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高铁自然灾害与异物侵限监测系统介入培训沈阳铁路局工务处目录第一章、系统简介第二章、系统管界划分第四章、介入项点第三章、系统构成第一章系统简介1.1系统简介高速铁路自然灾害与异物侵限监测系统是保证高速列车行驶安全的重要装备之一灾害监测系统对高速铁路沿线风、雨、雪、地震及上跨铁路的道路桥梁的异物侵限进行实时监测，为调度指挥及维护管理提供报警、预警信息，有效防止或减少灾害对高速铁路列车运行安全的影响。相邻铁路局中心系统防洪管理信息系统综合视频监控系统铁路时间同步网系统运营调度管理系统信号系统牵引变电系统气象部门系统高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统路内系统路外系统地震部门系统既有灾害监测系统监控数据处理设备…现场监测设备…监控单元现场采集设备…监控单元…铁路局中心系统硬件平台系统软件安全机制应用软件接口服务铁路局中心系统现场采集设备现场采集设备现场采集设备监控单元现场采集设备…现场采集设备监控单元现场采集设备…现场采集设备1.2总体技术方案系统架构及接口关系示意图1.3按线建设的系统架构灾害监测系统：现场层设备基站层设备监控数据处理设备应用层设备现场层设备用于现场灾害信息采集，由风速、雨量、雪量、地震、异物传感器等监测设备组成。基站层设备用于对现场采集设备采集的数据进行处理和上报，主要由监控单元组成。监控数据处理设备对上报数据进行存储、分析、转发，主要由应用服务器、数据库服务器组成。应用层设备人机界面显示并统计灾害数据，主要由各种应用终端组成。沈阳局工务处工务调度终端交换机（24口）沈阳铁路局传输系统SDH盘锦站数据处理中心数据库服务器主备实时服务器主路由器备路由器沈阳局工务段交换机（24口）工务段终端沈阳局调度所传输系统SDH传输系统SDH沈阳局调度所交换机（16口主备两台）调度终端按线建设的系统架构（盘营高铁为例）第二章系统管界划分1.1职责分工灾害监测系统设备维护工作按“统一管理，专业负责”的原则进行。局工务处负责灾害监测系统统一管理，牵头组织电务、工务、供电等相关部门和设备管理单位，共同做好灾害监测系统的维护管理工作。各设备管理单位按照设备维护管理分工负责管辖设备的日常检查维护。第二章系统管界划分1.2灾害监测系统维护管理范围划分如下：1.工务：现场风、雨、雪、异物、地震监测设备（含数据传输单元，轨旁控制箱），工务段监测终端设备。2.电务：现场监测设备至监控单元间电缆，现场监控单元（设在GSM—R通信基站、中继站、牵引变电所、AT所、分区所或其它防灾机房内），现场监控单元至中继站、信号机械室或牵引变电所间电缆，监控数据处理设备，调度所行车调度、工务处调度监测设备，防灾配电箱，防灾网络通道，中继站或信号机械室内防灾组合。3.供电：牵引变电所、分区所、AT所防灾监控单元电源电力电缆等电力设备。防灾系统设备管界划分示意图现场控制箱电缆电缆基站监控单元中继站(列控中心或信号机械室)数据处理中心通信通道通信通道电缆工务信号风、雨、雪监测点通信供电：地震监控系统牵引供电接口设备。轨旁控制器异物监测点电缆通信通信地震仪局工务、调度台终端及机柜第二章系统管界划分1.3灾害监测系统维护管理分界如下：1.电务部门（通信）和工务部门的分界点：现场风、雨、雪、异物监测设备数据传输单元（轨旁控制箱）外侧电缆100mm处为界（至监控单元方向），现场采集设备侧由工务段管理维护，监控单元侧电缆、监控单元等设备由所属电务、通信段管理维护。现场地震采集设备以地震坑为界，坑内设备及地震坑由工务段管理维护，地震坑外至监控单元侧设备由所属电务、通信段管理维护。工务段监测终端以工务段监测终端处所防灾专用通信设备侧FE端口为界，端口（不含端口插头）以内（含FE端口至通信设备间配线）传输通道由所属电务、通信段维护，端口以外（含端口插头）至监测终端侧由工务段维护。