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分析铁路信号设备联锁安全预控管理
分析铁路信号设备联锁安全预控管理
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分析铁路信号设备联锁安全预控管理
&&& 一、铁道信号联锁设备的故障诊断 1、传统的故障诊断方法 依靠技术人员对设备故障机理的把握程度和经验,进行分析、判断和故障处理。主要方法有逻辑推理法、优选法、比较法、断线法、校核法、试验分析法、检查法、调研法、逐项排除法、仪表测试法等。 2、信号处理法 一般利用信号模型,如相关函数、频谱&&& 、自回归滑动平均、小波变换等,分析可测信号,提取方差、幅值、频率等特征值,检测出故障。这些方法简单方便。&&& 3、解析模型法,它建立诊断对象精确数学模型的基础上,运用数理统计、解析函数等数学方法,对被测信息进行处理诊断。但在实际诊断中,经常难以构成被诊断对象的精确数学模型,加上大型复杂设备的非线特征,限制了解析模型诊断法的使用效果和范围。&&& 4、人工智能故障诊断法,是利用神经网络、遗传算法、模糊逻辑、专家系统等进行诊断以及与其他传统技术相融合的诊断技术,构成以诊断对象进行状态识别、故障辨识和状态预测的故障智能诊断系统。这种诊断方法有:神经网络故障诊断法、遗传算法故障诊断法、模糊逻辑故障诊断法和专家系统故障诊断法等。&&& 随着电子技术计算机技术及信息技术的发展,智能故障诊断技术广泛应用在铁道信号设备,为故障分析和诊断提供了现代化辅助决策工具。为提高故障预防和状态维修的水平发挥了重要作用。&&& 二、可靠性与安全性技术保障&&& 保障性是指道岔电子控制模块的设计特性满足实际使用要求的能力。通过可靠性、维修性设计以及测试性设计。能够使设备在实际应用中具有高安全性、高可靠性的技术保障。另一方面通过模块的技术保障设计,使模块得到所要求的保障资源和措施,在这个过程中,需要进行深入的技术保障分析,使设备的设计与技术保障措施达到最佳的匹配,保障系统以最佳的寿命周期,完成和实现应用领域的控制要求。&&& 道岔电子控制模块的设计特性主要包括可靠性、安全性、易维护性、测试性、运输性、保障性、标准化等等,其重要性显得尤为突出的是可靠性和安全性,而达到高可靠性和高安全性的基础就是模块可靠性、安全性的技术保障。&&& 1、硬件技术保障&&& 硬件电路性能的好坏直接影响整个系统工作质量,应用硬件抗干扰措施是经常采用的一种有效方法。通过合理的硬件电路设计可以削弱或抑制绝大部分干扰,在道岔电子控制单元的硬件设计中,主要采取了以下几种保障措施:&&& 1)尽可能的采用电流器件,减少使用电压器件。因为干扰都是以电压的形式出现的,而形成电流必须有一定的能量,所以少使用电压器件可以收到事半功倍的效果。&&& 2)在模块设计时,选用性能好、质量高、参数稳定性好的元器件。对电阻功率、电容的耐压必须有储备系数,储备系数均须大于1.5。&&& 3)充分考虑电源对单片机的影响,电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半,单片机对电源噪声很敏感,在该系统中采用给单片机电源以及逻辑电路加滤波电路,以减小电源噪声对单片机的干扰。&&& 4)电路板合理分区,比如强、弱信号、数字、模拟信号等。在道岔控制单元中,设计时将继电器等较大干扰源和MCU等敏感元件远离。&&& 5)用地线把数字区和模拟区隔离,数字地和模拟地也进行了分离,最后接于电源地。&&& 2、软件技术保障&&& 对于数据信息的传输,采用了正反码重传的冗余结构,即任意一条来自CAN总线的控制命令都可以在两个MCU中同时执行。另外可以采用16位CRC编码校验技术,从而保证了信息传输过程中的安全性,对于数据信息的存储,采用了定时刷新的措施,MCU周期性的自检、刷新其内存中的数据信息,保证与原始信息的一致。&&& 三、建立常态化联锁安全应急管理流程&&& 将日常故障处理、临时过渡施工、配合施工中积累的联锁安全管理经验和做法,按照“风险识别、系统评估、卡控措施、反馈信息的步骤制定成常态化工作流程。各级联锁管理人员在信号设备发生故障到达现场后,按照流程要求,查明故障原因,积极进行修复,确定联锁试验范围名称、项目,故障处理完毕及时将相关试验表格上报段调度。&&& 对特殊中岔、场联、坡道、引导、道口、专用线设备等进行详细检查,利用段局域网平台,将特殊设备分布、原理、试验方法及维护注意事项登录在段信息网络平台上,方便车间学习、交流,强化联锁试验应急演练。落实卡控措施,坚决杜绝联锁试验缺项、漏试,联锁试验不彻底盲目开通使用等违章行为。&&& 四、建立联锁安全信息快速反馈机制&&& 建立《联锁安全问题库》。对铁道部、路局、电务段检查监测诊断发现的问题,全部建档入库,分类管理,动态更新,及时处理各类隐患和问题。运用电务试验车轨检车检测、用户回访、机电联劳等方式,对问题处理进行跟踪验证,闭环处理。 健全联锁安全信息诊断评估制度,建立段车间2级固定设备和移动设备安全运行信息诊断评估网络,明确评估标准,实现联锁安全信息资源的科学合理利用,形成指导安全生产的有效依据强化联锁图纸档案管理,做&&& 到信息化、标识化,制定落实5项管理要求: 每个车站相同的局部设备如有多套不同图纸必须合成为一套完整的图纸;工区、车间、电务段存放的同一个车站的图纸必须完全相同;室外箱盒内的图纸必须与车站整套图纸中的局部设备图纸完全一致;所有图纸应做到与实物配线完全一致;整套图纸应做到不缺图页、不缺边少角、张张清晰,并装订整齐。