高速鐵路安全與防災技術

高速鐵路安全與防災技術

1任務5-5：積雪監測

任務5-5：積雪監測2積雪監測子系統

線路積雪侵入列車走行架底部，可能導致絕緣不良，引發列車故障；大雪堆積在道岔尖軌處，使道岔不能密貼；高速列車卷起的雪塊以及車身附著積雪融化下落，威脅線路兩側的地面設備，另外在山區還可能因為積雪過深造成線路中斷。可見積雪是影響高速鐵路行車安全的又一重要因素。在沿線地段設置積雪深度儀以監測各區段的積雪深度，以協助調度中心決策采取相應的除雪措施或規定列車的實際運行速度，調整列車運行。積雪監測子系統

線路積雪侵入列車走行架底部，可能導致3

東北各鐵路局、青藏鐵路公司、西寧電務段和京津城際鐵路等地，近年來都安裝了新型道岔融雪裝置及鋼軌自動加熱系統。當岔區有一定量冰雪時，自動啟動加熱系統，保證雨雪天氣列車正常運行。高速鐵路防災工程設計規定，在10年一遇積雪深度達36cm的地區，設置雪量監測點。雪量監測點平均50km設置一處，一般設置于車站、綜合維修車間、工區等處。

東北各鐵路局、青藏鐵路公司、西寧電務段和京津城際鐵路等4高鐵運糧河特大橋段鐵軌被積雪覆蓋高鐵運糧河特大橋段鐵軌被積雪覆蓋5 雪深監測是一個新課題，目前還處于研究起步階段，需要借鑒國外經驗和自身積累，來確定雪深對行車的影響，從而確定報警閥值。積雪深度報警門限及限速參考值如下（依據工程實際情況逐步完善）：9cm≤軌面積雪深度＜17cm時，限速245km/h以下；17cm≤軌面積雪深度＜19cm時，限速210km/h以下；19cm≤軌面積雪深度＜22cm時，限速160km/h以下；22≤軌面積雪深度＜30cm時，限速110km/h以下；軌面積雪深度≥30cm時，停運。一、雪深報警閥值 雪深監測是一個新課題，目前還處于研究起步階段，需要借鑒國外67二、雪深監測設備1.設備構成：雪深監測設備主要由激光雪深計、防雷模塊、信號隔離采集模塊、現場數據采集傳輸單元等組成。7二、雪深監測設備1.設備構成：7 1.雪深計采用非機械式產品，按單套配置。

超聲波雪深計

激光雪深計

1.雪深計采用非機械式產品，按單套配置。超聲波雪深計 激光89激光雪深計的設備參數：測量范圍雪深0-15m測量精度±5mm分辨率1mm測量間隔6s信號輸出RS232（9600bps）電源DC24V功耗0.5-1W（不加熱）；小于12W(加熱)工作環境溫度-40℃—+50℃工作相對濕度0—100%RH防護等級IP65可靠性可在高寒地區使用9激光雪深計的設備參數：測量范圍雪深0-15m測量精度±5m910

2.數據采集傳輸單元

數據采集傳輸單元主要為雪深計提供電源轉換與防雷、信號防雷，以及深雪計專用線纜和數字信號屏蔽電纜之間的轉接功能。內部機構如下圖所示：102.數據采集傳輸單元1011

積雪數據采集傳輸單元11積雪數據采集傳輸單元11三、雪深監測設備安裝激光雪深計安裝在接觸網桿上。安裝示意圖如下：三、雪深監測設備安裝激光雪深計安裝在接觸網桿上。安裝示意圖如1213雪深采集原理示意圖13雪深采集原理示意圖1314實時監測傳送雪深數據和設備的運行狀態；存儲可以記錄軌枕面積雪深度，包括時段值和累計值；形成統計報表，同時具有檢索、查詢等功能；對越限信息及全系統的主要設備故障均具有報警功能；可通過顯示器、打印機等設備顯示、打印各類文件圖表及各監測點軌枕面積雪深度四、積雪監測子系統的功能14四、積雪監測子系統的功能1415

檢修風雨雪數據采集傳輸單元注意事項1．檢修數據采集單元時，必須斷開與基站內部監控單元連接的電源。2．雷電過后，需要檢查電源防雷和數據防雷有無被擊穿。3．數據采集單元防水性能要求較高，底部電纜出、入孔采用防水接頭，為避免其老化導致數據采集單元防水等級降低，需定期檢查防水接頭的防水性。4．數據采集單元配備防水鎖，要確保安全性，開關門時應注意力度，保證開關門靈活和良好的防水性能。5．若因情況需要移動數據采集單元，應注意底部電纜，防止用力不當造成拉傷損壞。

