专利名称：高速铁路防灾安全监测三级报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机系统控制技术、铁路防灾安全监测技术、GIS技术、数据网络传输等领域。本实用新型可适用于例如中国高速铁路防灾安全监测系统，如:大风报警系统、雨量报警系统、雪深报警系统、异物侵限报警系统、地震报警系统等。
背景技术：
铁道部将在^一五”规划中建设新线17000公里，其中高速客运专线7000公里，“铁路发展重点任务”关于“确保铁路运输安全”中提出:“加强对全路危险源的监控，在主要繁忙干线建设集安全监测、信息传输、预测预警和抢险救援于一体的铁路行车安全综合监控系统，其他干线推广应用安全监测监控装备，初步形成铁路行车安全监控系统，逐步建成全路综合移动通信系统和功能完善的铁路行车安全保障体系”。防灾安全监控系统是高速铁路行车安全保障体系的重要组成部分。因为，随着列车运行速度的提高，可能遇到的各种危险因素也将增多，更容易引发运行列车事故的发生，轻者列车脱轨、线路停运，重者车毁人亡、线路桥梁遭受破坏性毁损。因此，铁道部相关单位对高速铁路前期研究初步认定应对自然灾害(风、雨、洪水、泥石流、地震)、轨温、火灾、突发事故异物侵限灾害进行防护和检测报警，确保铁路行车安全。中国铁路随着高速客运专线的大范围开工建设，开始提出开发高速铁路防灾安全监控系统的要求。中国铁路目前对防灾安全监测系统的部分功能(如对风的监测、异物侵限)有过一些应用，但作为整体防灾系统的研究还刚刚起步。非常有必要根据我国的自然环境条件、集我国行业顶尖人才资源、开发一套具有国际先进水平、我国完全自主知识产权的高速铁路防灾安全监控系统。本系统将在深入研究国内外高速铁路防灾安全监控系统现状调研的基础上，分析灾害监测技术及发展趋势，研究大风、暴雨、大雪、地震灾害及异物侵限突发事件对列车运行安全的危害性，结合·我国高速铁路实际情况，提出防灾安全监控系统总体结构、网络结构、系统功能及相关系统接口关系，搭建风、雨、雪、地震及异物侵限监测的模拟试验环境，开发防灾安全监控原型系统，实现风、雨、雪、地震自然灾害及异物侵限实时监测信息分布式获取、集中管理、紧急处置、综合分析与运用，及时掌握灾害发生动态。本系统的实现有着严谨的技术原则:1、统一规划，分步实施原则坚持统一规划、统一标准、统一开发的技术政策。2、可靠性、安全性原则系统发出的每一个报警信息都与行车安全和效率密切相关，因此要求系统必须具有高可靠性。系统采用关键信息热备份技术、信息搜集的一致性处理、信息使用的权限管理、严格管理制度、严密的系统操作规程等手段，使系统设计根据要求达到相应安全级别，确保系统长期可靠的运行。系统本身不发生误报和漏报，且不影响其他系统正常工作。3、简单、实用原则[0011 ] 防灾监控系统面向的用户是调度人员，要求人机界面简单明了，提供的信息简单、快捷和准确，便于调度人员快速判断决策。系统设计从实际出发，在充分利用现有设施和资源的条件下，采用成熟的先进技术，兼顾未来发展趋势，量力而行。以经济实用为主，又适当超前，为以后更新留有余地。数据集中管理，综合分析决策，实现分散检测、数据分析、集中报警。4、系统集成原则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，各子系统应尽可能整合集成，当条件许可时还应与其他系统设备共享资源。充分利用铁路通信通道、铁路运输管理信息系统(TMIS )和机关办公网。5、标准化和开放性原则充分考虑现代信息技术的飞速发展，采用开放式的网络体系结构、网络协议以及数据库软件系统，以适应未来功能升级的要求，使系统具有开放性、兼容性、扩展性，项目设计应优先选择符合开放性和国际标准化的产品和技术。在应用开发中，数据规范、指标代码体系、接口标准都应该遵循客运专线、国家及国际规范的相关要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种克服现有技术的不足、并且符合经济高效需求的用于高速铁路防灾安全监测三级报警技术。