一种铁路防灾系统及其集成方法与流程

本发明实施例涉及铁路安全监控领域，特别涉及一种铁路防灾系统及其集成方法。

背景技术：

自然灾害，如地震、风暴、洪水、冰雪等，这些灾害时有发生，造成人身和财产受到严重损失。而铁路线路在全国范围内分布广泛，这些线路基本上均受到过不同程度的灾害侵袭，对铁路安全以及由地质、天气与人为因素造成的灾害性后果的报警要求越来越高。

截至2016年底，已有70余条高速铁路建设了不同类型防灾系统并投入使用，包括不同厂家不同时期版本的风、雨、雪、异物侵限监测系统，以及地震预警系统，线路障碍自动监测报警系统，周界入侵报警系统等，为高速列车的安全运行提供了重要的安全保障作用。但是这些系统按线分类型建设，缺乏统筹规划的观念，其中各系统的建设通常以线路甚至以区段为界限，割裂了相互之间的业务协同及数据交互，因此随着高速铁路防灾系统的不断拓展，各系统逐渐成为一个个相互隔离的信息孤岛，同时造成系统运用维护上的困难。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种铁路防灾系统及其集成方法，实现路局级大范围的灾害监测、报警、处置及管理，并通过统一的平台接入路外系统，实现数据的共享和统计分析，协调发挥各个分系统的优势，达到全局优化的效果。

一方面，本发明实施例提供一种铁路防灾系统，该系统包括：铁路局中心系统、风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备及周界入侵报警设备；

所述铁路局中心系统与所述风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备及周界入侵报警设备相连接；

所述铁路局中心系统实时获取监测信息并将所述监测信息进行显示；其中，所述监测信息包括：所述风雨雪及异物侵限监测设备采集的现场风雨雪及异物侵限信息、所述地震预警设备采集的现场地质信息、所述线路障碍监测设备采集的预设铁路线路上的线路障碍物信息以及所述周界入侵报警设备采集的铁路周界预设区域内的周界入侵信息。

另一方面，本发明实施例提供一种铁路防灾系统的集成方法，该方法包括：

铁路局中心系统通过系统信息交互接口和/或网络设备与风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备及周界入侵报警设备相连接；

所述铁路局中心系统实时获取监测信息并将所述监测信息进行显示；

其中，所述监测信息包括：所述风雨雪及异物侵限监测设备采集的现场风雨雪及异物侵限信息、所述地震预警设备采集的现场地质信息、所述线路障碍监测设备采集的预设铁路线路上的线路障碍物信息以及所述周界入侵报警设备采集的铁路周界预设区域内的周界入侵信息。

本发明实施例提供的铁路防灾系统及其集成方法，通过对高速铁路沿线的风雨雪、地震、山体滑坡、落石等自然灾害、上跨铁路的道路桥梁异物侵限以及铁路周界非法入侵行为进行监测和管控，利用铁路局中心系统对管辖范围内灾害监测数据进行收集、分析及处理，实现报警、预警等功能，并通过系统信息交互接口和/或网络设备实现与路内、路外相关系统之间信息交互，实现铁路局管内灾害监测信息的分布获取、集中管理、集中进行报警判定处置以及综合运用。该系统为调度指挥及维护管理提供报警、预警信息，根据灾害严重程度自动给出相应处置措施，有效防止或减少灾害对高速铁路列车运行安全的影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的铁路防灾系统的结构示意图；

图2为本发明又一实施例提供的铁路防灾系统的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的铁路防灾系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：铁路局中心系统、风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备及周界入侵报警设备；

所述铁路局中心系统与所述风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备、周界入侵报警设备及所述监测终端设备相连接；

所述铁路局中心系统实时获取监测信息并将所述监测信息进行显示；其中，所述监测信息包括：所述风雨雪及异物侵限监测设备采集的现场风雨雪及异物侵限信息、所述地震预警设备采集的现场地质信息、所述线路障碍监测设备采集的预设铁路线路上的线路障碍物信息以及所述周界入侵报警设备采集的铁路周界预设区域内的周界入侵信息。

具体地，铁路中心系统为所述铁路防灾系统的核心部分，该系统硬件部分主要由信息处理平台、监测终端、复示终端、网络及安全设备以及时间同步设备等组成，用来实时获取各种铁路周围的监测信息并将所述监测信息显示以供用户进行查看。其中，信息处理平台主要包括多个信息处理服务器，用于对所述监测信息进行处理，并将处理后的监测信息发送至监测终端；监测终端可以有多个终端设备，用以显示各类的监测信息，以供列车工作人员进行查看。

所述风雨雪及异物侵限监测设备包括风雨雪监测设备和异物侵限监测设备。铁路比其他形式的交通工具更容易受到天气的影响，极端温度、风和降水都会对铁路造成重大破坏。风雨雪监测设备通过获取安装在铁路沿线附近的高精度稳定性强的风雨雪监测仪传来的监测数据，对该监测数据进行预处理，得到现场风雨雪信息。异物侵限是指异物(如石块、大块泥土、树木等)侵入铁路的安全界限，这样无疑会导致列车无法安全行驶。异物侵限监测设备则通过获取铁路上的实时图像，对该图像进行预处理，得到现场异物侵限信息。然后，风雨雪及异物侵限监测设备将现场风雨雪及异物侵限信息传输至铁路局中心系统，以供铁路局中心系统将相应信息发送至列车控制系统或者其他列车安全系统，提醒列车作应急措施。例如，当异物侵限监测设备检测到铁路上存在异物时，能够及时触发列控、联锁系统使列车产生紧急制动，使列车在发生异物侵限事故所对应的闭塞分区外停车。