&&& 五、建立联锁安全综合试验机制&&& 强化计算机联锁修改软件仿真试验记录管理,针对部分软件厂家在仿真试验初期对发现问题、主要原因、处理措施等无任何记录的现象,电务段严格执行部 局规定,建立健全了计算机联锁仿真试验报告制度,在每次仿真试验时,由联锁软件研制单位和设备管理单位共同出具仿真试验书面报告,内容包括: 车站名称 试验日期、双方参加试验人、试验项目、发现问题、处理结果等,并由双方单位试验人签字。对完成仿真试验后的联锁软件芯片必须进行封存管理,研制单位和设备管理单位同时在封条上签字,现场施工封锁当天双方共同确认原封装良好后进行开封,如设备管理单位发现事前已经开封,应拒绝现场软件更换。&&& 结语&&& 总之,信号联锁是指通过技术方法,使信号、道岔和进路必须按照一定程序并满足一定条件,才能动作或建立起来的相互关系,确保联锁关系正确是信号设备设计、制造、施工、维护应遵循的基本原则,联锁错误或失效都将直接危及行车安全,以强化现场预防控制为重点,严格执行联锁纪律,严抓联锁责任制落实,实现了安全生产的持续稳定。&&& 参考文献&&& [1]赵志熙等编着,计算机联锁系统技术[M].北京:中国铁道出版社,.&&& [2]胡昌华、许化龙,控制系统故障诊断与容错控制的分析和设计[M].北京国防工业出版社,2000
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试论铁路运输安全的现状及对策
导读:铁路运输安全所包含的内容较为复杂，包括旅客以及所携带的行李包裹的运输安全、货物运输安全、行车安全、道口安全，也就是整个运输生产过程和所有运输对象的安全。
　　论文关键词：铁路运输　安全　对策&
　　论文摘要：安全所包含的内容较为复杂，包括旅客以及所携带的行李包裹的运输安全、货物运输安全、行车安全、道口安全，也就是整个运输生产过程和所有运输对象的安全。&&&
　　前言&&
　　在市场经济体制下，各种服务等都可以被看做商品，而铁路运输作为一种商品，并不生产有形的产品，而只是改变运输对象的空间位置。由于铁路是以独特的列车方式进行运输，旅客和货物依附并伴随着列车运行而共同移动，完成位置的改变。对于铁路运输本身而言，不仅是运输生产过程的基本要求，而且也是铁路运输产品质量的第一个重要特性。因此，以列车运行的方式对旅客和货物进行位移，是铁路运输生产过程的基本特点。同样，列车运行安全，即行车安全，也就成为铁路运输安全最重要、最核心的部分，所有旅客运输安全、行李包裹运输安全以及货物运输安全在很大程度上都取决于行车安全。旅客和货物在全部运输过程中，除了由于不可抗拒的天灾和由于旅客本身的机能或货物本身的性质而无法防止的以外，铁路必须保证不使旅客造成心理和生理机能的损伤，保证不改变货物的物理性质。在运输过程中发生的人员伤亡、货物破损、设备破坏等任何事故，都必然在造成生命财产损失的同时，降低铁路运输在公众中的信誉和在运输市场上的竞争能力。&&
　　一、铁路运输安全的现状&&
　　1&缺乏路外事故监管&&
　　一般来说，铁路部门对路外伤亡事故的监管缺乏科学性，严格细致措施不够。由于历史原因，还存在一些铁路沿线穿越生活区的情况，而且这些铁路眼线没有设立安全防御设施，而且在一定时期内，这些问题的解决的时效性也比较差。但相关法规的立法调研已基本结束，这也将有助于减少铁路道口和路外伤亡事故的发生。&&
　　2&欠缺惩罚欠缺力度&&
　　由于法律对危害铁道安全行为制裁力度的不足，虽然这种行为潜藏着对铁路公共交通设施的巨大危害，甚至有些地区形成了针对铁路设施的犯罪产业链，而且按照现行的法律，公安机关在处理盗窃设施犯罪时，对屡犯者没有什么特别有效的制裁手段，法院在审理盗窃铁路设施的案件中，应考虑犯罪嫌疑人对铁路设施造成的危害后果，应以危害程度决定刑罚，而不是盗窃物数量，从刑罚上震慑铤而走险者。&&
　　3&创建平安铁路困难&&
　　到近年来，危及行车安全的案件时有发生，惯性治安问题没有得到根治，个别路段安全防范基础薄弱，存在治安隐患，而相关主管问题对示范路段创建的重要性认识还不到位，没有真正纳入平安创建和治安综合治理的整体工作之中，对示范路段人力以及相关的资源投入不够，部署要求太笼统，缺乏检查指导，尤其是在当地社会治安综合治理和平安建设中，没能发挥好应有的作用，同时，对如何建立长效机制研究和探讨不够。不知道应怎样防止铁路治安重点区段发生反复、护路联防工作如何更加深入地扎根群众等。&&
　　二、确保铁路运输安全的对策&&
　　作为现代化运输方式之一，铁路运输在世界许多国家中，对于国民经济发展和满足人民生活需要起着重要而积极的作用。它联接城市，深入乡村，密切联系着亿万旅客和货主，不仅对于社会经济生活，而且对于人民群众的生命、财产都具有最广泛、最直接、最迅速的影响。当某一干线铁路发生运输堵塞、中断，或当某一次旅客列车发生列车冲突、脱轨事故时，必然直接妨碍千百个企业的生产或引起千家万户的焦虑。正因为如此，铁路运输安全对于整个社会生活是具有重要意义和重大影响的。&铁路运输安全的状况反映了铁路运输的设备质量、管理水平、人员素质以及社会秩序的状况。世界各国铁路企业和政府当局历来都十分重视铁路运输安全，把防止铁路运输事故放在重要位置，并为此而进行持久不懈的努力。各国铁路和政府通过改善技术设备、加强管理和健全法制三个途径来不断改善铁路运输安全状况。&
　　1&有效改善技术设备&&
　　改善技术设备是保证运输安全的重要物质基础。线路、车站、通信信号以及机车车辆的破损、故障和性能不良是发生运输事故，首先是行车事故的重要原因。线路上钢轨的损伤、信号的故障以及机车车辆的车钩、车轴、转向架、制动装置的破损往往导致严重的事故。随着科学技术进步，必须不断提高各种技术设备的性能、强度和可靠性，并努力采用设备故障防护报警和自动检测、自动控制、远程控制等先进手段，切实保证运输安全。&&