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够与其他的监控系统有效融合、并能实时掌握全局铁路防灾系统运行情况及灾情信息的铁路灾情数据统计分析系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:高速铁路防灾安全监测三级报警系统包括全路网 防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统、站段级防灾监测系统；所述全路网防灾安全管理系统与所述路局级防灾安全管理系统相连接并从所述路局级防灾安全管理系统获取信息，以提供全路较高灾害级别的自然灾害及突发事件的报警信息、各条高铁防灾监测系统运行状态以及各路局对相应报警信息的处理措施；所述路局级防灾安全管理系统与所述站段级防灾监测系统相连接并从所述站段级防灾监测系统获取信息，以提供各铁路局管辖范围内高铁沿线的自然灾害及突发事件的报警及预警功能、灾害数据统计功能、设备台帐管理和设备运用状态显示及查询功能；所述站段级防灾监测系统通过通讯传输装置与监控单元相连接并从所述监控单元获取信息，以提供高铁具体线段的自然灾害及突发事件的实时监测、报警和预警功能。根据本实用新型的一个方面，所述高速铁路防灾安全监测三级报警系统可以与调度指挥、应急救援、行车安全监控、客运服务、综合维修、牵引供电、列车控制、中国气象科学数据共享网和国家强震动台网中心等相关系统进行数据交换和共享。根据本实用新型的另一个方面，所述全路网防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统和站段级防灾监测系统分别包括数据服务器和管理平台。优选地，所述站段级防灾监测系统的管理平台包括调度终端和工务终端。优选地，所述通讯传输装置为双环网或2X2M专用通道。根据本实用新型的又一个方面，所述监控单元与至少一个监测设备相连接，以提供实时的监测信息。[0024]优选地，所述至少一个监测设备选自:风速风向计、雨量计、雪深计、地震仪、异物
侵限监测设备。根据本实用新型的另一个方面，所述监控单元与列控系统和牵引供电系统相连接，并向所述列控系统和牵引供电系统提供实时监测信息。本实用新型的优点在于:1.本实用新型完成了目前防灾系统与其他的监控系统有效融合，如轨道温度、地基沉降、泥石流，边坡落石，隧道等。2.本实用新型建立了铁道部统一的高铁防灾监测系统管理平台，实时掌握全国高铁防灾系统运行情况及灾情信息。3.本实用新型建立了铁路局全局高铁防灾统一管理平台，实时掌握全局高铁防灾系统运行情况及灾情信息。4.本实用新型实现了全国高铁灾情数据统计分析系统，为铁路安全运营提供决策支持服务。5.本实用新型解决了应急资源问题，应急物品存储统一管理，一旦发生灾害物资合理调度，防灾系统与应急平台互联互通。6.本实用新型不仅克服了现有监测系统诸多缺点，更为高速铁路运营安全防灾监控技术提供了一个全新的思路和方向。
图1为高速铁路防灾安全监测三级报警系统总体架构图；图2为高速铁路防灾安全监测三级报警系统三级设备示意图；图3为高速铁路防灾安全监测三级报警系统的站段级防灾监测系统示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、结构和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型进一步地进行详细描述。高速铁路防灾安全监测三级报警系统(如图1、2所示)由全路网防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统、站段级防灾监测系统(如图3所示)三级系统构成，并与调度指挥、应急救援、行车安全监控、客运服务、综合维修、牵引供电、列车控制、中国气象科学数据共享网和国家强震动台网中心相关系统进行数据交换和共享。下面分别描述各部分结构。全路网防灾安全管理系统根据本实用新型，所述全路网防灾安全管理系统与所述路局级防灾安全管理系统相连接并从所述路局级防灾安全管理系统获取信息。所述全路网防灾安全管理系统展示全国高铁网布局，提供全路较高灾害级别的自然灾害及突发事件的报警信息、各条高铁防灾监测系统运行状态 以及各路局对相应报警信息的处理措施等信息。对各路局防灾监测系统的运行情况进行监督和指导；通过对全路灾害监测数据分析，为铁路防灾安全监控系统建设提供决策支持服务。路局级防灾安全管理系统[0041]所述路局级防灾安全管理系统与所述站段级防灾监测系统相连接并从所述站段级防灾监测系统获取信息。所述路局级防灾安全管理系统提供各铁路局管辖范围内高铁沿线的自然灾害及突发事件的报警及预警功能，实时显示现场数据，并可查询历史数据，为各铁路局高铁防灾工作提供数据支撑。提供灾害数据统计功能，为防灾设备的数量增减及布设位置的优化提供支持。