【正文】 14： 23 分， 15:33分發(fā)生異物侵限電網(wǎng)閃紅報(bào)警。 （ 3）昌九城際異物侵限監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)運(yùn)用情況 昌九城際 沿線設(shè)置異物侵限監(jiān)測(cè)點(diǎn) 24 處 。 1 長(zhǎng)時(shí)間停電，備用 UPS存儲(chǔ)電量耗盡 。 1 防 災(zāi)調(diào)度終端網(wǎng)口物理松動(dòng) 。該系統(tǒng) 2020 年 10 月 2 日開(kāi)通試運(yùn)行 ， 2020年 3 月 8 日正式開(kāi)通運(yùn)行，運(yùn)行期間 20 2020 年故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表 32所示。 4 機(jī)柜配線端子混 線造成 從以 上數(shù)據(jù)來(lái)看，出現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)警較多的主要為網(wǎng)絡(luò)故障和監(jiān)測(cè)電網(wǎng)故障，其也是造成異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)的主要原因。 1 網(wǎng)片 腐蝕老化或者接線接觸不良等造成黃網(wǎng) 2020827 傳輸通道 8 月 27日 10： 28，經(jīng)調(diào)度所反映：杭深線溫福臺(tái)、福州樞紐臺(tái)、福廈臺(tái)防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)異常報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備脫離監(jiān)控。 1 202083 監(jiān)測(cè)電網(wǎng) 2020年 8 月 3 日 2： 02分，路局調(diào)度所溫福臺(tái)、福州樞紐臺(tái)列車調(diào)度員發(fā)現(xiàn)防災(zāi)終端界面右下角“溫福風(fēng)、雨、異物服務(wù)器字體閃紅”和左下角“描述欄內(nèi)”出現(xiàn)多條報(bào)警自檢信息提示。 1 20201224 監(jiān)測(cè)電網(wǎng) 杭深線泉州至?xí)x江 K1054+166異物報(bào)警（黃網(wǎng)），經(jīng)檢查鐵路上跨 K1054+166防災(zāi)系統(tǒng)無(wú)異物侵限， 5： 45在調(diào)度所辦理泉州至?xí)x江K1054+166異物橋停用。 1 正 文 26 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2020723 監(jiān)測(cè)電網(wǎng) 廈門工務(wù)段管內(nèi)杭深線 K1023+802 防災(zāi)系 統(tǒng)異物監(jiān)測(cè)點(diǎn)“ 1 電網(wǎng) 4 斷線”報(bào)警。 表 31 杭深 線 （福廈段）異物侵限監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 20 2020 年故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 時(shí)間 設(shè)備 故障現(xiàn)象 次數(shù) 原因 202021 工務(wù)終端 工務(wù)段防災(zāi)終端無(wú)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示 1 網(wǎng)絡(luò)故障 202033 監(jiān)控主機(jī) K720+691主控板 1 網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)異常 1 網(wǎng)絡(luò)故障 202041 監(jiān)測(cè)電網(wǎng) K1066+377異物上跨橋單電網(wǎng)斷線 1 2020430 調(diào)度終端 福廈臺(tái)防災(zāi)終端無(wú)法顯示 1 網(wǎng)絡(luò)故障 2020723 監(jiān)測(cè)電網(wǎng) 廈門工務(wù)段管內(nèi)杭深線 K1023+802 防災(zāi)系統(tǒng)異物監(jiān)測(cè)點(diǎn)“ 1 電網(wǎng) 2 斷線”報(bào)警。 3 高速 鐵路 異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用情況調(diào)研 高速 鐵路 異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 總體情況 截至 2020 年在已開(kāi)通的 20 條客運(yùn)專線上已布設(shè)共計(jì) 663 處異物侵限監(jiān)測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備均為單電網(wǎng)或雙電網(wǎng)式，具體數(shù)據(jù)如表 31 所示 。 近幾年，我國(guó)鐵路在防災(zāi)安全監(jiān)控領(lǐng)域 特別是異物侵限監(jiān)測(cè)方面 的研究和應(yīng)用方面從無(wú)到有，取得很大 進(jìn)步。 圖 219 第三代異物侵限監(jiān)測(cè)設(shè)備 總結(jié) 日本新干線自 1964 年、法國(guó)高速鐵路自 1981 年 、德國(guó)高速鐵路自 1971 年 開(kāi)通運(yùn) 營(yíng)以來(lái)，未見(jiàn)因風(fēng)、雨、雪、地震及落物等災(zāi)害引發(fā)事故造成旅客傷亡 的事件發(fā)生 ，防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng) 發(fā)揮了重大 的作用。 