气象信息系统（MICOS）河流信 息系统。
1996年东海道新干线还开发使用了轨温监测系统目前，日本新干线采用 的是综合防灾安全监控系统，它是 COSMO综合运营管理系统的子系统它通过 设置在沿线的雨量计、风向风速仪、水位计和相应地点的地震仪等观测装置和落 石、滑坡、泥石流等沿线灾害检测装置，以及轨温及异物入侵检测设备，基础设 施、大型建筑物和车站灾害监测设备， 沿线防护开关和防护等，将沿线的各 类灾害信息全部送到中央调度控制室并严密监视线路的状态， 一旦发生灾害，系统自动发出警报，阻止列车运行，确保新干线行车安全系统采用自动控制、自 动监测、自动检测、自动报警及卫星通信、数据通信、微机处理等先进技术，使 得新干线的防灾能力有了很大提高远输调度t设备週度▲运检闊腹 嗖备电气阔妮■■工务段厂养路段—> 运轩愛理站厂分公司中荣康青I 八r终端装诃=通信室 r终喘装洞信室r终用装置二地裡计桥梁曜近 r终端装爲=虑何计图1.1 JR北海道综合阴灾倍息系统结构示意图新干线运行40余年来，事故率极低，这首先应该归功于其日益完善的安全保障体系它不仅从技术上对设备本身状态和自然灾害进行实时监测， 设置保证安全的防护工程，建立严格的管理体制，制定严密的异常状况下的列车运行管理 规则，还制定和颁布了保证高速铁路安全运营的国家法律。
事实证明， 日本铁路采用的防灾安全监控系统效果十分明显， 铁路行车事故大大降低，基本上能够控制次生灾害的发生保护接地幵关列年阴护开关侵入眼界瞥报装置轨温监测系统凤、雨S水位监测停电通过 A T架线短路一停电> ~*・C信号停车轨道短路断线f继电器无激励图1*2 H本新干线安全设备控制关系不意图2.法国法国地中海高速铁路为有碴轨道结构，运营速度达到 300km/h — 320km/h, 其防灾安全监控系统中心设在马赛，沿线设置大风、地震、 异物侵限和防护开关等安全防灾监测设备，通过法国国家铁路（SNCF）的通讯网络将监测点和监控中心 相连在列车自动控制系统TVM一 430中，除完成速度自动控制外，增加了设备 状态和自然环境检测报警子系统，对降雨、雪、大风、桥隧落物进行监测，为列 车速度自动控制提供参数法国地中海线位于欧亚板块交汇点上， 法国铁路和国 家地震局在地中海沿线联合设置了 24个无人值守地震监测站监测站间拥有光 缆和卫星两套通讯系统，保证信息可靠传输，同时监测系统还连接到法国国家地 震验证中心地震监测系统由铁路出资、使用，国家地震局设计、建造地震发 生后的强度级别确认及灾后救援由国家地震局验证中心和法国铁路共同进行 •地中海沿线设置的风监测装置由两套平行的系统组成 ：一个桅杆安装2台风向风速计，两个桅杆构成一个测量站，每套系统都包括各自的测量、处理系统。
目的是保证系统的可靠性，即在任何一个风监测桅杆受到破坏时不影响整个系统 正常工作，此外，地中海全线所有的上跨公路桥和车站内人行天桥均安装有金属 防护网英法海底隧道横贯多佛尔海峡， 把英伦三岛与欧洲大陆连接起来 隧道 总长50.5km,其中海下部分长38kin，海底隧道由两股铁路隧道和一股工作隧道 构成海底隧道的安全工程，是作为一个特殊问题考虑的从设计到建成投入运 营的各个阶段中，突出考虑了隧道火警及紧急安全救援系统工程首先确定了可 能出现的主要灾害危险：地震、洪水（涌水）、停电、运送危险物品、火车相撞、 列车脱轨、火灾、恐怖活动袭击及综合危险等为防止以上灾害的发生，从设计、 防灾装备、材料选择、供电、通风系统、通讯、调度指挥诸方面作了仔细的安排如在50公里的隧道内，安装了 31个火情检测设备对隧道内的空气质量连续进行 分析，一旦发生火情可起动自动灭火系统， 并与列车互通信息，确保发生紧急情况下的旅客安全此外还备有火灾发生后旅客可在 2一3分钟内安全撤离措施、起火车厢采取灭火、与火源隔离、将车辆撤离火场等措施3.德国德国高速铁路不同于日、法两国，属客、货混运型，且隧道约占线路总长的 1/3，因此，隧道内的行车安全成为其安全保障的重点。