地震预警设备包括地震监测传感器和地震监控单元。具体地，可在地铁沿线部署监控点，各监控点通过电缆或者通过无线网络与地震监控单元相连，如此各监控点的地震监测传感器将各自的震波监测信息传输给地震监测单元进行预处理得到现场地质信息，然后地震监测单元将所述现场地质信息传输至铁路局中心系统。

线路障碍监测设备包括图像采集设备和线路监控单元。具体地，图像采集设备可包括激光扫描器、摄像机及现场控制器等，可预先将图像采集设备设置在铁路沿线附近的立杆上，采集预设铁路线路上的视频图像或者扫描图像，并传输至线路监控单元进行预处理，得到线路障碍物信息，然后线路监控单元将所述线路障碍物信息传输至铁路局中心系统。

周界入侵报警设备包括现场入侵监测设备和周界监控单元。具体，现场入侵监测设备由前端探测设备、前端处理设备和前端声光报警设备构成。当入侵物触及现场入侵监测设备后，现场入侵监测设备会触发声光报警并将报警信息传输至周界监控单元进行预处理，得到周界入侵信息，然后周界监控单元将所述周界入侵信息传输至铁路局中心系统。

本发明实施例提供的铁路防灾系统，通过对高速铁路沿线的风雨雪、地震、山体滑坡、落石等自然灾害、上跨铁路的道路桥梁异物侵限以及铁路周界非法入侵行为进行监测和管控，利用铁路局中心系统对管辖范围内灾害监测数据进行收集、分析及处理，实现报警、预警等功能，并实现与路内、路外相关系统之间信息交互，实现铁路局管内灾害监测信息的分布获取、集中管理、集中进行报警判定处置以及综合运用。该系统为调度指挥及维护管理提供报警、预警信息，根据灾害严重程度自动给出相应处置措施，有效防止或减少灾害对高速铁路列车运行安全的影响。

在上述实施例的基础上，所述风雨雪及异物风雨雪及异物侵限监测设备包括：风监测单元、雨监测单元、雪监测单元及异物入侵监测单元。

具体地，风监测单元包括风速传感器，用于采集铁路沿线监测点的风速数据；雨监测单元包括雨量传感器，用于采集铁路沿线监测点的降水量数据；雪监测单元包括雪量传感器，例如采用超声波测距原理的雪深传感器，用于测量铁路沿线监测点的降雪量的厚度；异物入侵监测单元包括监测电网和电路开路监测模块，基于判断监测电网是否开路，从而确定铁路安全界限内有山体滑坡或落石等异物侵限情况。

在上述各实施例的基础上，该铁路局中心系统包括：列车调度终端、供电调度终端、工务调度终端、信息所终端、工务段终端及通信段终端中的至少一个。

在上述各实施例的基础上，该系统还包括：系统信息交互接口，所述系统信息交互接口用于所述铁路中心平台与其他设备之间的连接，以及铁路防灾系统与路外系统的连接。

具体地，系统信息交互接口包括风雨雪及异物侵限监测设备接口、地震预警设备接口、线路障碍监测设备接口、周界入侵报警设备接口、铁路局中心系统接口、防洪管理信息系统接口、综合视频监控系统接口、运营调度管理系统接口、铁路时间同步系统接口、气象部门系统接口、地震部门系统接口、牵引供电系统接口、信号系统接口、相邻铁局数据交换接口以及gsm-r系统接口等，以上各类接口均为标准化接口。

在上述各实施例的基础上，该系统还包括：网络设备，所述网络设备用于所述铁路局中心系统与其他设备之间的信息交互，以及铁路防灾系统与路外系统的信息交互。

具体地，网络设备包括交换机等负责数据交换设备以及网闸、防火墙等安全设备。路外系统及铁路防灾系统内的各类监测设备，诸如风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备周界入侵报警设备及监测终端设备通过网络设备与铁路中心平台进行信息交互。

例如，地震预警系统将现场监测设备的设备状态信息，车载地震装置状态信息，地震监测、报警/预警信息等数据以文本格式封装为邮件，通过网络设备将邮件发送至高速铁路防灾铁路局中心系统的接口服务器，其中地震报警/预警信息包括震中位置、震级、震源深度、影响范围、紧急处置级别；

例如，周界入侵报警系统将现场设备状态信息、监测及报警信息等数据以文本格式封装为邮件，通过网络设备将邮件发送至高速铁路防灾铁路局中心系统接口服务器，其中报警信息包括报警id、报警时间、防区id、现场设备类型、报警类型、报警受理时间、报警处理状态、报警有效性、报警处理完成时间、报警处理人、报警处理备注。

