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沪宁线行车安全综合监控系统

  沪宁线行车安全综合监控系统是在全国铁路技术创新大会上由铁道部提议,以全路运输最繁忙的典型代表沪宁线为试验段,于2002年5月开始实施的。它还是铁科院近年来为铁路运输生产建设服务几大重点项目之一。我院成功转企后,更增加了该项目工作的力度。至2002年12月,构成系统主要技术装备已基本完成,相关设备的用管修办法已出台,并陆续在沪宁线试运行。安全监测网络一期工程也已基本完成,安全数据与信息可传到路局监管中心,全套软件已安装调试完成,并投入运行。
  沪宁线(复线)地处中国经济发达地区,从南京至上海全长303公里,沿线经济发达,城市群密集,日开行列车128对,最小间隔5分钟;沪宁线客货混运,旅客列车最高速度达160公里/小时,同时开行5000吨重载列车,是全路行车密度最高的特别繁忙干线之一。但存在一定的安全隐患,如货物列车的不安全因素对客车安全构成较大威胁;线路施工和运输作业方面存在不安全因素;提速后设备故障有所增加;行车间隔作业危及行车安全;人员素质亟待提高等。特别是如果货物列车发生脱轨或倾覆,将带来不可估量的损失。
  在最具代表性的沪宁线上建设行车安全综合监测系统,具有示范作用。通过应用验证,从中摸索经验,以成套技术向全国主要繁忙干线推广,对建设全路行车安全监控网络,逐步形成适合不同等级线路的铁路行车安全保障体系有重要作用。上海局和我院对"沪宁线行车安全综合监测系统"共同进行了前期研究和关键技术的开发工作,采用的方案是自主开发关键技术和直接采用成熟先进技术相结合,充分利用既有资源和设备,尽可能减少投入,早见成效。五年来,包括安全综合检测车和快速钢轨探伤车及直线段货物列车脱轨机理研究在内,铁道部、上海局和我院三方为沪宁线行车安全相关研究已投入研究试验经费近2000万元,关键技术装备的研究已初见成效。
  系统构成和进展
  系统主要分为四个部分:由车辆运行状态地面安全监测系统等12项技术装备组成行车安全监测系统,由信息网络传输、信息管理中心等组成行车安全信息系统,由动态图像传输系统等组成事故救援应急处理系统,改革现行安全管理体制构成新型的行车安全信息管理系统。
  监测网络和安全信息监管中心
  该子系统由铁科院电子所承担。2002年4月,上海铁路局审查通过"沪宁线行车安全综合监测系统一期工程设计方案"。一期工程中接入综合监控网络(简称SMIS网)的安全监测系统主要包括:地面车辆运行状态监测系统、货运装载状态(安全门)监测系统、红外轴温监测系统、TJWX信号微机监测系统、道岔动态(原为电气、机械)特性监测系统、机车信号记录仪、轨道动态监测单元(晃车仪),共7类监测系统。
  安全信息是以"站段现场处理、分局监督管理、路局分析指导"为原则进行设计建设的。在南京分局、上海分局和上海局已安装信息处理设备,一期工程涉及各监测点的信息均可在分局落地、分局路局建库。按管理权限,运输、车辆、货运、安监等各部门可查询相关信息。在监测信息应用方面,以站段现场处理、分局监督管理、路局分析指导为原则;在安全管理方面,明确站段、调度、业务(分)处、监管中心的职责。目前整个网络基本建成,具备网络管理功能,在路局、分局安监委、调度中心、各业务处均可浏览有关现场故障信息。