第二章系统管界划分1.3灾害监测系统维护管理分界如下：2.信号和通信的分界点：防灾系统与列控系统接口以车站（中继站）信号机械室的信号分线盘端子外100mm电缆处为界，信号机械室分线盘的接口端子由信号管理维护，防灾系统至车站（中继站）信号机械室分线盘的电缆（电线）由通信管理维护。3.电务部门（通信）和供电部门的分界点：牵引变电所、分区所、AT所防灾监控单元电源以站、所内防灾专用配电箱电力电缆接线端子电源侧100mm处为分界点。该点向防灾监控单元侧为电务部门设备并负责维护管理，向电源侧由供电部门负责维护管理。第三章系统构成2.1灾害监测设备（一）风向风速计选用超声波式风速风向计，其抗电力牵引电磁干扰能力强，适应复杂、恶劣的环境。德国拉芙特WS500-UMB风速计技术参数风向原理超声波测量范围0—360°精确性±3°风速原理超声波测量范围0—60米/秒精确性使用最高值：测量值加减0.3米/秒或3%基本信息接口RS485,双线连接方式，半双工功率直流电压24伏特+/-10%3伏安第二章系统构成2.1灾害监测传感器（一）风向风速计（安装）风速风向计风速风向计安装支架防护钢管钢管固定卡数据远程传输单元风速风向计电源信号接口设备下方有一个8孔螺纹连接件，可通过提供的连接线连接供电电源和各种接口。设备接口图如下：16数据采集传输单元数据采集传输单元主要为风速计提供电源转换与防雷、信号防雷，以及风速计专用线缆和数字信号屏蔽电缆之间的转接功能。内部机构如下图所示：第二章系统构成（二）雨量计雨量计采用24GHz多普勒雷达（Dopplerradar）测量单个雨落速度的方式来测量降水强度。通过滴落速度与大小的关联，计算降水量与降水强度。不同的滴落速度决定了不同的降水类型。德国拉芙特雷达式雨量计WS400-UMB技术参数重量重量约1.4千克降水强度分辨力0.01毫米滴落颗粒直径测量范围0.3—5毫米基本信息接口RS485,双线连接方式，半双工操作功率直流电压24伏特+/-10%3伏安2.1灾害监测传感器雨量计（安装）雨量计雨量计安装支架抱箍固定数据远程传输单元雨量计照片雨量计电源信号接口设备下方有一个8孔螺纹连接件，可通过提供的连接线连接供电电源和各种接口。设备接口图如下：数据采集传输单元主要为风速计提供电源转换与防雷、信号防雷，以及风速计专用线缆和数字信号屏蔽电缆之间的转接功能。内部机构如下图所示：数据采集传输单元第二章系统构成2.1灾害监测传感器（三）雪深计SM310雪深计测量从探头到被测目标表面的距离，智能推算出积雪深度，通过发出红外激光，打到被测平面，测量这个传播过程。现场主要由激光雪深计、防雷模块、信号隔离采集模块、现场数据采集传输单元等组成。雪深计照片测量范围雪深0-15m测量精度±5mm分辨率1mm测量间隔6s信号输出RS232（9600bps）电源DC24V功耗0.5-1W（不加热）；小于12W(加热)工作环境温度-40℃—+50℃工作相对湿度0—100%RH防护等级IP65可靠性可在高寒地区使用29雪深采集原理示意图数据采集传输单元基站监控单元监控数据处理设备RS-485通讯/DC220V供电SDH双通道现场机房激光雪深计第二章系统构成2.1灾害监测传感器（四）异物侵限监测设备在公跨铁立交桥设置异物侵限监测设备，实时监测各双电网传感器的状态，发生异物侵限时，立即通过监控单元向信号列控系统、联锁系统发送控制命令，通过信号列控系统、联锁系统使列车自动停车，并向列车调度员发出异物侵限报警信息。异物侵限监控子系统除具有上述基本功能外，根据实际需要，还具有：现场试验、远程试验、应急恢复等功能。双电网传感器第二章系统构成2.1灾害监测传感器（四）异物侵限监测设备竖直监测网高度2000±55mm宽度1000±010mm重14kgL形支架水平承重网单元盘营客专轨旁控制器电网故障指示灯现场恢复按钮现场测试按钮临时通车指示灯第二章系统构成长吉城际异物侵限现场监测设备（公跨铁）--轨旁控制箱第二章系统构成2.1灾害监测传感器（五）地震监测设备地震除直接破坏铁路基础设施外，还会导致列车脱轨和倾覆以及冲入受灾地区等。