圖 217 第一代異物侵限監(jiān)測(cè)設(shè)備 隨著 高速鐵路 建設(shè)的發(fā)展，對(duì)異物侵限監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)行完善， 2020 年，將單根監(jiān)測(cè)電纜改為兩根監(jiān)測(cè)電纜，同時(shí)將監(jiān)測(cè)電纜封閉到復(fù)合材料中，為第二代異物侵限監(jiān)測(cè)設(shè)備，如圖 218 所示。 自 2020 年京津城際開(kāi)通 以來(lái) ， 鐵科院、鐵三院、京津城際公司在京滬高速鐵路異物侵限檢測(cè)的研究基礎(chǔ)上，形成京津城際高速鐵路異物檢測(cè)技術(shù)方案 ，并在京津城際建成異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，截至到 2020 年底，共有京滬、武廣等 20 余 條高速鐵路 /客運(yùn)專線設(shè)置異物侵限監(jiān)測(cè)點(diǎn)，總計(jì)有 663 處異物侵限監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主要采用法國(guó)接觸式異物侵限監(jiān)測(cè)技術(shù)。 2020 年，鐵科院、鐵一院協(xié)助建設(shè)單位完成青藏線異物侵限的防治工作 。為 保證形成安全，西班牙的高速鐵路在隧道口等容易發(fā)生異物侵限（落石）的路段，安裝了基于紅外線光幕的落物檢測(cè)系統(tǒng)，可以檢測(cè)尺寸超過(guò) 的異物，其系統(tǒng)工作原理如圖 216 所示。 2020 年 2 月 20日，隨著 621 公里長(zhǎng)的馬德里 巴塞羅那高速鐵路通車，標(biāo)志著西班牙的高速鐵路的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)重要的里程碑。 圖 215 意大利高速鐵路 異物侵限微波檢測(cè) 裝置 其 工作原理 實(shí) 在線路路 肩一側(cè)安裝微波發(fā)射裝置，另外一側(cè)安裝微波接收裝置，控制邏輯單元通過(guò)對(duì)被落物遮擋微波的計(jì)算，得出落物的大小，按照預(yù)設(shè)報(bào)警級(jí)別，采取相應(yīng)的報(bào)警措施 ，如圖 216 所示。 德國(guó)高速鐵路不同于日、法兩國(guó)，屬客、貨混運(yùn)型，且隧道約占線路長(zhǎng)度的1/3 ，因此，隧道內(nèi)的行車安全成為其安全保障的重點(diǎn)，除了采用安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)外，還制定了嚴(yán)格有效的防范措施以及運(yùn)營(yíng)措施。 MRE 接受安裝在沿線的探測(cè)報(bào)警儀器采集的信息。 圖 215 德國(guó)高速鐵路路網(wǎng) 德國(guó)運(yùn)營(yíng)中的高速鐵路數(shù)據(jù)如表 24所示 表 24 德國(guó)運(yùn)營(yíng)中的高速鐵路 正文 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 19 （ 2） 德國(guó)高速鐵路防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及異物侵限監(jiān)測(cè) 德國(guó)高速鐵路采用了防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) (MAS90)，其主要特點(diǎn)是利用功能強(qiáng)大的車載故障監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線通信與地面維修中心構(gòu)成集行車控制、故障監(jiān)測(cè)、維護(hù)等功能于一體的行車安全保障體系，除可監(jiān)督線路裝備的運(yùn)用狀態(tài)外，還可識(shí)別和及時(shí)報(bào)告環(huán)境 (包括風(fēng)、雪、塌方 )對(duì)行車安全的影響，以及移動(dòng)設(shè)備發(fā)生破損的情況。到 2020 年，德國(guó)鐵路高速列車運(yùn)輸鐵路網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)為 4752 km（指主要以 ICE 高速列車為主運(yùn)行的鐵路網(wǎng)絡(luò)，包括高速鐵路和既有鐵路網(wǎng)絡(luò)），運(yùn)行 ICE 擺式列車的運(yùn)行鐵路網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)為 2 113 km（指主要以 ICE 擺式列車為主運(yùn)行的鐵路網(wǎng)絡(luò)），其中運(yùn)行 ICE 高速列車且最高運(yùn)營(yíng)速度為 201～ 300 km/h 的鐵路網(wǎng)絡(luò)為 km。目前既有線改造升級(jí)的高速線最高運(yùn)營(yíng)速度為 230 km/h?？坡?— 萊茵 /美因線和紐倫堡 — 英戈?duì)柺┧鼐€的最高運(yùn)營(yíng)速度為 300 km/h，其他高速線的最高運(yùn)營(yíng)速度為 250 km/h。到 2020 年，已建成的高速鐵路（包括最高運(yùn)營(yíng)速度為 230～ 300 km/h 的新建線和改造線）共計(jì) 1 251 km，其中新建線為 965 km。