高铁运行安全监测监控技术
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摘 要：铁路作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具，承担着旅客运输和货物运输的重担，是我国综合运输网的骨干，在现代运输体系中发挥着非常重要的作用。但铁路运输是有一定风险的，如何保障铁路运输安全，规避风险成为人们关注的焦点。在铁路改革发展的过程中，铁路安全监测监控技术也在不断加大它在铁路建设中所占的份额。本文主要对高铁运行安全监测监控技术进行研究。
关键词：高铁；安全；监测技术；
中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-12-00-01
高铁是复杂的巨系统，任何子系统和设施、设备受自然和人为的作用，可能出现病害或故障，一旦防控环节处置不当，都可能对高铁运行品质和安全产生影响或危及运行安全，极端情况下甚至车毁人亡，后果不堪设想。高铁安全涉及从勘察设计、施工建造、调试验收到运营维护、检测监测、风险防控、应急处置的全过程。建设阶段要确保工程设施和设备质量，把隐患解决在运营之前。运营阶段要有效掌控固定设施、移动装备的运行状态和变化规律，形成安全风险源识别、研判、防控、整除构成的闭路循环，最大限度地防控安全风险。本文主要对高铁运行安全监测监控技术进行研究。
一、高铁安全监测的主要对象及监测网络的要求
高铁安全运行的危害因素，结合我国实际路况特点并借鉴世界各国的经验来看，目前需要考虑的主要危害有：强风、洪水、隧道应力、桥梁倾斜，路基沉降等。这些危害比较直观，体现也很明显，一旦产生，对速度飞快的高速列车来讲，后果也比较严重。为了避免这些因素引起的灾害发生，安全监测监控技术应运而生。通过自动化系统，实时监测各个道路的信息，并将这些采集到的信息传送到远端的调度中心，由调度中心统一管理并判断发生危险的可能性，及时的通知到各个路段的行车，警告车辆注意前方会有何种危险，这样就形成了一个安全检测系统的大概轮廓。
二、高速铁路基础设施状态检测及监测技术
（一）综合检测。我国高铁固定设施的检测普遍采用综合检测列车进行检测。综合检测列车应用当今先进检测技术，实现多项口、高速度、高精度的综合检测，每10-15d对高铁线路固定设施检测一遍，成为保证运行安全不可缺少的重要装备。
综合检测主要包含3方面：一是检测系统包括轨道检测、弓网检测、轮轨动力学检测、通信检测以及信号检测；二是检测数据分析处理系统；三是适合线路轨道等检测的专业检测设备。
（二）基础设施专业检测系统。为满足线路限界、轨道状态、钢轨探伤、接触网等检测需要，应置轨道检查车、钢轨探伤车、限界检查车、接触网检查车、电务检查车等适合各专业检测的专用检测装备设备。
三、列车运行状态监控
运行状态监控系统，系统以信息网络技术为平台，实现了对主要设备的状态监测、数据采集、网络传输、故障处理、远程监控、安全防护等功能，确保列车运行安全。运行状态监控系统主要包括车载监控、远程监控以及地面监控。
（一）车载监控系统。主要监测动车组性能、功能及主要部件的运用状态，进行故障诊断，显示故障发生的部位和功能，实现动车组运行跟踪监控及故障报警。车载监控系统具有信息采集、信息处理、综合判断、故障安全恢复及故障数据存储等功能，提高了动车组运营安全性，便于运用和维修作业。通过布设于动车组重要部件和关键设备的各类传感器，实时监测速度、压力、应力、电流、电压、温度等参数和列车走行部、牵引传动和制动等系统的运行状态，网络控制系统将列车主要监测设备连为一个整体。根据各类传感器的检测、监测信息进行综合诊断，确定故障等级，实现故障隔离和故障导向安全目的。
（二）远程监控系统。车载信息采集设备采集车载网络控制系统中的运行状态数据及故障报警信息，将动车组运行位置、速度、牵引、制动、轴温等安全信息及客服设施信息，利用GSM-R/GPRS无线传输网络实现车载信息落地和远程传输，实时掌握动车组状态及故障情况，实现运营动车组安全状态的远程监控。
（三）地面监控系统。在车载监控和远程监控的基础上，正在积极推进动车组运行安全地面监控系统研究，在高铁进出站、动车所进出库等咽喉地段安装地面监控系统，综合识别途经动车组的图像、声音和温度等，判断动车组运行是否正常，确保动车组运行安全。
四、线路基础设施监测
（一）轨逆结构状态监测。无缝线路钢轨受力状态在线监测。存在断轨、胀轨风险的严寒、高温地区，可通过对无缝线路钢轨温度、位移、应力等参数的监测，对无缝线路钢轨受力状态进行分析预警；对道岔和伸缩调节器运用状态进行在线监测，确保道岔和伸缩调节器运用安全。
（二）路基沉降变形监测。对路基工后沉降仍未稳定的软弱地基地段和不同结构物过渡段设置沉降观测点，实时监测路基变形，为线路行车安全及路基病害治理提供依据。还要对结构复杂的桥梁进行安全监测。
（三）特长隧逆安全监测。新奥法是目前我国隧道施工中多使用的施工法，其方法施工后需要量测的对象主要有：围岩与喷层接触应力及锚杆内力、拱顶下沉、深部位移，隧道周边的位移等。其中最主要的是对围岩与喷层接触应力的测量及锚杆内力量测。在施工结束一段时间后，所测得的围岩与喷层接触应力及锚杆内力都应该趋于平稳，不会有大的变化，通过所测得的数据如发现其产生突变，则预示着该隧道内可能存在安全隐患，应尽快前往现场检查。同时，一般情况下隧道内若出现变形，坍塌等危险之前，围岩与喷层接触应力及锚杆内力都是会有较大变化的。
五、环境与灾害监测预警
如何最大限度地预防和减少各类自然灾害对高铁安全的影响，是铁路安全技术必须长期关注的一项重大课题。综合视频监视，系统对重点监视口标和重点治安防范区域进行实时监视，回访、具有视频图像的实时监视、存储、云镜控制、视频分发/转发等功能。
我国己是高速铁路大国，投运规模不断速扩大。目前铁路部门首要工作就是做好高铁安全风险防控，做好各种检测、监测、监控工作。铁路部门要深刻认识高铁安全管理特点，全力推进安全技术创新，不断完善高铁安全技术体系建设，增强科技保高铁运行安全的能力，确保高速铁路持续安全稳定运行。
参考文献：
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