  目前该系统已完成上海路局、上海和南京分局三个监管中心系统设备、系统、数据库和后台应用软件的安装与调试;主要行车监测设备/系统的联网,包括镇江和安亭站车辆运行状态地面监测系统、南京东货物装载状态监测系统、上海和南京车辆红外轴温监测系统、上海机务段晃车仪下载数据以及苏州工务段、上海和南京电务段信号微机监测、道岔状态监测、机车信号系统等的网络接入工作;研究开发了数据集成平台软件JWMQ,实现了各类监测数据的广域网实时传输;协商制定了各类接口标准以及接口程序的编制与调试;在行车安全监管中心实现了监测数据的集中管理以及C/S和B/S两种模式的应用,完成了安监委、调度以及车辆报警监控应用软件和主要业务部门行车安全信息的WEB查询软件的编制与调试。从而实现了沪宁线行车安全监测设备的联网,信息的及时收集与集中管理,行车安全报警监控,安全信息的综合查询和专业查询,提供了安全管理功能、基础数据维护功能和系统运行监控功能,并能与TMIS、ATIS相联获取基础数据和确报、抄车号等信息。
  车辆运行状态地面安全监测系统
  该子系统由铁科院铁建所和机辆所共同承担。在沪宁上行线镇江南站和安亭-陆家浜已铺设2套,安亭站钢轨9月大修后系统已恢复,可检测列车超载、偏载、车轮扁疤、以及车辆运行状态。
  该监测系统的用管修办法和扣车标准已拟订,由铁路局上报铁道部。沪宁线安装的2套车辆运行状态地面安全监测系统已具备试运用条件。正在确认雨量计与监测数据间的关系,完善扣车标准。
  根据部计划司和装备部的安排,今年在京沪线安装8套车辆运行状态地面安全监测系统,同时建成京沪线车辆运行状态安全监测信息传输网络,实现京沪线上部署的8套地面安全监测信息的自动收集和集中管理,建成11个列检、6个分局、3个路局和铁道部监控系统并联网,提供京沪线上车辆运行状态的实时监控、综合评判、信息查询和不良车辆的跟踪等信息服务。剩下的6套监测系统安装地点已由北京局、济南局和上海局确定,安装技术条件和系统联网方案已由运输局发文颁布,正在制订实施方案。
  轨道动态检测单元(晃车仪) 该子系统由机辆所承担。到目前为止,无线监控晃车仪(第二代)在上海机务段DF11机车上安装10台,实现车对轨道的动态检测,并投入运行。现已利用线路维修标准提出无线报警门限值,故障数据可通过GSM实时下传。年底在沪宁线沿线各工务段全面应用。
  铁路货运安全监测门 该子系统由铁建所承担。"铁路货运安全检测门"可检测货物装载全断面尺寸超限状态、棚车和敞车车门的开闭状态及施封锁状态、能够提供图像信息,并和超偏载检测系统、车号自动识别结合,形成一个较完整的货运安全综合监测系统。该系统安装在上海局南京东站。2002年实施对系统的优化和产品化进程,完成了各检测设备的网络连接和软件合成,实现了检测数据的各种统计、检索和分析功能,并于当年10月15日通过铁道部组织的技术审查。现正在研究敞车侧门开启状态和端部窜出的检测技术方案,完善系列产品和适用范围,为鉴定做准备。
  调车作业安全监控系统 可监控调车作业过程,防止调车作业时发生超速、撞土挡和挤岔等事故。已在望亭站、镇江南站各安装1套。目前已进入系统试用阶段。系统开发的目标是形成可靠、经济、适应面广的调车作业安全监控定型产品。2002年9月~10月完成系统试用准备,安装地面应答器和车载查询器。12月通过技术审查。
道岔电气机械特性监测系统 扩展了TJWX信号微机监测系统的功能,增加了道岔机械特性监测功能,监测道岔的定、反位密贴情况,实时记录列车运行时道岔尖轨及可动心轨的位移数据,设置超限报警功能,从而实现集中监督、综合评析及事故预防。实时监测道岔转换力、密贴力大小,并根据电动转辙机的额定输出力,设定预警点。保证道岔和信号的正常开放,防止事故的发生。已完成昆山站、丹阳站、镇江站的安装调试,监测信息已纳入微机监测系统。2002年9月通过路局技术鉴定。
  160k公里/小时以上红外线轴温探测车 在1995年部级鉴定的基础上,根据提速以后的存在问题,针对性地进行创新改进。进一步提高了自动检测、地面探索装置的测量精度和地面红外探头的方位偏移程度,增加了车号地面装置的检测能力,实现无线数据传输,可确保在160公里/小时及以上车辆上移植应用。同时上海局在现有红外线轴温地面探测设备中,添加了车号识别装置,可以使红外线轴温跟踪、热轴预报实现与车次、车号相对应,不论列车的车次、编组等情况发生任何变化,都能准确地实现对某一辆车的信息跟踪,可大大提高热轴预报的准确性,为列车的轴温全程跟踪奠定基础。