　　2&努力健全安全法制&&
　　健全铁路安全的法制是增强运输安全的重要保证。制定和实施有关铁路运输安全的法规、法令，有助于使保证铁路运输安全成为各级政府、铁路企业、各有关行业以及广大社会公众共同承担的义务。目前世界各国，有的在一般法律中列入有关铁路安全的条款，有的制定关于铁路安全的专门法律，如铁路安全法以及其它关于保安设备、特种运输的安全法规等。&&
　　3&完善安全监察体制&&
　　为了保证国家有关铁路安全法规的贯彻执行，加强铁路运输安全的监督管理，铁路安全监督机构主要应做好以下几方面工作，对新建和改建的土建、信号及电气化等工程项目进行检查，为部长依法批准使用作好准备；对上报事故进行调查，编写铁路事故报告以备公开发表；向国务大臣提供有关铁路事宜的技术咨询意见。铁路安全监察机构代表政府依据法律执行任务，能够对铁路的安全运输实行有力的监督；在部内设立安全总监察室，根据部令和铁路有关规程进行工作，代表部长检查、监察铁路的安全工作调查处理事故，帮助贯彻安全规章制度，并具体帮助各级单位研究采取防止事故的有效措施，以确保运输安全。&&
　　4&切实加强运输管理&&
　　加强运输管理是保证铁路运输安全的基本环节，大多数的事故都是由于违反规章制度、违反劳动纪律以及职工技术业务素质不良而引起，因此必须反复不断地健全规章制度，严格劳动纪律、并加强技术业务培训。许多国家铁路还为此而制定安全奖惩办法，开展安全月、安全周和各种形式的安全竞赛活动。&&
　　结语&&
　　铁路运输的安全状况反映铁路的管理水平、设备质量、人员素质和社会秩序的状况，是铁路运输质量的重要表现。铁路运输安全直接关系到广大人民群众的生命财产安全，这就需要相关的管理单位采取有效地措施，为铁路运输安全做出应有的贡献。&&
　　参考文献：&&
　　[1]&邢车.&铁路运输安全的产权分析.&《中国安全科学报》，2006&&
　　武安光.&安全在铁路运输中的作用.《中国铁路》，2007&
本文关键词：铁路运输
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实物操作物流知识&|货运代理第三篇铁路运输安全技术 要点：介绍基于信息化的铁路智能运输系统(RITS) 在行车安全监测、平交道口安全防护、 铁路防灾系统以及紧急救援系统的发展现状，主要技术构成和技术特点。阐述面向安全的 RITS 服务，铁路智能化安全系统的结构和功能。 第六章 概述 6.1 铁路运输安全面临的挑战 中国铁路目前正面临着有史以来最深刻的变革和社会经济发展所提出的越来越高、 越来 越多样化和越来越复杂的需求
。 目前和未来相当长的时期内， 铁路运输安全所面临的挑战主 要归结为： （1）提供集成化的列车运营管理系统、智能化的列车运行控制系统和智能化检测、诊 断和维修系统以实现“高速度、高密度”的铁路运输。 （2）提供基于图像识别技术的智能化平交道口监控和车站监控系统，以保障列车运行 的安全和防止铁路与其它相关系统的冲突。 （3）提供保障运营安全和维修效率的移动设备和固定设备状态的实时检测、评估和维 修支持的手段，以及在安全数据共享基础上的安全评估决策体系。 （4）提供可靠的高速、宽带的车地高速数据接入手段，以实现铁路移动设备和固定设 备间的数据获取和共享。 （5）提供完善的以状态实时检测系统为基础，以包括语音、数据、静态及动态图像传 输系统为信息支持，以 GPS/GIS 为定位手段的具备快速响应能力的铁路防灾、救援、决策 与指挥信息系统。 面向上述问题的解决，铁路智能运输系统(RITS)集成利用当代先进的科学技术，以铁路 信息化建设的已有成就为基础， 通过整合实现信息共享， 加强列车控制系统和行车安全保障 系统的建设，在确保行车安全的同时，覆盖客货运输管理、用户服务、列车控制与调度、安 全保障、基础设施的管理与维护等领域，形成一个完整的集智能化控制、管理、决策于一体 的以保障安全、提高运输效率、改善经营管理、提高服务质量和实现国际接轨为目的的新一 代铁路运输系统。 6.2 RITS 在铁路运输安全领域的发展现状 铁路运输具有规模庞大、结构复杂、功能综合、运输组织统一、指挥集中等特点，这一 特点决定了行车安全在铁路运输领域无与伦比的重要性。各类先进适用的安全检测、监测、 监控技术装备和系统， 已经成为国外铁路在高速客运、 重载货运等领域不断进步的有力保障。 多年来，日本、美国以及欧洲一些发达国家持续开展了铁路行车安全监测系统、防灾系统、 平交道口安全监控系统的研究，并取得了一系列的研究成果。一些技术成熟的系统，如高速 铁路旅客列车监测系统、 列车安全状态监测和诊断系统等已经得到了广泛的应用， 并朝着智 能化的方向发展。 （1） 行车安全监测系统 日本的新干线、德国的 ICE、法国的 TGV、美国的‘蓝虎’内燃机车等在保障行车安 全方面都不同程度地采用了行车安全监测系统， 即利用车载设备和地面设备对列车运行状态 参数进行实时跟踪检测， 根据这些参数利用诊断系统查找判断故障并排除故障， 达到安全监 控的目的。 日本新干线 30 多年来未发生行车死亡事故，行车安全监测系统发挥了重要作用。在固 定设备检测方面，一台命名为“黄色医生” （因车身为鲜艳的黄色而称作“黄色医生” ）的全 新综合电力/轨道检测车于 2001 年夏在东海道山阳新干线启用。黄色医生由轨道检测车、接 触网检测车和通信信号检测车组成，检测速度达 270km/h，可以同时检测轨道、信号和接触1网等固定设备， 各项测试结果由数据记录仪和光笔图表进行记录。 当轨检车发现设备异常时， 立刻将测试结果传输到地面修理厂并要求紧急修理。 为调度中心和维修中心指挥行车和维修 提供决策依据。 