提供设备台帐管理和设备运用状态显示及查询功能，便于铁路局对各站段级防灾监测系统的运行情况进行监督和指导。站段级防灾监测系统所述站段级防灾监测系统通过通讯传输装置与监控单元相连接并从所述监控单元获取信息。所述站段级防灾监测系统提供高铁具体线段的自然灾害及突发事件的实时监测、报警和预警功能。行车调度员根据实时监测报警、预警信息，指挥列车安全运行；工务维护人员按照终端提供的相关灾害信息，开展基础设施的巡检、抢险及维修养护工作。明确运用、管理、维修责任，确定防灾系统维护方法和检修周期，加强设备维护，保证防灾系统正常运行。实现防灾安全监控系统与调度系统的数据交换和信息共享，提升防灾系统的安全保障能力。所述高速铁路防灾安全监测三级报警系统可以与调度指挥、应急救援、行车安全监控、客运服务、综合维修、牵引供电、列车控制、中国气象科学数据共享网和国家强震动台网中心等相关系统进行数据交换和共享。实现了风、雨、雪、地震自然灾害及异物侵限实时监测信息分布式获取、集中管理、紧急处置、综合分析与运用，及时掌握灾害发生动态。
所述全路网防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统和站段级防灾监测系统分别包括数据服务器和管理平台。分别包括数据服务器和管理平台，使得上述子系统能够将获得的信息储存在本地，便利了数据的调用和更新。优选地，所述站段级防灾监测系统的管理平台包括调度终端和工务终端。由于所述站段级防灾监测系统分布式地布置在铁路站段中，并直接与监控单元相连，因此工务维护人员能够直接按照调度终端和工务终端提供的相关灾害信息，开展基础设施的巡检、抢险及维修养护工作。优选地，所述通讯传输装置为双环网或2X2M专用通道，上述传输方式对于整体系统的网络结构更为安全可靠、保障性更强，一旦某一线路发生故障可自动切换到其他正常的线路，确保系统不间断运行，数据也不会丢失。所述监控单元与至少一个监测设备相连接，以提供实时的监测信息。所述监控单元可以例如通过光缆、无线传输网络等连接方式有线或无线地与所述至少一个监测设备相连接，使得用户能够通过分布式监测网络的拓扑结构与实际地理信息的对应关系，得出具体路段的实时检测信息。优选地，所述至少一个监测设备选自:风速风向计、雨量计、雪深计、地震仪、异物
侵限监测设备。本系统可以是由大风监测、雨量监测、雪深监测、地震监测及异物侵限监测等子系统组成的集成系统，对于普速及既有线提速列车运行安全影响较大的滑坡、泥石流等自然灾害及地基、轨温、桥梁、隧道等基础设施的监测也可纳入本系统，并建立高铁防灾预警机制和分级响应制度，制订高铁防灾应急预案，有效的深化铁路地质灾害预测、预报、预防技术研究，建立灵敏高效的自然灾害监测网络。[0051]根据本实用新型的另一个方面，所述监控单元与列控系统和牵引供电系统相连接，并向所述列控系统和牵引供电系统提供实时监测信息。由于所述监控单元直接从所述监测设备获取监测信息，因此使所述监控单元与列控系统和牵引供电系统相连接，并向所述列控系统和牵引供电系统提供实时监测信息，能够及时根据突发的警报迅速控制列车和供电系统，减少了事故以及灾害处理的等待时间。运行在本实用新型的高速铁路防灾安全监测三级报警系统中的软件系统由系统软件及应用软件组成，其中系统软件主要包括操作系统、数据库管理软件、集群管理软件、通信中间件等，应用软件主要包括灾害监测系统应用软件、防病毒软件及维护管理软件等。灾害监测系统应用软件有远程实验功能，便于工程前期调试工作和日后设备维护，但在日常使用中会根据用户级别的不同进行限制。终端界面有查看实时数据、查询历史数据、查看报警记录、确认报警等功能。已做到统一的图形界面，操作界面简单、便于维护。在经过分析得到灾害发生或者危害程度的信息后，将此信息以某种媒介的形式发送给有关的人员，比如区域负责铁路安全的人员、维修人员，和上级决策者。其中，由负责安全监控的人员，根据监测的情况，可以通过有线或者无线的方式，比如电话、短信、广播、警示灯，向有关人员进行示警或通告。本系统制定了一套开放性好、可以扩展的通讯协议，便于三个分系统之间的数据传输，并且有利于建立统一的防灾体系。针对系统性能上的考虑:1、可靠性:灾害监测系统应具有高可靠性，确保系统7X24小时不间断运行。数据库服务器、应用服务器、接口服务器、存储设备的平均故障间隔时间(MTBF)不小于2X105h ;路由器、交换机、防火墙、UPS电源的平均故障间隔时间(MTBF)不小于lX105h。