  DF11机车故障监测系统 记录已有车载微机系统采集的实时数据,储存、分析和判断东风11机车常见故障的信息管理系统,为机车早期故障诊断预报提供依据,减少或避免机车的机破、临修。已在上海机务段80台DF11机车上安装了车载监测设备,在段内建立了数据传输网络和分析软件,并与机务检修管理信息系统结合。初步建立了机车故障地面诊断系统的转储、分析、管理制度。2002年7月至9月共发现故障88件次。
多方向接发列车辅助安全联控系统 通过计算机填记行车日记,将列车运行方向、列车进路占用显示、岗位应答状况等信息结合起来,实现一次输入,多岗位、多工种实时信息共享。目前推广安装至上海西站、南京东站的2套系统均已投入使用,现场反应良好。
  机车信号记录仪 利用机车黑匣子记录运行速度、里程、时间等信息,车载式机车信号检测记录仪可连续、实时监测机车信号感应器的感应电压信号,通用式机车信号主机状态,移频频率等信息,及时发现故障原因和故障点,及时排除故障,消除安全隐患。已在上海机务段安装15台车载设备,监测信息已接入微机监测网。
电子地理信息系统 可在发生行车事故或自然灾害时,及时查阅事发地点的地形地貌、电力线路、站场布置以及线路、道岔、桥梁、信号机等行车设备的有关资料,为制定抢险预案提供支持。系统已通过路局技术审查,现已配备在路局事故救援中心。向津浦、沪杭线移植的计划正在实施中。
  动态图像传输系统 可实时传输事故现场的动态图像,并可进行对讲,实现远程实时指挥。目前在沪宁线有3种动态图像传输系统:由电务处开发的有线方式;由铁通开发的有线方式;由安监委和上海交大合作开发的无线方式。即将由路局组织无线传输设备的技术鉴定,并对以上3种设备进行性能评估。
事故救援预案信息库 可迅速查询事发地点的地形地貌。系统与确报系统、车号系统联网,能获得救援对象的机车型号、列车编组等信息,以快速选定适当的救援预案。
  轨检车性能优化和增加功能 系统包括数据采样、处理和数据管理等模块。引进了WINDOWS NT局域网络、SQL SERVER数据库和计算机图象处理技术,设计了各类数据处理模型,研究了曲线、道岔自动判别技术,数据自动编辑技术及里程自动定位技术实现检测数据实时检索、按运行速度分档提取判别标准。已通过部技术鉴定。
安全综合检测车 该项目由铁科院基础设施检测中心承担。研究采用包括轨道状态检测、轮轨作用力检测、弓网状态检测、环境图像检测等于一体的安全综合检测车,提高检测效率和水平,适应繁忙干线运输能力紧张的要求。2002年初安全综合检测车辆从长客厂运至北京安装调试仪器,并于8月在环线和运行干线上进行了较高速度的动态运行实验(最高速度达170公里/小时),考察系统的动态运行可靠性、动态精度及重复性;当年9月与11月在秦沈客运专线第二次综合试验中进行检测工作。
  快速钢轨探伤车 该项目由铁科院基础设施检测中心承担。研制检测速度达到80公里/小时的钢轨探伤车,提高了探伤效率和精度,突破了钢轨伤损的信息采集、信息处理、伤损识别等技术难点,使我国钢轨探伤技术达到世界先进水平。2002年10月中试车在环线进行全面试验,当年年底中试车研制结题。目前项目车辆组完成了小车试验方案的制定并组织专家评审;按照修改后的方案完成小车和试验车的组装;10月底进行了冲击线上的试验,速度达到38公里/小时,试验数据分析结果良好;对中组完成了垂向系统试验的部分准备与调试工作。



 


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