15檢修風雨雪數據采集傳輸單15任務5-6：軌溫監測

任務5-6：軌溫監測16軌溫監測子系統

高速鐵路全線鋪設跨區間無縫線路，在夏季，隨著軌溫的升高無縫線路長鋼軌的縱向應力將增大。如果軌溫繼續升高達到（或超出）某一臨界值時，只要有任意的激擾，如過車時的振動、列車在該地段制動、線路維修等，無縫線路將失去保持穩定的能力從而發生脹軌跑道事故，對高速鐵路的行車安全構成威脅。軌溫監測系統根據行車時實現間隔預設行駛距離進行溫度數據采集、串口讀取和數據傳輸，實現了高自動化地，動態地監測軌道溫度的效果，并通過無線通信系統實現所述記錄文件實時顯示及分析。軌溫監測子系統

高速鐵路全線鋪設跨區間無縫17一、軌溫監測系統構成

一、軌溫監測系統構成

18

軌溫監測系統由軌溫傳感器信息處理器、顯示器，道床狀態信息輸入設備，報警裝置、記錄儀、信息傳輸等部分組成，當監測到軌溫達到警戒或巡檢標準時，防災監控系統將產生報警信息，并上報調度中心，通過運營調度系統，將報警信息提供給綜合維修調度系統、列車調度系統，由綜合維修調度系統發布加強地面巡查或維修準備命令，發生異常情況時及時報告運營調度中心;當軌溫達到報警限值時，系統提示運營調度中心發布列車限速、停運等運行管制命令軌溫監測系統由軌溫傳感器信息處理器、顯示器，道19二、軌溫計

紅外軌溫計數字接觸式軌溫計二、軌溫計

紅外軌溫計數字接觸式軌溫計20

鋼軌溫度傳感器設置地點，應選擇在小半徑曲線、變坡點等地附近。由于軌溫與氣溫有緊密的聯系，一般認為70km范圍內的氣溫幾乎相同，因此一般情況下，應每隔50km一70km設置一處軌溫監測裝置。在采用有碴軌道結構的線路、橋梁較多地段和曲線較多地段，可根據實際情況適當增設。在線路軌溫監測地點附近，可同時設氣象信息采集點，以便于對比決策。三、軌溫計的安裝

鋼軌溫度傳感器設置地點，應選擇在小半徑曲線、變坡點等地21四、軌溫計的預警參數

日本新干線軌溫限速規定四、軌溫計的預警參數

日本新干線軌溫限速規定22高速鐵路安全與防災技術

高速鐵路安全與防災技術

23任務5-5：積雪監測

任務5-5：積雪監測24積雪監測子系統

線路積雪侵入列車走行架底部，可能導致絕緣不良，引發列車故障；大雪堆積在道岔尖軌處，使道岔不能密貼；高速列車卷起的雪塊以及車身附著積雪融化下落，威脅線路兩側的地面設備，另外在山區還可能因為積雪過深造成線路中斷。可見積雪是影響高速鐵路行車安全的又一重要因素。在沿線地段設置積雪深度儀以監測各區段的積雪深度，以協助調度中心決策采取相應的除雪措施或規定列車的實際運行速度，調整列車運行。積雪監測子系統

線路積雪侵入列車走行架底部，可能導致25

東北各鐵路局、青藏鐵路公司、西寧電務段和京津城際鐵路等地，近年來都安裝了新型道岔融雪裝置及鋼軌自動加熱系統。當岔區有一定量冰雪時，自動啟動加熱系統，保證雨雪天氣列車正常運行。高速鐵路防災工程設計規定，在10年一遇積雪深度達36cm的地區，設置雪量監測點。雪量監測點平均50km設置一處，一般設置于車站、綜合維修車間、工區等處。