德国 ICE 高速列车自检系统，在列车运行过程中能不断检测列车的运行状态及机车车 辆、 电器和机械方面的故障， 记录发生的不正常现象， 其数据可存储也可用文字或图形显示。 一旦发生故障，不仅能够报警，还可以通过 ICE 的无线通信系统将维修所需要的重要诊断 数据传送给有关的检修段，使其作好快速修复准备。 法国 TGV 高速列车实现了全列车的自动诊断，所有信息通过车载局域网传送到头部动 车，通过无线将列车运转状况实时地发送到调度中心和维修中心。在法国 TGV 线上，每隔 40－50ｋｍ就安装一个热轴报警器，测量轴承温度变化过程、升高速率和绝对温度。从这些 探测器的输出可直接传送到调度中心。 美国的 AC6000CW 型、 英国的 IC125 型等新型机车自诊断系统， 可利用移动电话接入， 在地面下载运行中机车的诊断数据，实现了远程监视。 （2） 平交道口安全防护系统 西欧发达国家从上个世纪八十年代开始， 逐步将数据传输、 计算机控制等技术引入道口 信号设备，研制出功能齐全的道口信号设备。在平交道口，除了安装常规的信号标志和声光 信号、自动栅栏和隔离墩，并采用先进的定时报警方式外，还增设智能化道口设备，利用电 视和激光等技术，对道口实行监测，把道口的状态信息及时传给接近道口的列车。例如瑞典 国铁（SJ）在平交道口装设“车辆检测系统” ，系统中的自动感应环路与列车上的列车运行 自动控制 （ATC） 系统相联， 当自动感应环路检测到有闯入道口的公路车辆或其它障碍物时， “车辆检测系统”将向 ATC 系统发出停车指令。从而可为列车安全通过平交道口提供保护。 日本主要采用站内道口监控系统和道口障碍物检测装置来保证平交道口的安全。站内 道口监控系统中，电子道口装置安装在站内各个道口上，其控制逻辑、警报灯、警报音响、 栏木控制、故障检测等已实现一体化。每个道口都设有传送终端，联锁信息通过车站 LAN 系统输入，使得电子道口装置与电子联锁装置得到结合。监控系统通过车站 LAN 系统来收 集每个道口的故障、安全信息，并进行记忆、储存、打印输出工作。道口障碍物检测装置的 主要开发目的是在险情发生之前采取措施使列车在道口前停车。目前主要有 3 种检测方式。 一种是光电式道口障碍物检测方式， 它在道口上罩以光束， 障碍物遮断光束时可立即检测到 列车障碍物。另一种是环型线圈方式，它在道口的地下埋设环型线圈，汽车等金属物经过线 圈时， 线圈电感发生变化， 从而检测到障碍物。 另外还有一种超声波型道口障碍物检测方式。 与光电式或环型线圈式相比，维修量小，只需在安装时将天线的位置和方向调整好，以后则 不必进行维修或灵敏度调整。 美国铁路采取了一系列针对司机疏忽的技术保障措施， 通过提高司机的警惕性来改善道 口的安全状况。其中交通监视系统（TMS）是一套安装在道口的摄像系统，包括两台摄像机 和红外光源。两台摄像机经调整和聚焦后，可以分别提供一幅全景和一幅汽车牌照的特写； 红外光用于夜间拍摄。 道口设备经电缆连接到附近的警察局， 警察局里的配套设备包括一台 重放计算机、一台图像监视器和一台图像硬拷贝打印机。当列车接近道口时，整个系统由道 口控制继电器的接点启动，摄像机和红外光源开始工作。由于红外光辐射了整个道口地段， 因此， 任何企图越过栏木的车辆都会遮断红外线， 摄像机就会拍下它们的全景和放大的汽车 牌照。记录下的数据经数字化和压缩处理后，通过电缆自动传送到警察局的重放计算机，并 经硬拷贝打印机输出照片。在此期间，摄像机会继续拍摄其他的违章车辆，直到列车通过道 口为止。 （3） 铁路防灾系统 ① 日本2日本是自然灾害多、发生频率高的国家，地震、台风、暴雨、积雪以及伴发的滑坡、落 石等灾害尤其频繁，日本铁路投入了大量人力和财力研发多种灾害（如水位、风力雪害、地 震等）的监测、防范与报警功能。并利用微波、卫星等通信手段，构成了完整的灾害报警与 管理系统。达到了世界先进水平。 日本铁路防灾管理系统分为灾害预测系统和灾害检测系统两类。 灾害预测系统采用科学 的预测手段，搜集导致灾害事故的各种外部数据，对水淹线路、塌方等灾害进行预测，采取 相应的灾害报警和制定灾害下的行车规则， 使因灾害导致的铁路事故防患于未然， 保证运输 安全。灾害检测系统用于直接检测那些难以预测的落石、塌方、桥梁冲毁等灾害，使运行中 的列车及时停车，并将信息传给有关部门。 日本铁路防灾管理系统一般由中央系统， 传输系统和终端系统 3 级构成， 中央系统设在 调度中心，行车调度、电力调度、养路调度等都可以直接监视报警信号；传输系统进行报警 信息处理和传送；终端系统则是安装在相应地点的地震计、雨量计、水位计、风向风速计、 积雪探测装置、落石探测器、限界障碍探测器等监测装置。 ② 欧洲 德国高速铁路属客、货混运型，且隧道约占线路长度的 1/3。因此行车安全成为其安全 保障的重点。在高速线采用了 MAS90 型防灾报警系统，用于监视线路装备运转状态、识别 和报告环境状况以及移动设备状态， 监测报警设备包括： 热轴探测设备、 隧道气流报警设备、 风力测量报警设备以及紧急呼叫设备。 法国高速铁路创造了当前世界上轮轨系交通的最高试验速度 515.3 km/h，运营速度达到 300～320 km/ h，以机车信号为主的列车自动控制系统由 TVM-300，逐步发展为 TVM-400、 TVM-430。在 TVM-430 系统中，增加了设备监测和报警子系统，其主要内容为接触网电压 监测、热轴监测、降雨监测、降雪监测、大风监测、立交桥下落物监测等。监测信息通过无 线系统传送到调度中心，进一步强化了列车运行安全的保障功能。 6.3 紧急救援与安全管理部门对 RITS 的需求 紧急救援与安全管理部门对 RITS 的需求体现在以下几个方面： （1） 发生紧急事故时及时向主管部门传递事故现场动态图像， 加强对现场救援情况的实 时监控。