CN201820337U - 铁路地质灾害预报与监视系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铁路安全保障系统，具体为铁路地质灾害预报与监视系统。铁路地质灾害预报与监视系统，包括预报监视装置、机车防灾预报监视装置、供电及网络传输装置、自然灾害及地质灾害监控装置、图像监测识别辅助子装置，其特征在于：预报监视装置、机车防灾预报监视装置、自然灾害及地质灾害监控装置、图像监测识别辅助装置通过供电及网络传输装置进行连接。本实用新型可提高运行安全性。

Description

铁路地质灾害预报与监视系统

技术领域

本实用新型涉及铁路安全保障系统，具体为铁路地质灾害预报与监视系统。

背景技术

世界各国已建成和正在建成的高速铁路均将综合安全保障体系的研究放在首位。如何针对可能发生的各类危及行车安全的灾害，建立安全、可靠、实时、准确的铁路安全防灾监控和信息传输体系，制定科学有效的预警机制和应急预案，在灾害发生前或发生后及时控制运行列车减速或停车，使各种多发，随机的铁路灾害造成的破坏力降低到最小程度或避免灾害的发生，这对铁路部门科学，合理地调度列车，指挥运行，确保铁路客运专线运行安全有着重大的实践意义。随着我国铁路交通事业的快速发展和列车运行速度的提高，如何保证铁路沿线的路轨、路基安全，也随之变得越来越重要。诸如山体滑坡、路基坍陷、隧道障碍、山体落石、洪水、泥石流和异物入侵等已经影响列车的安全运营，并且给列车带来灾难性的后果。因而急需要通过技术手段实现对这些灾害进行检测预报和监视，从而保证铁路运输安全。目前，国内大多采用激光、红外构成入侵检测网络来检测报警。但这些方式易受气象条件影响，缺乏对物体立体检测，存在误报和漏报隐患。雷达技术早期由于价格高只能用于军事、航空领域，它具有不受气象条件影响，能测量物体位置、姿态等优点。近些年，随着制造工艺的提高，价格降低，在交通、工业、体育等领域运用越来越广泛。运用雷达技术进行山体坍塌、路基坍陷、山体落石、泥石流地质灾害检测并预报具有准确度高，不受气象条件影响，可靠性高的优点。目前并没有结合以上优势技术的新型铁路地质灾害预报与监视系统。

发明内容

本实用新型目的在于针对危及列车运行安全的自然灾害、山体滑坡、路基坍陷、隧道障碍、山体落石、洪水、泥石流和异物入侵突发事故和事件等进行实时监测与预报并对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定灾害及故障的类型、性质和级别；实时显示经处理后的信息及灾害预警，限速，停运，恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制，抢险救援，维修等指令提供依据。通过专有网络自动将危险警报信息、视频信息传输到机车上，以便司机及时确认并采取安全措施。

本实用新型的具体技术方案如下：

铁路地质灾害预报与监视系统，包括预报监视装置、机车防灾预报监视装置、供电及网络传输装置、自然灾害及地质灾害监控装置、图像监测识别辅助子装置，其特征在于：预报监视装置、机车防灾预报监视装置、自然灾害及地质灾害监控装置、图像监测识别辅助装置通过供电及网络传输装置进行连接。

由雷达和图像监测识别为核心技术的“自然灾害及地质灾害监控装置”对山体滑坡、路基坍陷、隧道障碍、山体落石、洪水、泥石流和异物入侵等预报，通过机地联控的供电及网络传输装置将信息及时准确传到机车防灾预报监视装置和预报监视中心，构建成铁路地质灾害安全防范体系。