東北各鐵路局、青藏鐵路公司、西寧電務段和京津城際鐵路等26高鐵運糧河特大橋段鐵軌被積雪覆蓋高鐵運糧河特大橋段鐵軌被積雪覆蓋27 雪深監測是一個新課題，目前還處于研究起步階段，需要借鑒國外經驗和自身積累，來確定雪深對行車的影響，從而確定報警閥值。積雪深度報警門限及限速參考值如下（依據工程實際情況逐步完善）：9cm≤軌面積雪深度＜17cm時，限速245km/h以下；17cm≤軌面積雪深度＜19cm時，限速210km/h以下；19cm≤軌面積雪深度＜22cm時，限速160km/h以下；22≤軌面積雪深度＜30cm時，限速110km/h以下；軌面積雪深度≥30cm時，停運。一、雪深報警閥值 雪深監測是一個新課題，目前還處于研究起步階段，需要借鑒國外2829二、雪深監測設備1.設備構成：雪深監測設備主要由激光雪深計、防雷模塊、信號隔離采集模塊、現場數據采集傳輸單元等組成。7二、雪深監測設備1.設備構成：29 1.雪深計采用非機械式產品，按單套配置。

超聲波雪深計

激光雪深計

1.雪深計采用非機械式產品，按單套配置。超聲波雪深計 激光3031激光雪深計的設備參數：測量范圍雪深0-15m測量精度±5mm分辨率1mm測量間隔6s信號輸出RS232（9600bps）電源DC24V功耗0.5-1W（不加熱）；小于12W(加熱)工作環境溫度-40℃—+50℃工作相對濕度0—100%RH防護等級IP65可靠性可在高寒地區使用9激光雪深計的設備參數：測量范圍雪深0-15m測量精度±5m3132

2.數據采集傳輸單元

數據采集傳輸單元主要為雪深計提供電源轉換與防雷、信號防雷，以及深雪計專用線纜和數字信號屏蔽電纜之間的轉接功能。內部機構如下圖所示：102.數據采集傳輸單元3233

積雪數據采集傳輸單元11積雪數據采集傳輸單元33三、雪深監測設備安裝激光雪深計安裝在接觸網桿上。安裝示意圖如下：三、雪深監測設備安裝激光雪深計安裝在接觸網桿上。安裝示意圖如3435雪深采集原理示意圖13雪深采集原理示意圖3536實時監測傳送雪深數據和設備的運行狀態；存儲可以記錄軌枕面積雪深度，包括時段值和累計值；形成統計報表，同時具有檢索、查詢等功能；對越限信息及全系統的主要設備故障均具有報警功能；可通過顯示器、打印機等設備顯示、打印各類文件圖表及各監測點軌枕面積雪深度四、積雪監測子系統的功能14四、積雪監測子系統的功能3637

檢修風雨雪數據采集傳輸單元注意事項1．檢修數據采集單元時，必須斷開與基站內部監控單元連接的電源。2．雷電過后，需要檢查電源防雷和數據防雷有無被擊穿。3．數據采集單元防水性能要求較高，底部電纜出、入孔采用防水接頭，為避免其老化導致數據采集單元防水等級降低，需定期檢查防水接頭的防水性。4．數據采集單元配備防水鎖，要確保安全性，開關門時應注意力度，保證開關門靈活和良好的防水性能。5．若因情況需要移動數據采集單元，應注意底部電纜，防止用力不當造成拉傷損壞。

15檢修風雨雪數據采集傳輸單37任務5-6：軌溫監測

任務5-6：軌溫監測38軌溫監測子系統

高速鐵路全線鋪設跨區間無縫線路，在夏季，隨著軌溫的升高無縫線路長鋼軌的縱向應力將增大。如果軌溫繼續升高達到（或超出）某一臨界值時，只要有任意的激擾，如過車時的振動、列車在該地段制動、線路維修等，無縫線路將失去保持穩定的能力從而發生脹軌跑道事故，對高速鐵路的行車安全構成威脅。軌溫監測系統根據行車時實現間隔預設行駛距離進行溫度數據采集、串口讀取和數據傳輸，實現了高自動化地，動態地監測軌道溫度的效果，并通過無線通信系統實現所述記錄文件實時顯示及分析。軌溫監測子系統

高速鐵路全線鋪設跨區間無縫39一、軌溫監測系統構成

一、軌溫監測系統構成

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軌溫監測系統由軌溫傳感器信息處理器、顯示器，道床狀態信息輸入設備，報警裝置、記錄儀、信息傳輸等部分組成，當監測到軌溫達到警戒或巡檢標準時，防災監控系統將產生報警信息，并上報調度中心，通過運營調度系統，將報警信息提供給綜合維修調度系統、列車調度系統，由綜合維修調度系統發布加強地面巡查或維修準備命令，發生異常情況時及時報告運營調度中心;當軌溫達到報警限值時，系統提示運營調度中心發布列車限速、停運等運行管制命令軌溫監測系統由軌溫傳感器信息處理器、顯示器，道41二、軌溫計

紅外軌溫計數字接觸式軌溫計二、