調(diào)整設(shè)備時(shí)期覆蓋整個(gè)地鐵站臺(tái)的軌道面，使其能夠檢測(cè)到從地鐵站臺(tái)建筑平面上侵入軌道空間的物體如乘客 B。 圖 212 法國(guó)高速鐵路 異物侵限監(jiān)測(cè) 電網(wǎng)全景 正 文 16 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 圖 213 法國(guó)高速鐵路 異物侵限監(jiān)測(cè) 電網(wǎng)架設(shè)結(jié)構(gòu) 圖 213 法國(guó)高速鐵路 異物侵限監(jiān)測(cè) 電網(wǎng)布線方式 （ 4） 非接觸式 異物侵限監(jiān)測(cè) 法國(guó)國(guó)家光學(xué)與電子科學(xué)研究院的提出使用 UWB 雷達(dá)技術(shù)來(lái)檢測(cè)站臺(tái)軌道空間是有乘客侵入軌道并加以報(bào)警 【 2】 。 檢測(cè)原理是兩根絕緣電線使用不同頻率的模擬信號(hào)，接收器收到信號(hào)后吻合繼電器吸起；當(dāng)一個(gè)接收器沒(méi)有收到信號(hào)時(shí)，則僅會(huì)發(fā)出警報(bào)信息，系統(tǒng)不動(dòng)作；當(dāng)同一地點(diǎn)的兩個(gè)繼電器都沒(méi)有收到信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)作，繼電器落下，傳送給列控中心，控制運(yùn)行中的列車停車 ，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)如圖 211 所示。 （ 3） 電網(wǎng)式 異物侵限監(jiān)測(cè) 地中海線的上跨鐵路公路橋分通行機(jī)動(dòng)車橋和不通行機(jī)動(dòng)車僅通行人畜的兩種，通行機(jī)動(dòng)車的公路橋上均安裝了完善、材質(zhì)很好、經(jīng)久耐用的金屬防護(hù)網(wǎng)，在防護(hù)網(wǎng)外端安裝的兩根絕緣電纜，每根 電纜分別與一個(gè)發(fā)射 /接收裝置相連，每個(gè)接收器都與繼電器相連，構(gòu)成異物侵限報(bào)警圖 211 異物侵限雙電纜檢測(cè)電網(wǎng)式 正文 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 15 裝置，檢測(cè)異物侵限事件。但與日本不同的是，法國(guó)的防災(zāi)安全監(jiān)控由諸多獨(dú)立運(yùn)行的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成，各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并未進(jìn)行綜合。 正 文 14 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 圖 210 法國(guó)高速鐵 路路網(wǎng) 法國(guó)高速鐵路數(shù)據(jù)見(jiàn)表 23。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，高速鐵路建設(shè)投資已經(jīng)成為法國(guó)鐵路網(wǎng)最核心的投資領(lǐng)域。目前已形成以巴黎為中心的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)主體結(jié)構(gòu)。 此后，修建了 TGV 大西洋高速線、 TGV 北方線、 TGV 東南延伸線、 TGV 巴黎聯(lián)絡(luò)線和 TGV 地中海線、 TGV 東歐線（一期）等。 圖 27 未發(fā)生限界障礙事件光纜檢測(cè)式監(jiān)測(cè)裝置工作狀態(tài) 檢測(cè)光纜檢測(cè)光纜正 文 12 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 圖 28 發(fā)生異物侵限事件時(shí)光纜檢測(cè)式監(jiān)測(cè)裝置工作狀態(tài) 圖 29 發(fā)生異物侵限事件時(shí)光纜檢測(cè)式監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警原理 法國(guó) （ 1） 法國(guó)高速鐵路的發(fā)展 二十世紀(jì)六、七十年代，法國(guó)開(kāi)始鐵路高速化的試驗(yàn)與實(shí)踐。 其現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)圖如圖 27 所示。 （ 4） 新干線防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)光纜檢測(cè) 式 限界障礙 監(jiān)測(cè)裝置 新干線光纜檢測(cè) 式 限界障礙 監(jiān)測(cè)裝置 監(jiān)測(cè)原理是在沿線布設(shè)光纜， 由通信機(jī)械室發(fā)出正常光信號(hào)，經(jīng)各檢測(cè)點(diǎn)后再返回機(jī)械室。當(dāng) 檢測(cè)柱或檢測(cè)電網(wǎng)折斷， LEMPR 則無(wú)勵(lì)磁， ATC 信號(hào)立即顯示停車，同時(shí)也通過(guò) CTC 顯示在中央調(diào)度室上。 圖 25 限界障礙檢測(cè)電網(wǎng) 正 文 10 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 限界障礙監(jiān)測(cè)裝置的電路構(gòu)成圖如圖 26 所示。當(dāng)限界內(nèi)障礙將扶手碰倒或檢測(cè)柱折斷時(shí)，柱內(nèi)銅線則被切斷。在塑料水泥方柱（絕緣體）之內(nèi)，埋有固定在周圍有強(qiáng)化材料（玻璃纖維等）的檢測(cè)銅線（ 硬銅絕緣線）。