德国高速铁路制定了严 格有效的防范措施例如：禁止无加固和防护措施的货物列车或装有危险货物的 列车驶入隧道；尽可能减少客、货列车在隧道内交会，并要求限速运行；专门制造 了两列隧道救援列车，随车带有医疗卫生救助设备，并同地方政府共同组织消防、 救援队，当出现意外事故时，能及时进行抢救此外，德国高速铁路也采用了新型防灾报警系统 MAS90除可监督线路装备 的运用状况外，还可识别和及时报告环境对行车安全的影响， 以及移动设备发生破损的情况该警报系统在全线南、北、中段设有中央控制单元 （SZE），相互连通；每个SZE又连接若干设在沿线总站信号楼内的各种报警和记录单元 （MRE）,并与之进行信息和命令交换MRE接受安装在沿线的探测报警仪器采集的信息这 些探测报警仪器主要有:HOA903热轴探测器、LSMA隧道气流报警设备（在长度大 于1.5kill 的隧道内安装）、WMA风测量仪（在所有桥梁上安装）、BMA火灾报警仪、道岔加热设备（wHZ）、沿线设置防护开关、隧道口坍方报警仪 （EMA）;隧道两 端及隧道内每1000米设置应急（NR），仅需扳动手柄就可打开箱，紧急 呼叫的信息具有绝对优先权图1.4德国高速铁路防灾报警系统4. 我国高速铁路防灾监控系统发展现状我国高速铁路同样应考虑对灾害的防护，铁道部相关单位前期研究初步认 定应对自然灾害（风、雨洪水、地震）、轨温及火灾、突发事故、异物侵限灾害 进行防护和监测报警，使高速行驶的列车，在任何灾害发生时都能使列车损失 降到最低。
铁道部明确表示要对上述灾害进行防护并监测报警，实现对列车的控 制，此技术称为防灾安全监控，其构成的系统称为防灾安全监控系统1） 京津城际轨道交通2008年建成开通运营的京津城际轨道交通，是我国第一条高标准且具有完 全自主知识产权的高速铁路，其防灾安全监控系统由防风预警监测子系统和异物 侵限监控子系统组成，并预留与地震监测子系统和道岔融雪子系统等其他子系统 的接口防风预警监测子系统在发生风速超限时发出报警， 并向调度员提供大风条件下限速建议异物侵限监控子系统在发生落物侵限后报警，调度员可根据实 际情况，执行临时通车、调度恢复及信号限制等操作无论是发生哪一种报警， 监测系统会向运营调度中心发送报警信息，提醒调度员及时查看各监测点状态， 采取应对措施作为异物侵限子系统的重要补充，京津城际铁路防灾安全监控系 统还设计相对独立的防灾视频监控系统，作为防灾安全监控系统的一种辅助手 段，为调度人员传输实时、直观的现场视频图像以供决策参考， 为高速铁路运输 安全提供保障2） 福厦咼速铁路福厦高速铁路于2010年开通运营，也安装设置有防灾安全监控系统，包括 风速监测子系统、雨量监测子系统和异物侵限监控子系统。
福厦高速铁路全线共 设18处大风监测点，9处雨量监测点，36处异物监控设备和20个基站，4个中 继站铁路沿线的风速、雨量和异物侵限监测设备收集到的数据，将直接传输到 设在各火车站内基站进行处理，后传送至南昌铁路局调度所3） 武广咼速铁路武广咼速铁路武广咼速铁路是我国目前一次建成里程最长、技术标准最咼、 运营速度最快的高速铁路武广高速铁路防灾安全监控系统是由风监测子系统、 雨量监测子系统和异物侵限监控子系统组成的集成系统 防灾系统由风、雨以及异物侵限现场监测设备，沿线GSh一 R基站设置的现场监控单元，武汉、新长沙、 新广州站监控数据处理设备，武汉、株洲、衡阳、广州综合工区工务值班室工务 终端，武汉、广州调度所设备以及传输网络等组成风、雨监测设备由风速风向仪、雨量计及相应的采集传输单元组成，异物侵 限监测设备由双电网传感器和轨旁控制器以及异物监测模块组成 监控系统在沿线较长较高的铁路桥上设置了 110个风监测点，全部采用双套冗余配置，每个监 测点配置两台非机械式风速风向仪，带气温、气压监测功能在高路肩、高路堤及部分隧道口处设置了 51个雨量监测点全线设置异物侵限监测点共计125处, 其中公跨铁监测点111处，隧道口监测点14处。
结合武广高速铁路调度指挥权 限的划分及维修机构设置情况，在武汉、广州调度所设防灾监控终端 ；在武汉、新长沙、新广州站设监控数据处理设备：根据风、雨、异物侵限监测设备的布设 位置，在沿线GSM一 R基站设置相应的监控单元；在武汉、株洲、衡阳、广州综 合工区工务值班室设工务终端二、高速铁路安全与防灾技术概。