建立紧急事件信息库和救援知识库，提供紧急事件处理的辅助决策支持。优化调度 指挥救援设备，以及进行事后事故原因分析； （2）定期或实时地对机车、车辆、线路、桥梁、隧道、通信信号、平交道口等与运输安 全直接相关的设备状态进行有效的监测，建立全路安全数据库对上述监测信息进行统一管 理； 制定安全标准， 基于全路安全数据库对设备工况进行安全状态评估以掌握全路的安全状 况全貌；建立维修决策支持系统，根据评估结果中的危险等级向管理部门提出对移动设备、 固定设备的维修决策建议； （3）基于 GIS 技术建立和维护全路综合防灾数据库，包括各铁路沿线的环境背景图库、 沿线的地震、泥石流、滑坡、崩塌、冻土、风沙等灾害的专题地图库、线路工程图，灾害防 治工程及防灾物资贮备点分布图，各类预报预警设备分布图；并实时监测各区段的地震、泥 石流、风速、滑坡、雨量和水位情况等灾害数据，通过建立应用分析模型（灾害的预测预报 模型、灾害的减灾决策模型、灾害的评估模型等） ，对系统空间数据库进行深度挖掘，提供 灾害预报及灾害评估； 同时通过对事故进行仿真模拟， 为事故预防办法的制定和事故总结分 析提供辅助支持； 为灾害易发地提供预防灾害发生的决策支持； 其次在灾害发生时也能提供 有效的救灾决策支持； （4） 利用视频或激光、 红外等技术对平交道口的状况进行实时监控及向相应部门传递相 关图像和数据，通过图像识别技术判断平交道口的安全状况，以保障平交道口的通行安全。 6.4 面向安全的 RITS 服务3根据上述需求，RITS 必须提供的服务包括：紧急事件救援与处理、行车安全及维修决 策支持、铁路综合防灾、平交道口监控。 （1） 紧急事件救援与处理 对事故地点进行准确定位，通过地理信息系统及时提供周围的地形图、人文景观 、供 水边界、医疗机构及消防部门等相关信息；利用数据、图像传输等技术向主管部门及时准确 地传递事故现场的动态图像及相关情况， 加强对事故现场的实时监控； 建立紧急事件信息库 和救援知识库，通过智能化分析，提供紧急事件处理方案的辅助决策支持；进行资源的合理 调配，优化调度指挥救援设备，合理选择救援路线，提供紧急救援服务和维修服务，以及进 行事后事故原因分析。 （2） 行车安全及维修决策支持 利用智能化行车安全监测系统，定期或实时地对机车、车辆、线路、桥梁、隧道、通信 信号、平交道口等与运输安全直接相关的设备状态进行智能化的监测，通过信息的采集、传 输及获取， 建立全路安全数据库并由行车安全信息系统对上述监测信息进行统一管理， 使与 行车安全有关的装备处于监控之中； 制定安全标准， 由行车安全信息系统智能化地对各类数 据进行分析，对各种设备的安全状态进行评估，以掌握全路的安全状况全貌；建立维修决策 支持系统及预警系统， 根据评估结果中的危险等级向管理部门及时提出对移动设备、 固定设 备的维修决策建议，提高维修的针对性和有效性；建立自动化的维修系统，通过计算机数据 接口，将详细的检测数据及维修决策建议提供给检修站段。 （3） 铁路综合防灾 建立和维护全路综合防灾数据库，包括各铁路沿线的环境背景图库、沿线的地震、泥石 流、滑坡、崩塌、冻土、风沙等灾害的专题地图库、线路工程图，灾害防治工程及防灾物资 贮备点分布图， 各类预报预警设备分布图。并实时监测各区段的地震、 泥石流、风速、滑坡、 雨量和水位情况等灾害数据，通过建立应用分析模型（灾害的预测预报模型、灾害的减灾决 策模型、灾害的评估模型等） ，对全路综合防灾数据库进行深度挖掘，提供灾害预报及灾害 评估， 为灾害易发地提供预防灾害发生的决策支持， 并在灾害发生时提供有效的救灾决策支 持；同时通过对事故进行仿真模拟，为事故预防办法的制定和事故总结分析提供辅助支持。 （4） 平交道口监控 应用视频或激光、红外等技术，对平交道口的状况进行实时监控，利用数据传输、网络 等技术向相应部门传递图像和数据， 通过图像识别技术判断平交道口的安全状况， 把道口的 状态信息及时传给接近道口的列车并对平交道口的不安全因素做出相关处理， 以保障平交道 口的通行安全。 第七章 铁路智能化安全系统 7.1 智能化紧急救援与安全系统 智能化紧急救援与安全系统由紧急事件救援、 行车安全及维修决策支持、 铁路综合防灾 和平交道口安全监控 4 个功能构成，如图 7-1 所示。4道口监控数据 维修决策请求平交道口 安全监控维修决策响应铁路综合防灾紧急救援请求 紧急救援响应紧 急 救 援 请 求紧 急 救 援 响 应行车安全与维 修决策支持紧急救援响应 紧急救援请求紧急救援管理图 7-1 紧急事件救援与安全系统 （1） 紧急事件救援 紧急事件救援由制定紧急救援决策、紧急救援处理、紧急救援信息发布与操作平台 3 个子过程构成，如图 7-2 所示。紧急救援信息发 布与操作平台紧急救援请求 紧急救援响应救 援 进 展 信 息车 辆 调 度 信 息物 资 供 应 信 息资 源 及 人 员 调 配 信 息紧急救援方案制定紧急救援决策紧急救援处理紧急救援进展情况图 7-2 紧急事件救援 制定紧急救援决策由 5 个过程构成，如图 7-3 所示。