本实用新型对危及列车运行安全的自然灾害(风，雨，洪水，地震等)、山体滑坡、路基坍陷、隧道障碍、山体落石、洪水、泥石流和异物入侵突发事故和事件等进行实时监测与预报；对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定灾害及故障的类型、性质和级别；实时显示经处理后的信息及灾害预警，限速，停运，恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制，抢险救援，维修等指令提供依据；通过专有网络自动将危险警报信息、视频信息传输到机车上，以便司机及时确认并采取安全措施；实时与LKJ2000机车运行监控系统和ATP车载控制系统交互数据。本实用新型的优点在于：实时性，实时发布各类采集到得实时数据、预警信息、告警信息、设备故障信息；开放性，易扩展遵循通用的网络通信协议，具有良好的扩展能力，并能够方便的和其他相关系统进行连接与广泛集成，共享数据信息和告警信息，并且能够接受其他系统的控制指令。分布式，整体布置采用分布式多层次结构。模块化，所有设备按功能划分均采用模块化设计；多网络，多种网络方式并存：电力载波、无线、GPRS、光纤、CAN、卫星通信等；可靠性，采用双网多机的部署方式，前端采集系统、通信服务器、应用服务器、数据库服务器等重要的功能单元均采用冗余配置，保证整个系统功能不受单个节点故障影响；可维护性，支持基于网络的远程更新与维护，并且支持远程故障诊断；准确率高，采用雷达及视频识别辅助判断相结合技术，不受环境、气候等因数影响，监测准确，兑现率高；机车信息交互，通过专有网络将报警信息及视屏信息传递给司机，可以提醒司机采取安全措施；响应速度快，灾害监控装置能够及时做出预警，通过监控专用网能够快速传输到机车，因此在安全威胁发生之前就能够提示司机关注相关监控画面，使其有足够的时间为潜在的威胁做好准备工作。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

其中，1——预报监视装置、2——机车防灾预报监视装置、3——供电及网络传输装置、4——自然灾害及地质灾害监控装置、5——图像监测识别辅助装置。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

铁路地质灾害预报与监视系统，包括预报监视装置1、机车防灾预报监视装置2、供电及网络传输装置3、自然灾害及地质灾害监控装置4、图像监测识别辅助子装置5，其特征在于：预报监视装置1、机车防灾预报监视装置2、自然灾害及地质灾害监控装置4、图像监测识别辅助装置5通过供电及网络传输装置3进行连接。

由雷达和图像监测识别为核心技术的“自然灾害及地质灾害监控装置”对山体滑坡、路基坍陷、隧道障碍、山体落石、洪水、泥石流和异物入侵等预报，通过通过机地联控的供电及网络传输装置将信息及时准确传到机车防灾预报监视装置和预报监视中心，构建成铁路地质灾害安全防范体系。

存储预报数据和图像，与现场设备通过GPRS网络通信。使用MicrosoftSQL Server数据库。

预报监视终端监控现场各个地质灾害布防点。以弹出式窗口显示预报类型和当时现场图像。提供机车是否已收到该预报及是否已采起相应措施等信息。列车运行监视终端，通过与行调联网，显示线路列车的位置，以便有预报时工作人员采取合适的处理方式。

故障分析终端设备运行参数显示，设备故障报警。灾害预报后，工作人员还可以控制图像系统获得更多现场图像，方便处理。

大屏幕监视终端显示监控点现场，供多人分析处理。

由于地质灾害突发性的特点，必须考虑将预报信息传到机车，以便及时采取措施，以保障列车安全。该装置必须同预报监视中心交互，即预报监视中心应当知道该装置是否收到预报和是否已采起措施。

与预报监视中心交互：列车运行途中，可能没有无线信号，不能直接与预报监视中心通信，只能通过“自然灾害及地质灾害监控装置”转发。

当自然灾害及地质灾害监控装置预报后，分别上传机车和预报监视中心，机车防灾预报监视装置收到预报后，除显示报警外，还将作出应答，应答内容包含机车当前速度，机车所处公里标，及司机是否确认等信息。自然灾害及地质灾害监控装置收到机车防灾预报装置的应答后，转发给数据中心。