为避免这些灾害的发生，在高速铁路沿线设置地震监测报警系统以便尽可能在地震发生时降低列车运行速度或停车。地震监测构成原理图地震监测功能1、监测地震动加速度，生成报警，实现强震应急处置；2、当地震动加速度≥0.04g时，防灾安全监控系统生成报警信号，并通过防灾监控单元将该报警信号传送至邻近的列控中心触发列控系统使列车自动停车，同时触发牵引变电所牵引供电控制装置使接触网停电。3、预留本地P波监测以及接收国家、地方地震台网的P波信息功能；条件具备时，实现P波预警。地震监测站GPS天线第三章介入项点l3.1风、雨、雪传感器设备介入项点l3.2异物侵限双电网传感器介入项点l3.3室外风、雨、雪现场控制箱和异物侵限轨旁控制箱介入项点l3.4地震现场监测设备介入项点l3.5室外设备配线介入项点l3.6室外设备防雷与接地介入项点l3.7子系统单点试验介入项点l3.8系统功能测试介入项点l3.9静态验收单位工程观感质量评定芬兰Vaisala超声波式传感器芬兰Vaisala超声波式和德国Lambrecht热场式l1.室外风速、雨量、雪深计设备进场应进行验收，其规格、型号、数量及质量应符合招标文件、设计要求和相关技术标准的规定。对照招标文件、设计文件和订货合同，检查实物和质量证明文件。3.1风、雨、雪现场监测设备介入项点2.采用专用托架安装在接触网支柱上，安装高度、倾斜角度必须满足设计图纸要求，托架指向线路外侧，且与线路方向垂直。3.风速、雨量、雪深计速计专用托架与接触网杆固定采用两根角钢或槽钢（304型不锈钢）固定，角钢与接触网杆之间垫橡胶垫片。4.风速、雨量、雪深计专用托架采用平、弹垫加双螺母紧固，表面涂抹螺丝固定剂，锚栓丝扣外漏长度不小于5毫米，固定风速计支架的螺母统一朝向线路外侧，螺栓与接触网杆不得接触，安装满足高速铁路建筑限界要求。3.1风、雨、雪速现场监测设备介入项点5.风速、雨量、雪深计接地线接入综合接地系统，连接可靠。接地方式应满足设计文件要求。6.雪深计采用专用托架安装在接触网支柱上，雪深计距离钢轨面的高度、倾斜角度必须满足设计图纸要求。7.风速计、雨量计、雪深计与托架的固定应牢固，设备本身应结实美观，无明显划痕，安装托架采用不锈钢材质。3.1风、雨、雪速现场监测设备介入项点1.双电网传感器及安装配件进场应进行验收，其规格、型号及质量、数量应符合设计要求和相关技术标准的规定。双电网传感器竖直监测网、水平承重网型号、规格、质量应符合设计要求及相关技术标准的规定。2.双电网传感器与去轨旁控制器电缆接续盒连接，引下线缆采用Φ50热镀锌钢管或钢芯尼龙软管保护，管线敷设时水平每米偏差不应超过2mm；垂直线管应与地面保持垂直，垂直度偏差不应超过3mm；水平敷设时，管卡间距一般为1-1.5m，垂直敷设时固定在桥墩上的管卡间距为1.5-2m。3.2异物侵限现场双电网传感器介入项点3.各监测网之间连接紧密，双电网传感器传感导线接续完毕后放入接线盒内，电气性能测试完成且达标的情况下，灌胶密封。4.采用植入化学锚栓的安装方式时，化学锚栓大小应采用M20，植入深度不小于170mm。植筋胶应与桥体混凝土表面平齐，不得有明显凹陷。5.L型支架型号、尺寸符合设计要求。3.2异物侵限现场双电网传感器介入项点双电网传感器型钢悬臂安装方案示意图6.安装L型支架采用平、弹垫加双螺母固定，表面涂抹螺丝固定剂，锚栓丝扣外漏长度不小于5mm，同侧L型支架均用扁钢可靠连接，扁钢横截面积不小于200mm2。7.安装双电网传感器U型卡采用平、弹垫加双螺母固定，螺母朝向桥梁内侧，表面涂抹螺丝固定剂，锚栓丝扣外漏长度不小于5mm。8.采用化学锚栓方式安装的双电网传感器，应由具备资质的第三方检测单位进行化学锚栓锚固力试验。3.2异物侵限现场监测设备介入项点异物侵限双电网传感器远近端接线盒异物侵限双电网传感器接线盒9.双电网传感器安装牢固整体外观美观，无明显损伤、划痕等，U型卡无锈蚀。钢管沿桥引下，整体美观。10.L型支架整体美观，表面热镀锌处理，无