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摘 要：在我国高速铁路系统中，铁路的防灾安全监控系统是保证铁路列车安全、高效运行的技术支撑手段和重要的基础装备之一，是铁路信息化总体规划中的一个重要子系统。通过对高速铁路防灾安全监控系统设计原则与基本理论的介绍，分析了其五大主要子系统及功能，最后对先进技术在高速铁路防灾安全监控系统的应用进行了阐述。
关键词：高速铁路；防灾安全监控系统；
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-10-00-01
一、引言
大风、暴雨、大雪、地震等灾害是一种发生概率较小，但危害性很大的自然灾害。由于灾害及落物等突发事件具有发生的不可预测性和巨大的破坏性，在列车运行速度达200km/h以上时，哪怕是较小的灾害也可能导致危害国家财产和旅客生命安全的重大事故。
高速铁路防灾安全监控系统是为了保证铁路行车安全，实时监测危及列车运行安全的自然灾害（暴雨、大风、大雪、地震等）及异物侵限等突发事件，对各类检测设备的监测信息进行采集和汇总，实现监测信息集中管理、分布获取、综合运用，以便全面掌握灾害动态，提供及时准确的灾害预警功能，并依据灾害严重程度采取相应紧急处置措施，减轻因灾害引发的损失，防止次生灾害的发生，并为调整运行计划、抢险救援、下达行车管制、维修等工作提供数据基础依据，是高速铁路必不可少的技术保障。
二、我国铁路防灾安全监控系统基本理论
我国的铁路防灾安全监控系统包含雨监测、风监测、地震监测、大雪监测、异物监测等子系统。系统通过监控数据处理设备、报警终端设备、区间GSM-R基站防灾安全监控单元等构建一个统一的数据处理平台，用于存储、解析、判别各种危急行车的灾害并产生实时报警，确保防灾安全监控系统为列车调度员及时掌握实际情况并作出正确处置方式提供安全、及时、准确、可靠信息支持，确保高速列车的行车安全。
我国高铁现在使用的防灾系统设备主要由室外雨量计、风速风向计、通信基站内的监控单元、异物侵限等监测设备、中心的监控数据处理设备，以及工务调度终端、防灾监控终端、维护终端等组成。防灾系统得到的预警信息由列车调度员通过CTC调度平台进行设置，并通过GSM—R网络通知动车组司机，最终实现对灾害的控制和预防。
三、高速铁路防灾安全监控系统的设计原则
（一）简单原则：防灾监控系统面向的是调度人员，因此要求人机界面简单明了，提供的信息简单、准确，便于调度人员快速判断决策。
（二）可靠原则：系统发出的每一个报警信息都与行车安全紧密相关，所以系统必须具有高可靠性。
（三）系统集成：防灾安全监控子系统类型多，现场设施分散，为减少成本，便于维护管理，各子系统应尽量整合集成。
四、高速铁路防灾安全监控系统的组成以及功能需求
高速铁路防灾安全监控系统可以分为五个子系统，针对不同的灾害类型，具体包括雨量监测子系统、风监测子系统、地震监控子系统、雪深监测子系统和异物侵限监控子系统。
（一）雨量监测子系统主要实现采集铁路沿线降雨量信息，并通过分析、处理实时监测降雨量，在雨量达到一定阈值后发出警报，对列车进行运行管制。
（二）风监测子系统主要实现风向、风速数据的集中实时采集监视和风速报警，依照现场实时风监测数据以及设定的相关报警规则，通过分析软件实时给出警示信息。
（三）地震监控子系统通过在铁路沿线安装地震仪实现地震信息的实时采集监测，按照功能可分为地震报警和预警。地震报警功能是指通过监测地震S波，当地震动加速度达到一定阈值后发出警報；地震预警功能则是指监测地震P波，利用电磁波和地震波、P波和S波的速度差，在地震发生后，当破坏性地震S波尚未来袭的数秒至数十秒之前发出预警。
（四）雪深监测子系统主要实时采集铁路沿线降雪量信息，通过分析、处理实现雪深报警等功能，当降雪量达到一定阈值后发出警报，对列车进行运行管制。