通过接入机车TAX或监控装置，获取列车运行参数(速度，公里标等)。系统采用隔离485接口芯片，连接TAX/监控装置。自动识别目标类型。

通过接入机车TAX或监控装置，获取列车运行参数(速度，公里标等)。系统采用隔离485接口芯片，连接TAX/监控装置。自动识别目标类型。

报警单元由语音电路，液晶显示器和报警确认装置组成。收到自然灾害及地质灾害监控装置预报后，给出声光报警。当司机确认后，声光报警停止，通过TAX/监控装置接口读取列车运行参数，并发出应答包。

电力载波单元主要由电力载波耦合器和电力载波处理器组成。耦合器把信号送到高压线或从高压线取出信号。电力载波处理器对耦的信号放大、滤波、解调等处理，将解调后的信号送MCU或进行调制、功率放大后通过耦合器发到高压线上。

基于性能考虑，传感器部分必须安装方便、数量少，覆盖范围大、可靠性高，能长时间现场运行，能适应雨、雪、雾等恶列天气。

雷达在军事领域得到了成功运用。他的工作原理是将电磁能量以定向方式发射至空间之中，借由接收空间内存在物体所反射之电波，可以计算出该物体之方向，高度及速度，探测物体的形状。具有适应恶劣气候，测量精度高的特点。

在需要监视的重点区域，通过雷达构建一个立体监控网络。山体滑坡落石和路基坍塌必然导致物体速度、距离、位置发生变化，雷达可以捕获到这些变化，并通过计算物体形状和距钢轨位置，决定预报等级和类型。

钢轨两侧各安装1个雷达探测器，组成100米范围立体检测网络。通过计算入侵物大致大小及与钢轨的相对位置，从而评估是否安全，为准确预报提供了依据。

传输目标是建立安全，可靠，实时，准确的铁路安全防灾监控的信息传输体系，保障数据传到机车和数据中心。对于机车只传报警数据和报警时的图像。数据中心还传系统自检信息。

本实用新型对危及列车运行安全的自然灾害(风，雨，洪水，地震等)、山体滑坡、路基坍陷、隧道障碍、山体落石、洪水、泥石流和异物入侵突发事故和事件等进行实时监测与预报；对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定设备安全隐患，灾害及故障的类型、性质和级别；实时显示经处理后的信息及灾害预警，限速，停运，恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制，抢险救援，维修等指令提供依据；通过专有网络自动将危险警报信息、视频信息传输到机车上，以便司机及时确认并采取安全措施；实时与LKJ2000机车运行监控系统和ATP车载控制系统交互数据。本实用新型的优点于：实时性，实时发布各类采集到得实时数据、预警信息、告警信息、设备故障信息；开放性，易扩展遵循通用的网络通信协议，具有良好的扩展能力，并能够方便的和其他相关系统进行连接与广泛集成，共享数据信息和告警信息，并且能够接受其他系统的控制指令。布式，整体布置采用分布式多层次结构。模块化，所有设备按功能划分均采用模块化设计；多网络，多种网络方式并存：电力载波、无线、GPRS、光纤、CAN等；可靠性，采用双网多机的部署方式，前端采集系统、通信服务器、应用服务器、数据库服务器等重要的功能单元均采用冗余配置，保证整个系统功能不受单个节点故障影响；可维护性，支持基于网络的远程更新与维护，并且支持远程故障诊断；准确率高，采用雷达及视频识别辅助判断相结合技术，不受环境、气候等因数影响，监测准确，兑现率高；机车信息交互，通过与有网络将报警信息及视屏信息传递给司机，可以提醒司机采取安全措施；响应速度快，灾害监控装置能够及时做出预警，通过监控专用网能够快速传输到机车，因此在安全威胁发生之前就能够提示司机关注相关监控画面，使其有足够的时间为潜在的威胁做好准备工作。

Claims (1)

1.铁路地质灾害预报与监视系统，包括预报监视装置、机车防灾预报监视装置、供电及网络传输装置、自然灾害及地质灾害监控装置、图像监测识别铺助子装置，其特征在于：预报监视装置、机车防灾预报监视装置、自然灾害及地质灾害监控装置、图像监测识别辅助装置通过供电及网络传输装置进行连接。