5车 辆 损 毁 程 度线 路 损 毁 程 度通 信 信 号 损 毁 程 度人 员 和 货 物 的 情 况事 故 现 场 及 环 境 信 息救援车辆的分布 救援车辆的状态 救援人员情况 救援单位的分布救 援 设 备 的 状 态救 援 材 料 的 状 态路 网 状 态临近车辆信息 危险品信息 事故货物性质 事故发生原因搜集事故现场 相关信息搜集救援资源相 关信息信息提供申请信息提供响应信息提供响应 信息提供申请事故现场相关 信息管理工 务 救 援 方 案电 务 救 援 方 案车 辆 救 援 方 案数据存入 数据导出货 物 人 员 处 理 方 案危 险 品 处 理 方 案紧 急 救 援 方 案救援资源相关 信息管理数据存入 数据导出数据查询请求制定救援决策数据查询请求 数据查询结果事故现场数据 存储数据查询结果救援资源 数据存储图 7-3 过程名称 搜集事故现场相 关信息制定紧急救援决策搜集救援资源相 关信息 制定救援决策 事故现场相关信 息管理 救援资源相关信 息管理过程说明 搜集事故现场信息，如事故现场位置及周围环境、车辆损毁 程度、线路损毁程度、通信信号损毁程度、人员/货物的情况、 危险品信息、临近车辆信息、事故货物性质、事故发生原因 等 搜集救援资源信息，如救援车辆的分布、救援单位的分布、 救援车辆的状态、救援人员情况、救援设备的状态、救援材 料的状态、路网状态等 根据事故现场信息，提供救援决策 对事故现场相关信息进行管理 对救援资源相关信息进行管理紧急救援处理由 5 个过程构成，如图 7-4 所示。6事 故 现 场 信 息紧急供应请求 紧急供应响应救 援 决 策紧急调度请求提供紧急救援 工作人员接口紧急调度响应 调度指令 路网情况紧急物资供应资源设备调配请求救援维修服务请求调度紧急车辆气候条件 紧急车辆调度方案资源设备调配响应救援维修服务响应物 资 供 应 源 情 况紧 急 物 资 供 应 方 案资源设备情况资源设备调配资源设备调配方案救援维修服务救援维修方案过程名称 提供紧急救援工 作人员接口 调度紧急车辆 紧急物资供应 资源设备调配 救援维修服务图 7-4 紧急救援处理 过程说明 利用电话、手机、显示屏等为紧急救援工作人员提供数据录 入、查询接口 利用智能优化技术，生成救援车辆调度方案 根据智能决策，生成紧急物资供应方案 根据智能决策，生成资源设备调配方案 根据智能决策，生成救援维修服务方案紧急救援信息发布与操作平台由 4 个过程构成，如图 7-5 所示。7车辆管理部门 车辆救援信息 工务救援信息 工务管理部门 电务管理部门 调度中心 旅客救援信息 旅客 数据查询请求 货物状态及实时救援信息更新事故现场信息救援现场信息紧急救援信息发布电务救援信息 现场救援信息事 故 资 料 更 新 请 求事 故 资 料 更 新 响 应数据查询结果数 据 查 询 请 求数 据 查 询 结 果救 援 结 果货主事故原因提供列车运营及紧 急事故资料事故时间地点 事故情况 事故救援方案紧急事故资料 统一管理图 7-5 紧急救援信息发布与操作平台 过程名称 过程说明 更新事故现场信息 更新事故现场信息及救援进展相关信息 提 供 列 车 运 营 及 紧 急 事 提供有关事故列车的运营及紧急事故现场资料 故资料 紧急救援信息发布 向运、机、工、电、辆各专业部门及旅客、货主发布 紧急救援信息 紧急事故资料统一管理 集中管理紧急事故相关资料 （2）行车安全及维修决策支持 行车安全及维修决策支持由安全数据的实时采集、安全数据管理、安全评估、维修决策 支持 4 个功能构成，如图 7-6 所示。8安全数据上传响应安全数据 的实时采集安全数据上传请求 上传安全数据安全数据 管理数据导出数据存入实时安全 数据存储数据查询请求 数据查询响应查 询 请 求查 询 结 果评 估 结 果维修决策支持安全评估请求 安全评估响应安全评估图 7-6 行车安全与维修决策支持 其中 ? 安全数据的实时采集由 5 个过程构成，如图 7-7 所示。车 辆 运 行 状 态 货 运 安 全 门 信 息 车 站 平 过 道 状 态 列 车 走 行 安 全 信 息 机 车 运 行 监 控 数 据 机 车 故 障 监 测 数 据地对车监测数 据的实时采集数据上传请求数据上传请求车对车监测数 据的实时采集数据上传响应数据上传响应车 站 黑 匣 子 数 据道 岔 状 态 数 据道 岔 转 换 力 监 测 数 据道 岔 电 器 特 性 数 据安全监测数据网数据上传请求数据上传响应 数据上传请求红 外 轴 温 检 测 车 数 据综 合 检 测 车 数 据机 车 信 号 仪 数 据轨 检 车 数 据探 伤 车 数 据地对地监测数 据的实时采集数据上传响应车对地监测数 据的实时采集图 7-7安全数据的实时采集9过程名称 地对车监测数据的实时采集 地对地监测数据的实时采集 车对车监测数据的实时采集 车对地监测数据的实时采集 ?过程说明 通过地对车监测方式采集数据 通过地对地监测方式采集数据 通过车对车监测方式采集数据 通过车对地监测方式采集数据安全数据管理由 5 个过程构成，如图 7-8 所示。数据实时 更新数据查询响应 数据提供响应 数据查询请求工务监测数据 电务监测数据 机务监测数据 车务监测数据 路网资料 沿线地形地貌 安全标准规范 车辆基本信息 其他设备信息安全监测 数据查询数据提供请求安全监测数据网 搜集相关 基础数据数 据 提 供 请 求 数 据 提 供 响 应数据查询响应 数据查询请求机 务 监 测 数 据电 务 监 测 数 据工 务 监 测 数 据车 务 监 测 数 据安全监测数 据统计分析车 务 安 全 统 计 报 告 工 务 安 全 统 计 报 告 电 务 安 全 统 计 报 告信息提供请求信息提供响应 数据存入 数据导出相关基础数 据管理基础数据 存储机 务 安 全 统 计 报 告过程名称 数据实时更新 搜集相关基础数据 安全监测数据查询 安全监测数据统计分析 相关基础数据管理 ?图 7-8 安全数据管理 过程说明 实时更新各类监测数据 搜集沿线基础数据 为工务、电务、机务、 车务等相关部门提供数据查询 对安全监测数据进行统计分析 对相关基础信息进行管理安全监测数据网如图 7-9 所示。