（五）异物侵限监控子系统主要在异物侵入铁路界限可能对列车运行安全造成影响的场所，如隧道口、公跨铁桥、公铁并行地段等安装激光、双电网等设备，实现异物实时监测，通过接口继电器把报警信息实时传至列控系统、调度指挥系统，控制列车及时停车。
五、铁路防灾安全监控系统中先进技术的应用
作为高速铁路列车安全、高效运行的重要保障，防灾安全监控系统必须保证采集信息和数据分析的准确可靠，保证控车设备的安全稳定，为此，铁路防灾安全监控系统需要综合采用多种先进技术手段。
（一）多功能、可扩展的系统平台。系统的软硬件设计应基于多功能考虑，系统参数采用计算机辅助软件配置，可方便灵活地适应当前和未来客专线路防灾系统工程建设需要，根据具体工程快速准确搭建适用于不同灾害监控情况下的灾害监测系统。
（二）智能化、专业化的软件功能。系统的风、雨、雪分析和地震检测功能应采用专业的气象和地震理论模型，具有雨雪智能判别、风预测、地震P波和S波判别等技术，通过对国内外实际发生的地震、大风、冰雪灾害数据进行仿真和模拟试验，充分验证理论模型和软件实现的正确性。
（三）高可靠、高安全的硬件设计。应全面考虑防灾系统需要适应的电磁干扰、环境温度、安全规范、雷电防护、电源可靠性等各方面因素，对系统中涉及到行车控制接口的部分子系统，应按照铁路信号标准进行设计，列控和牵引供电系统接口采用安全型继电器构成，所有控制信号采用动态信号驱动和采集，以满足铁路故障-安全的要求。
（四）全方位、多角度的数据分析。防灾系统需要从信号系统获得行车间隔信息，要考虑与视频系统进行视频复核，与信号系统、牵引供电系统形成联动报警和控制输出。只有综合分析铁路的各类监控系统信息，才能从多角度全面分析当前情况，考虑各类因素和可能，得出正确的结论，采取全面的防范措施。
参考文献：
[1]姚树金.关于高速铁路防灾安全系统的思考[J].科技信息，2013，（1）：489
[2]张卫军.防灾安全监控系统在高速铁路中的应用[J].铁道通信信号，2010，46（6）：80-81
[3]沈志凌.高速铁路防灾安全监控系统设计方案[J].铁路通信信号工程技术，2009，6（3）：6-10
[4]白鑫，李晓宇，戴贤春等.高速铁路防灾安全监控系统架构研究[J].中国铁路，2012，（12）：27-31
关键词：高速铁路；防灾安全监控系统；
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-10-00-01
一、引言
大风、暴雨、大雪、地震等灾害是一种发生概率较小，但危害性很大的自然灾害。由于灾害及落物等突发事件具有发生的不可预测性和巨大的破坏性，在列车运行速度达200km/h以上时，哪怕是较小的灾害也可能导致危害国家财产和旅客生命安全的重大事故。
高速铁路防灾安全监控系统是为了保证铁路行车安全，实时监测危及列车运行安全的自然灾害（暴雨、大风、大雪、地震等）及异物侵限等突发事件，对各类检测设备的监测信息进行采集和汇总，实现监测信息集中管理、分布获取、综合运用，以便全面掌握灾害动态，提供及时准确的灾害预警功能，并依据灾害严重程度采取相应紧急处置措施，减轻因灾害引发的损失，防止次生灾害的发生，并为调整运行计划、抢险救援、下达行车管制、维修等工作提供数据基础依据，是高速铁路必不可少的技术保障。
二、我国铁路防灾安全监控系统基本理论
我国的铁路防灾安全监控系统包含雨监测、风监测、地震监测、大雪监测、异物监测等子系统。系统通过监控数据处理设备、报警终端设备、区间GSM-R基站防灾安全监控单元等构建一个统一的数据处理平台，用于存储、解析、判别各种危急行车的灾害并产生实时报警，确保防灾安全监控系统为列车调度员及时掌握实际情况并作出正确处置方式提供安全、及时、准确、可靠信息支持，确保高速列车的行车安全。
我国高铁现在使用的防灾系统设备主要由室外雨量计、风速风向计、通信基站内的监控单元、异物侵限等监测设备、中心的监控数据处理设备，以及工务调度终端、防灾监控终端、维护终端等组成。防灾系统得到的预警信息由列车调度员通过CTC调度平台进行设置，并通过GSM—R网络通知动车组司机，最终实现对灾害的控制和预防。
