浅析高速铁路跨越或并行既有铁路施工异物侵限报警技术

易臻翔 张远荣

【摘要】铁路的异物侵限报警技术在保障铁路的安全运行中起着至关重要的作用，而监控与数据处理设备以及能够保障警报正确判断和及时发出的数据网络是异物侵限报警系统的主要环节，为此，本文在阐述当前异物侵限报警系统主要构成结构和先进技术的基础上，分析了异物侵限报警技术的应用。

【关键词】高速铁路；异物侵限；监控与数据处理；报警技术

一、概述

交通运输行业的迅速发展顺应了我国当前经济发展形势和人们日益增长的消费需求。高速铁路和高速列车技术的快速发展，不仅使高速铁路列车的速度获得了很大程度的提高，而且使高速列车逐渐普及到我国的各大小城市，并对当地的经济发展起着不可替代的作用。这就使得铁路运输中的安全问题显得越来越重要，当前，世界各国都非常重视对高速铁路交通运输体系的建设以及铁路安全运输的重视，而异物侵限报警技术能够有效地保障高速铁路的安全运行。国内外各界不仅在理论上对其进行了大量的研究探索，而且在实际运用中不断地加强和完善。国外一些发达国家已经在异物侵限监控报警技术获得丰硕的成果，然而我国对高速铁路运行安全的探索起步较晚，目前我国对高速铁路安全的监控主要依靠安全网。下表是国内外常用的异物侵限技术。

异物侵限监控报警技术对比图

监控方式 系统结构 造价 维护量 准确可靠性 受外界干扰 监控范围 适用范围

双电网监控技术 简单 低 大 较高 抗外界干扰能力强 监控范围小，无法监控细长物体以及已进入轨道的异物 跨铁路桥、隧道口、公铁并行段

光纤光栅监控技术 简单 高 大 较高 抗外界干扰能力强，但在恶劣环境下易受损 监控范围较小，无法监控细长落物以及已进入轨道的异物 跨铁路桥、隧道口、公铁并行段、铁路正线

红外线监控技术 简单 较低 较小 较高 易受大雾、风沙、漂浮物、人工灯光以及阳光等干扰 监控范围小，无法监控细长物体以及已进入轨道的异物 跨铁路桥、隧道口、公铁并行段

激光监控技术 复杂 较高 较小 较高 易受灯光、雨雪、电磁、漂浮物等干扰 监控范围大 跨铁路桥、公铁并行段、铁路正线

雷达监控技术 复杂 较高 较小 较高 抗外界干扰能力强，且不受白天黑夜的影响 监控范围大，监控距离远 跨铁路桥、隧道口、公铁并行段、铁路正线

视频监控技术 简单 较高 较小 较高 易受黑夜、雨雪雾天气、飘落物的影响 监控方式直观，监控范围大 跨铁路桥、隧道口、公铁并行段、铁路正线

二、高速铁路跨越或并行既有铁路施工异物侵限报警系统技术的主要构成

1.系统结构环节

异物侵限报警系统的基本结构包括软件构架和硬件设施两大方面。一方面，异物侵限监控软件主要的作用是为所有的监控和数据处理单元之间进行数据的通信和传输。不仅把监控与数据处理单元的监控数据存入数据库，而且负责把预警以及报警信息传送到监控数据处理中心或者相应的列车调度中心，同时向值班人员提供人机监控操作界面，进一步保障高速铁路的安全运行；另一方面，其硬件设施主要包括监测设备、监控与数据处理传输单元以及其他辅助设备。最常用的监控报警方式主要有双电缆传感器监测方式、微波监测方式、红外线监控方式、視频检测方式等其中，

2.监控与数据处理环节

监控与数据处理环节是高速铁路异物侵限报警系统的核心环节。监控与数据处理单元不仅接受并监控设备传来的实时状态信息和故障信息，还要完成与监控数据处理中心的互相交流传递，同时，迅速及时的把监控与数据处理单元接收到的异物侵限或其他因素导致的停车信息传送给列控中心，确保各项报警信息的及时传播，为实施应对措施争取到足够的时间。鉴于监控数据处理环节的重要意义，各国通常采用双机热备，以保障一台主机故障时，能在最短时间内利用另一台设备及时处理突发状况。

3.网络安全环节

在高速铁路异物侵限报警系统中，主要采用专用双以太网来进行监控与数据处理传输单元和监控数据处理设备之间的信息传递，这样能有效的保证传输网络的可靠和安全。每个监控与数据处理传输单元拥有自己独立的IP地址。监控与数据处理传输单元与监控数据处理设备之间采用TCP/IP协议，同时，各个现场的与数据处理传输单元，利用以太网或光缆

三、解高速铁路跨越或并行既有铁路施工异物侵限报警技术的应用

异物侵限报警技术是一种综合信息化需求的表现，它需要建立一个可控的、可预知的高速铁路安全信息环境下才能有效地实现，这就需要加强对铁路线路周边的异物侵限监控的力度，才能将异物侵限监控的信息提供给铁路运行管理人员，在异物侵限突发的前后，正确区分不同的时段，及时上报享用的报警信息，以便于将列车组织在危险段区域至外，或者缓行通过危险区域，最大限度的提高运输的效率和安全性。

1.异物侵限报警系统现场监控技术的应用分析

现场监控设备主要包括监控单元和异物侵限检测设备，这些设备的选择和应用应当根据各自的工程的地理位置、设备条件以及应用系统环境的不同来合理安排。当前主要的异物侵限检测方式有双电缆传感器监测方式、光缆监测方式、微波监测方式、红外线监测方式视频监测方式。各种技术各有优缺点。本文概述中已经详细介绍。因此，在建立高铁异物侵限报警系统时，应当综合分析，选取其中最适合的一种作为主要的技术，企业技术作为辅助支撑，同时，监控设备和监控单元进行分开设计，既能提高系统的可靠性，又能便于对设备的维修更换。。

2.高速铁路异物侵限报警系统网络技术的应用分析

高速铁路的当场监测设备检测到的数据信息对报警系统具有重要意义，因此，应当建立安全可靠地的网络架构确保数据信息到达。应当避免采用公共网络出现的安全隐患以及网络拥挤引起的信息的不及时。铁路部门应当建立专用的网络，采用双机热设备技术，保障每个监控单元都有两条及两条以上说的以太网的输出，另一方面在铁路沿线铺设光缆，有利于以太网连接到数字光端机；同时，在监控数据处理中心、调度中心和各级工务值班室的每条专用网络各设一个路由器，把应用服务器、数据库服务器和监控终端等配上双网卡，并分别连接到路由器上，确保每个监控单元与监控数据处理中心拥有两条单独的连接来确保信息传递。

四、结语和展望

随着经济的繁荣和科技的进步，我国的高速铁路建设已经具备一定的规模，高速铁路的运行不仅改变了人们的生活方式，更为经济的发展提供了基础性的便捷，如何确保高速铁路运行中的安全越来越被重视。建立一个合理科学的异物侵限报警系统对保障铁路的安全运行意义重大，尽管现阶段其技术并不十分成熟，相信更多的监控系统以及防异物侵限的报警技术会被开发和应用。

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