10全路安全监测管 理中心上传监测数据上传监测数据 上传安全事 务处理纪录路局安全监测管 理中心上 传 监 测 数 据 数 据 发 送 请 求 下 载 复 制 数 据 务 处 理 纪 录 上 传 安 全 事上传安全事务处理纪录路局安全监 测管理中心分局安全监测管 理中心数 据 发 送 响 应工务安 全监测机务安 全监测车务安 全监测数 据 发 送 数 请 据 求 发 送 响 应下 载 复 制 数 据上传监测数据下 载 复 制 数 据自动报警信息分局安全监测管 理中心车站安全事务 处理纪录自动报警信息 安全事务 处理纪录电务安 全监测业务段?图 7-9 安全监测数据网 安全评估由 3 个过程构成，如图 7-10 所示。机 车 故 障 检 测 纪 录机 车 安 全 监 测 信 息信 号 故 障 检 测 纪 录信 号 安 全 监 测 信 息实时监测信息 模型提供请求 模型提供响应安全等级评估结果评估安全状态安全趋势预测路网资料 沿线地形地貌 安全标准规范建立安全数据的 统计模型专 家 知 识 线 路 故 障 检 测 纪 录 线 路 安 全 监 测 信 息 车 务 故 障 检 测 纪 录 车 务 安 全 监 测 信 息 实 时 监 测 信 息故障规律 模型提供请求 安全预警 模型提供响应提供智能决策限速或停运建议 安全政策制定建议过程名称 建立安全数据的统计模型 评估安全状态图 7-10 安全评估 过程说明 根据历史数据，采用智能建模方法，建立安全数据的 统计模型 评估系统的安全等级，预测系统的安全趋势11提供智能决策 ?采用智能决策方法，为制定系统的安全策略提供辅助 决策。 维修决策支持由 2 个过程构成，如图 7-11 所示。历 史 数 据原 始 检 测 纪 录其 它 相 关 信 息各 类 运 输 资 源 履 历实 时 安 全 监 控 数 据故 障 规 律安 全 等 级机车维修方案建立维修知识模型模型提供请求 模型提供响应车辆维修方案提供维修决策支持信号系统维修方案 工务维修方案专 家 知 识故 障 现 象事 故 档 案 资 料事 故 处 理 报 告机 车 技 术 档 案机 车 维 修 档 案机 车 运 用 纪 录信 号 技 术 档 案信 号 维 修 档 案线 路 技 术 档 案线 路 维 修 档 案过程名称 建立维修知识模型 提供维修决策支持图 7-11 维修决策支持 过程说明 根据历史信息和专家经验，采用智能方法建立维修 知识模型 基于技术档案和维修档案，根据知识模型提出维修 计划和维修策略（3）铁路综合防灾 铁路综合防灾由 4 个过程构成，如图 7-12 所示。12风 速 数 据滑 坡 信 息雨 量 信 息水 位 信 息自然灾害信息的 实时采集数据提供请求 数据提供响应灾害信息的 统一管理沿 线 冻 土 数 据崩 塌 专 题 数 据地 震 数 据泥 石 流 信 息数据存入数据导出灾害信息 数据存储数据提供请求 数据提供响应数据提供响应 数据提供请求灾害预测模型 减灾决策模型 沿线冻土专题 灾害评估模型 数据 沿线冻土专题 数据建立应用分析 模型模型提供请求 模型提供响应提供防灾救灾 决策支持防灾决策 救灾决策 灾害预防办法过程名称 自然灾害信息的实时采集 灾害信息的统一管理 建立应用分析模型 提供防灾救灾决策支持图 7-12 铁路综合防灾 过程说明 实时采集自然灾害信息包括地震数据、泥石流信息、 风速数据、滑坡信息、雨量信息、水位信息等 统一管理各类自然灾害信息 采用智能挖掘方法，建立灾害预测模型、减灾决策模 型及灾害评估模型 提供防灾救灾决策支持（4）平交道口安全监控 平交道口安全监控由 5 个过程构成，如图 7-13 所示。13轨 道 状 态道路交通信息 列车驶近信息 列车驶出信息 道口信息 信息提供响应 信息提供申请 数据存入 数据导出 信息发布响应 信息发布请求道 旁 设 备 状 态路 口 事 故 信 息路口交通状态 控制装置的状态 路口堵塞信息平交道口 信息发布搜集平交道口 状态相关信息平交道口状态相 关信息管理平交道口状态 数据存储信息提供请求 信息提供响应 轨道维修建议 道路隐患处理 控制装置维修建议 轨道隐患处理 其他隐患处理平交道口处 不安全因素处理安全信息 事故信息 监测信息监控平交道口状态过程名称 搜集平交道口状态相关信息 监控平交道口状态 平交道口信息发布 平交道口不安全因素处理 平交道口状态相关信息管理图 7-13 平交道口安全监控 过程说明 搜集平交道口安全状态信息 监控平交道口安全状态，提供相关建议和道口实时信息。 对平交道口的信息进行发布 根据监控信息和建议对平交道口出的不安全因素进行处 理 对平交道口相关信息进行管理7.2 智能化紧急救援与安全系统的物理框架 (1)智能化紧急救援与安全系统的环境关系图 智能化紧急救援与安全系统共涉及到 11 个外部环境系统或终端，外部环境系统或终端 通过有线通信或无线通信方式与智能化紧急救援与安全系统进行交互。其环境关系图如图 7-14 所示。14安全数 据中心智能化铁路资 源管理系统智能化行车控 制与调度系统智能化营运 管理系统 气象服 务系统 公路管 理部门 图 7-14 救援 部门 智能化紧急救援 与安全系统营运管理部门 紧急事件通讯部门调度 部门维修 部门智能化紧急救援与安全系统的环境关系图(2)智能化紧急救援与安全系统的物理框架 智能化紧急救援与安全系统包括 4 个子系统，即中央管理子系统、车站子系统、轨道旁 子系统和列车子系统。如图 7-15 所示。中央管理子系统与车站子系统、轨道旁子系统通过 有线/无线方式实现通信，车站子系统与列车子系统、轨道旁子系统与列车子系统之间采用 无线通信，列车与列车之间需采用专用的车―车无线通信。 中央管理子系统包括 4 个子系统：紧急事件救援处理系统、行车安全监控系统、维修决 策支持系统、铁路综合防灾系统。车站子系统包括 3 个子系统：车站设备监控系统、平交道 口监控系统、车站安全信息管理系统。