三、高速铁路防灾安全监控系统的设计原则
（一）简单原则：防灾监控系统面向的是调度人员，因此要求人机界面简单明了，提供的信息简单、准确，便于调度人员快速判断决策。
（二）可靠原则：系统发出的每一个报警信息都与行车安全紧密相关，所以系统必须具有高可靠性。
（三）系统集成：防灾安全监控子系统类型多，现场设施分散，为减少成本，便于维护管理，各子系统应尽量整合集成。
四、高速铁路防灾安全监控系统的组成以及功能需求
高速铁路防灾安全监控系统可以分为五个子系统，针对不同的灾害类型，具体包括雨量监测子系统、风监测子系统、地震监控子系统、雪深监测子系统和异物侵限监控子系统。
（一）雨量监测子系统主要实现采集铁路沿线降雨量信息，并通过分析、处理实时监测降雨量，在雨量达到一定阈值后发出警报，对列车进行运行管制。
（二）风监测子系统主要实现风向、风速数据的集中实时采集监视和风速报警，依照现场实时风监测数据以及设定的相关报警规则，通过分析软件实时给出警示信息。
（三）地震监控子系统通过在铁路沿线安装地震仪实现地震信息的实时采集监测，按照功能可分为地震报警和预警。地震报警功能是指通过监测地震S波，当地震动加速度达到一定阈值后发出警報；地震预警功能则是指监测地震P波，利用电磁波和地震波、P波和S波的速度差，在地震发生后，当破坏性地震S波尚未来袭的数秒至数十秒之前发出预警。
（四）雪深监测子系统主要实时采集铁路沿线降雪量信息，通过分析、处理实现雪深报警等功能，当降雪量达到一定阈值后发出警报，对列车进行运行管制。
（五）异物侵限监控子系统主要在异物侵入铁路界限可能对列车运行安全造成影响的场所，如隧道口、公跨铁桥、公铁并行地段等安装激光、双电网等设备，实现异物实时监测，通过接口继电器把报警信息实时传至列控系统、调度指挥系统，控制列车及时停车。
五、铁路防灾安全监控系统中先进技术的应用
作为高速铁路列车安全、高效运行的重要保障，防灾安全监控系统必须保证采集信息和数据分析的准确可靠，保证控车设备的安全稳定，为此，铁路防灾安全监控系统需要综合采用多种先进技术手段。
（一）多功能、可扩展的系统平台。系统的软硬件设计应基于多功能考虑，系统参数采用计算机辅助软件配置，可方便灵活地适应当前和未来客专线路防灾系统工程建设需要，根据具体工程快速准确搭建适用于不同灾害监控情况下的灾害监测系统。
（二）智能化、专业化的软件功能。系统的风、雨、雪分析和地震检测功能应采用专业的气象和地震理论模型，具有雨雪智能判别、风预测、地震P波和S波判别等技术，通过对国内外实际发生的地震、大风、冰雪灾害数据进行仿真和模拟试验，充分验证理论模型和软件实现的正确性。
（三）高可靠、高安全的硬件设计。应全面考虑防灾系统需要适应的电磁干扰、环境温度、安全规范、雷电防护、电源可靠性等各方面因素，对系统中涉及到行车控制接口的部分子系统，应按照铁路信号标准进行设计，列控和牵引供电系统接口采用安全型继电器构成，所有控制信号采用动态信号驱动和采集，以满足铁路故障-安全的要求。
（四）全方位、多角度的数据分析。防灾系统需要从信号系统获得行车间隔信息，要考虑与视频系统进行视频复核，与信号系统、牵引供电系统形成联动报警和控制输出。只有综合分析铁路的各类监控系统信息，才能从多角度全面分析当前情况，考虑各类因素和可能，得出正确的结论，采取全面的防范措施。
参考文献：
[1]姚树金.关于高速铁路防灾安全系统的思考[J].科技信息，2013，（1）：489
[2]张卫军.防灾安全监控系统在高速铁路中的应用[J].铁道通信信号，2010，46（6）：80-81
[3]沈志凌.高速铁路防灾安全监控系统设计方案[J].铁路通信信号工程技术，2009，6（3）：6-10
[4]白鑫，李晓宇，戴贤春等.高速铁路防灾安全监控系统架构研究[J].中国铁路，2012，（12）：27-31