中央处理系统数据库服务器、应用服务器、存储设备、核心网络设备及监控单元主机应采用冗余配置。监控单元应采用工业级设备。2、可维护性:系统硬件设备应采用通用的设备，功能相同的板件宜采用同一类型的产品，便于相互替换，减少备品备件种类。3、安全性:系统应具有操作权限设置及口令认证功能；系统应具有较强的容错和抵御非法用户及病毒攻击的能力。4、可扩展性:系统硬件具备可扩展性；系统软件使用开放性的操作系统，应用软件应采用模块化设计，并具备良好的扩展性，支持在线配置与软件的升级。本实用新型的功能特征不限于前面给出的那些例子，这样可以设想本实用新型精神内的任意种类的功能。尽管已经结合本实用新型的优选实施例对本实用新型进行了说明，但并非为了将本实用新型限制为这里所阐述的具体例子。相反，本实用新型的范围仅受限于所述权利要求 。
权利要求1.一种高速铁路防灾安全监测三级报警系统，包括全路网防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统、站段级防灾监测系统； 所述全路网防灾安全管理系统与所述路局级防灾安全管理系统相连接并从所述路局级防灾安全管理系统获取信息，以提供全路较高灾害级别的自然灾害及突发事件的报警信息、各条高铁防灾监测系统运行状态以及各路局对相应报警信息的处理措施； 所述路局级防灾安全管理系统与所述站段级防灾监测系统相连接并从所述站段级防灾监测系统获取信息，以提供各铁路局管辖范围内高铁沿线的自然灾害及突发事件的报警及预警功能、灾害数据统计功能、设备台帐管理和设备运用状态显示及查询功能； 所述站段级防灾监测系统通过通讯传输装置与监控单元相连接并从所述监控单元获取信息，以提供高铁具体线段的自然灾害及突发事件的实时监测、报警和预警功能。
2.根据权利要求1所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述高速铁路防灾安全监测三级报警系统与调度指挥系统、应急救援系统、行车安全监控系统、客运服务系统、综合维修系统、牵引供电系统、列车控制系统、中国气象科学数据共享网和国家强震动台网中心进行数据交换和共享。
3.根据权利要求1所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述全路网防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统和站段级防灾监测系统分别包括数据服务器和管理T D O
4.根据权利要求1所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述站段级防灾监测系统的管理平台包括调度终端和工务终端。
5.根据权利要求1所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述通讯传输装置为双环网或2X2M专用通道。
6.根据权利要求1所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述监控单元与至少一个监测设备相连接，以提供实时的监测信息。
7.根据权利要求6所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述至少一个监测设备选自:风速风向计、雨量计、雪深计、地震仪、异物侵限监测设备。
8.根据权利要求1所述的高速铁路防灾安全监测三级报警系统，所述监控单元与列控系统和牵引供电系统相连接，并向所述列控系统和牵引供电系统提供实时监测信息。
专利摘要本实用新型涉及一种高速铁路防灾安全监测三级报警系统，其包括全路网防灾安全管理系统、路局级防灾安全管理系统、站段级防灾监测系统；所述全路网防灾安全管理系统与所述路局级防灾安全管理系统相连接并从所述路局级防灾安全管理系统获取信息；所述路局级防灾安全管理系统与所述站段级防灾监测系统相连接并从所述站段级防灾监测系统获取信息；所述站段级防灾监测系统通过通讯传输装置与监控单元相连接并从所述监控单元获取信息。
文档编号G08B21/10GK203118168SQ201220731919
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者曹学光, 温海宁, 张植俊, 阎震, 钱鸿治, 杨娜, 吉俊, 翟江兰, 杨小军, 于国瑞 申请人:同方威视技术股份有限公司, 清华大学