在上述各实施例的基础上，所述铁路局中心系统包括：数据库服务器、应用服务器、接口服务器、维护管理服务器、防病毒服务器、短信服务器、ntp服务器中的至少一种。

具体地，数据库服务器用于集中存储铁路防灾系统所接入的路外系统或相邻铁路局中心系统的数据以及系统内部各监测设备发送的数据，包括实时监测数据、报警数据、设备状态监测数据及系统管理等有关数据；

应用服务器用于接入新建线路现场监测设备，接收现场监测设备的实时数据并生成灾害报警和设备故障报警信息，将实时数据和报警数据发送到列车调度终端、供电调度终端及接口服务器。例如各类监测设备将各自的监测信息通过应用服务器发送给铁路局中心系统；铁路局中心系统通过应用服务器将报警解除信息、远程试验操作命令及参数配置信息发送给各监测设备等；

接口服务器用于提供统一的接口与路外系统及相邻铁路局中心系统互联互通，即负责铁路局中心系统应用、数据库、维护管理等服务器数据交换；与相邻铁路局中心系统、防洪管理信息系统、综合视频监控系统、运营管理调度系统或tdms、时间同步系统、供电调度系统等进行数据交互和管理；负责铁路局中心系统与路外部系统如国家地震台网、气象部门系统等的数据交互；

维护管理服务器负责接收监测、报警、设备状态、操作命令等信息，并在各维护终端显示相关信息；负责用户权限、系统日志、报警阈值/限速区段等参数设置、及线路接入配置等功能；

防病毒服务器用于对该防灾系统进行防病毒保护，例如可在其上安装各类杀毒软件，并定期进行维护和升级；

短信服务器将报警信息发送至移动通信终端；

ntp(networktimeprotocol)服务器用于防灾系统与路外系统或相邻铁路局中心系统的时间同步，提供高精准度的时间校正。

可选地，上述各实施例中的路外系统包括：防洪管理信息系统、综合视频监控系统、运营调度管理系统、铁路局时间同步系统、气象部门系统、地震部门系统、信号系统以及牵引供电系统的至少一种。

具体地，本实施例提供的铁路防灾系统利用接口服务器将获取到的雨量监测信息以及报警信息发送给防洪管理信息系统；将异物报警及其监测点信息和雪深报警及其监测点信息利用接口服务器发送给综合视频监控系统；将获取到的各类监测信息(包括风、雨、雪和异物报警信息、地震报警信息以)及运营建议利用接口服务器发送给运营调度系统；将地震报警解除信息、地震报警紧急处置信息、风速报警解除信息以及风速报警紧急处置信息利用接口服务器发送给gsm-r系统；气象部门系统将监测的风雨雪信息(例如风、雨、学等监测信息)利用接口服务器发送给铁路防灾系统；地震部门系统则将监测的地震报警信息利用接口服务器发送给铁路防灾系统。

图2为本发明又一实施例提供的铁路防灾系统的结构示意图。

可选地，所述监测信息还包括线路名称、线路编码、设备名称和设备编码。

具体地，铁路防灾系统中的铁路局中心系统为了区分风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备及周界入侵报警设备等各类监测设备中的监控单元传输的监测信息，该监测信息中还可包括各监测设备所监测的铁路段的线路名称和线路编号，以及该监测设备自身的设备名称和设备编号等信息。

本发明实施例还提供一种铁路防灾系统的集成方法，该方法包括以下步骤：

铁路局中心系统通过系统信息交互接口和/或网络设备与风雨雪及异物侵限监测设备、地震预警设备、线路障碍监测设备及周界入侵报警设备相连接；

所述铁路局中心系统实时获取监测信息并将所述监测信息进行显示；

其中，所述监测信息包括：所述风雨雪及异物侵限监测设备采集的现场风雨雪及异物侵限信息、所述地震预警设备采集的现场地质信息、所述线路障碍监测设备采集的预设铁路线路上的线路障碍物信息以及所述周界入侵报警设备采集的铁路周界预设区域内的周界入侵信息。

在上述实施例的基础上，该方法还包括：

所述铁路防灾系统通过系统信息交互接口和/或网络设备与路外系统相连接；

其中，所述路外系统包括防洪管理信息系统、综合视频监控系统、运营调度管理系统、铁路局时间同步系统、气象部门系统、地震部门系统、信号系统以及牵引供电系统的至少一种。

本发明实施例提供的铁路防灾系统及其集成方法，通过对高速铁路沿线的风雨雪、地震、山体滑坡、落石等自然灾害、上跨铁路的道路桥梁异物侵限以及铁路周界非法入侵行为进行监测和管控，利用铁路局中心系统对管辖范围内灾害监测数据进行收集、分析及处理，实现报警、预警等功能，并通过系统信息交互接口和/或网络设备实现与路内、路外相关系统之间信息交互，实现铁路局管内灾害监测信息的分布获取、集中管理、集中进行报警判定处置以及综合运用。该系统为调度指挥及维护管理提供报警、预警信息，根据灾害严重程度自动给出相应处置措施，有效防止或减少灾害对高速铁路列车运行安全的影响。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。