其構(gòu)成如圖 23所示。 （ 3） 新干線防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)電纜檢測(cè) 式 限界障礙 監(jiān)測(cè)裝置 新干線電纜檢測(cè) 式 限界障礙 監(jiān)測(cè)裝置 由如下構(gòu)成：檢測(cè)裝置如檢測(cè)柱或檢知網(wǎng)、檢測(cè)電線和信號(hào)電纜、中間連接設(shè)備如主控制箱和報(bào)警防護(hù)裝置如車站、工區(qū)報(bào)警器和列車防護(hù)設(shè)備、檢測(cè)繼電器。 在公路跨越鐵路或與鐵路并行地段，雖已設(shè)置了防護(hù)工程，但仍不能避免汽車或落物進(jìn)入鐵路限界，因此新干線還設(shè)置了異物侵限監(jiān)測(cè)裝置，以便在事件發(fā)生時(shí)迅速控制進(jìn)入該區(qū)間的列車停車。 圖 22 新干線綜合防災(zāi)信息系統(tǒng) 新干線綜合防災(zāi)信息系統(tǒng)包含了對(duì)沿線地震、風(fēng)速、雨量、積雪、橋梁基礎(chǔ)沖刷和水位、塌方、軌溫等監(jiān)測(cè)和相關(guān)的控制。之后，針對(duì)列車密度的增加，在山陽(yáng)新干線岡山開(kāi)通之際（ 1975 年），引進(jìn)了 COMTRAC（ COMputer aidedTRAffic Control） ，并于東北上越新干線開(kāi)業(yè)（ 1982 年）時(shí)一起搬遷到調(diào)度所。 針對(duì)這種狀況，采取了事先預(yù)測(cè)災(zāi)害、命令列車慢行 或停車，即使災(zāi)害發(fā)生也不致于發(fā)生類車事故的方法，及運(yùn)行管制后，盡管在上世紀(jì) 80 年代每年平均仍有災(zāi)害數(shù)達(dá) 2400 件，但因?yàn)?zāi)害引起的列車脫軌事故年平均僅 起，其中造成旅客和職工傷亡事故的只有 起 ① ，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表 22。但是，隨著坡面風(fēng)化、河流河床下降及結(jié)構(gòu)物的老化，至 1986 年仍每年有近千件災(zāi)害發(fā)生。 圖 21 日本新干線路網(wǎng) 表 21 日本運(yùn)營(yíng)中的高速鐵路 正 文 6 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 （ 2） 新干線防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 日本是 一個(gè)臺(tái)風(fēng)、暴雨、滑坡、地震等 自然災(zāi)害頻繁的國(guó)家 ，日本 100 多年鐵路的歷史也可以是與災(zāi)害作斗爭(zhēng)的歷史。待在建、計(jì)劃建設(shè)及未來(lái)規(guī)劃建設(shè)的高速鐵路建成后，日本將構(gòu)成較完整的新干線高速鐵路網(wǎng)。目前，日本已建成 5條標(biāo)準(zhǔn)軌距正文 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 5 的新干線，第 6 條新干線（九州新干線）也已部分通車，新干線總長(zhǎng)達(dá) 2176km。 完成 情況 依據(jù)項(xiàng)目 目標(biāo) 和 研究 內(nèi)容 ，遵循項(xiàng)目 研究 計(jì)劃 按期 開(kāi)展 課題 研究 工作 ，如期完成 了 項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容 。 研究?jī)?nèi)容 1 對(duì)既有異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀、存在問(wèn)題進(jìn)行深入的 調(diào)研； 2 收集分析國(guó)外高速鐵路異物侵限系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)方式、技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)； 3 研究提出我國(guó)高速鐵路異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能需求； 4 研究提高既有異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠性的技術(shù)措施 （ 1）研究建立既有異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)M環(huán)境； （ 2）對(duì)既有上線異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，檢驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性等技術(shù)指標(biāo)； （ 3）研究提出提高既有異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠性的改進(jìn)措施及建議。 在此背景下，依據(jù)鐵技委函 [2020]1073號(hào)文開(kāi)展了本課題的研究工作。京津城際全線設(shè)置 5 處異物侵限監(jiān)測(cè)點(diǎn)，單根監(jiān)測(cè)電纜布設(shè)在水平金屬網(wǎng)上方；隨著高速鐵路建設(shè)的發(fā)展，對(duì)異物侵限監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)行完善； 2020 年，將單根監(jiān)測(cè)