列车子系统包括 5 个子系统：货物列车运输状态监测 系统、车载故障监测及自诊断系统、红外轴温监测系统、车载轨道安全检测系统、客车运行 安全监测系统。轨道旁子系统包括 4 个子系统：气象灾害监测系统、线路状态监测系统、通 信信号设备监测系统、列车运行状态地面安全监测系统。`中央管理子系统紧急事 件救援 处理 系统 行车安 全监控 系统 维修决 策支持 系统 铁路综 合防灾 系统有 线 无 线 通 信车站子系统车站设 备监控 系统 平交道 口监控 系统 车站安 全信息 管理 系统/有线/无线通信 列车子系统货物列 车运输 状态 监测 系统 车载 故障 监测 及自诊 断系统 红外 轴温 监测 系统 车载 轨道 安全 检测 系统 客车 运行 安全 监测 系统无 线 通 信轨道旁子系统气象灾 线路状 害监测 态监测 系统 系统 通信信 号设备 监测 系统列车运 行状态 地面安 全监测 系统图 7-15 智能化紧急救援与安全系统的物理框架 (3)中央管理子系统 在智能化紧急救援与安全系统中，中央管理子系统主要起监控、调度、管理和智能辅15助决策的作用，完成铁路事故救援与处理、铁路综合防灾、铁路运输设施维修决策支持、行 车安全监控等功能。中央管理子系统内部各系统之间通过广域有线通信进行信息传输。 子系统名称 描述 紧急事件救援处理系 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是对铁 统 路紧急事件进行救援、处理与辅助制定救援决策。 行车安全监控系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是及时 发现安全隐患，进行安全评估和预警。 维修决策支持系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是对固 定设备和移动设备的维修进行决策支持，及时排除安全隐患。 铁路综合防灾系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是管理 各种自然灾害情报数据和有关防灾数据，为列车运行控制提供依 据，并对全路自然灾害情况进行实时监控和处理。 （4）车站子系统 车站子系统主要功能是对车站的固定设备、 移动设备及平交道口进行监控和相关信息采 集和处理。车站子系统与中央管理子系统间通过有线通信方式传输信息。 子系统名称 描述 车站设备监控系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是：对 车站设备状态进行有效的监测。 平交道口监控系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能对平交 道口的安全状况进行监控和处理，是保障平交道口的通行安全。 车站安全信息管理系 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是对车 统 站范围内的各类安全信息进行统一管理。 （5）列车子系统 列车子系统是通过车载装置对列车运行状况进行实时监测， 主要用于实现行车安全信息 的采集和监控。列车子系统与中央管理子系统、轨道旁子系统间通过无线通信传输信息。 子系统名称 描述 货物列车运输 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境， 其主要功能是对货物装载 状态监测系统 状态进行实时监测，保证货运安全。 车载故障监测 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是迅速识别、 及自诊断系统 提示和存储列车运行中发生的故障，以便及时排除。 红外轴温监测 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境， 其主要功能是实时监测钢 系统 轨温度，制定轨温控制标准为行车指挥提供决策依据。 车载轨道安全 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境， 其主要功能是获取时变机 检测系统 车特性、线路状态及异常等信息。 客车运行安全 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境， 其主要功能是记录列车运 监测系统 行过程中运行状态等信息。 （6）轨道旁子系统 轨道旁子系统主要通过轨道旁检测装置， 对列车运行状态、 线路设备状态以及自然灾害 等情况进行实时监测。轨道旁子系统与中央管理子系统子系统、车站子系统间通过广域/局 域有线通信传输信息。 子系统名称 描述 气象灾害监测系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是对全 线各监测点的气象灾害情况进行实时监测。 线路状态监测系统 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是对铁 路线路状态进行有效监测，及时排除安全隐患。16通信信号设备监测系 统 列车运行状态地面安 全监测系统该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是实时 监测铁路线路上的通信信号设备状态，及时排除安全隐患。 该子系统需配备相应的硬件和软件设备环境，其主要功能是识别 运行状态不良的车辆，并监测货车超偏载、识别车轮踏面擦伤等。参考文献 贾利民,李平.铁路智能运输系统―体协框架与标准体系.中国铁道出版社.2004,1.17
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