任務53異物侵限監(jiān)測子系統(tǒng)

1、石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案一f頁課程名稱高速鐵路安全與防災技術編號8學習單元任務5-1異物監(jiān)測子系統(tǒng)教學目的與要求知識目標：熟悉異物監(jiān)測子系統(tǒng)的功能，掌握其主要設備構成、安裝要求和警報參數(shù)。通過案例熟悉異物監(jiān)測子系統(tǒng)的主要功能及操作流程。能力目標：掌握異物監(jiān)測子系統(tǒng)的功能和主要設備組成。授課方式板書多媒體仿真演示實物演小分組討論學生操作VVVVV教學資源教材、教案、PPT、仿真軟件操作、習題、現(xiàn)場圖片、相關文件和規(guī)章制度重點難點重點：異物監(jiān)測子系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)構成、主要設備和操作流程。難點：異物監(jiān)測子系統(tǒng)的組成設備和操作流程教學進程復習5分鐘講課40分鐘小結5分鐘上機操作40分鐘任課教師編寫日

2、期年月曰石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案【新課內容】任務5-3異物監(jiān)測子系統(tǒng)高速運行的列車其動能和慣性力都很大，如有異物侵入線路，列車很難在短時間、短距離內制動停。由于異物侵限事件的發(fā)生具有突發(fā)性、無規(guī)律可循和不可預測等特點，因此對于一些易發(fā)生土、石崩塌和落物且整治投資大、施工困難的的地段，需要根據預測的塌方范圍及落物軌跡，設置異物侵監(jiān)測裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)異物侵限事故，提前采取應對措施一、異物入侵監(jiān)測系統(tǒng)功能1.監(jiān)測侵入鐵路限界的異物，觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車產生緊急制動，并在發(fā)生異物侵限事故所對應的閉塞分區(qū)外方停車。2、侵限的異物清理完畢，現(xiàn)場搶險人員按壓軌旁控制器中的復位開關使異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)

3、復位，司機確認限界并經調度員同意后恢復正常運行。3、電網傳感器一根網斷線時，防災系統(tǒng)發(fā)出報警、不得觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)；雙網傳感器兩網均斷線時，防災系統(tǒng)在發(fā)出報警的同時觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)，使列車產生緊急制動。二、工作原理電網檢測單元包括2套獨立的收/發(fā)模塊，每個收/發(fā)模塊均可接2個電網，因此正常工作時2個收/發(fā)模塊互為備份，具有極高的可靠性和可用性。原理如下圖：石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案主機稹決電源列控中心三、異物侵入傳感器主要監(jiān)測方法1.主要監(jiān)測方法國內外高速鐵路對異物侵限的監(jiān)測，目前主要有電網傳感器、光纜傳感器、紅外線對射探測器、微波探測器和視頻監(jiān)控幾種方式。電網傳感器方式是在防護網上敷設一

4、定韌性的絕緣導線，當有墜落物落到防護網上切斷絕緣導線時，監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出報警信息。這種監(jiān)測方式還可分為單電網和雙電網兩種。其中雙電網傳感器監(jiān)測方式是兩根絕緣導線兩端分別連接使用不同頻率的模擬低頻信號的發(fā)送器和接收器，發(fā)送器不斷發(fā)送固定頻率的模擬信號，接收器實時接收模擬信號。當兩個接收器同時收到信號時，系統(tǒng)運行正常；當只有一個接收器收到信號時，不會發(fā)出侵限報警信息，而提示預警信息；當兩個接收器都接收不到信號，則會立即發(fā)出異物侵限報警信息。與單電網監(jiān)測方式相比，雙電網的誤報率大大降低，可靠性較高。光纜傳感器監(jiān)測方式是在鐵路沿線布設光纜，由源點發(fā)出光信號，經各監(jiān)測點后再返回源點，監(jiān)測系統(tǒng)通過光信號的衰減

5、或波長的漂移量判斷是否發(fā)生侵限情況及危害程度。紅外對射探測器監(jiān)測方式是在需要監(jiān)測的路段布設紅外探測器，當有異物由高處落下遮擋紅外探測器時，監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出報警信息。由于這種方式利用紅外線石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案作為測量介質，靈敏度和精度易受外界干擾影響，比如太陽光的照射、夜間的車燈等，而且紅外測量無法感知侵限異物的重量，易受飄落物的影響，如果報紙和塑料袋遮擋紅外探測器也能觸發(fā)報警。微波監(jiān)測方式，在線路路肩一側安裝微波發(fā)射裝置，另外一側安裝微波接收裝置，控制邏輯單元通過對被落物遮擋微波的計算，得出落物的大小，按照預設報警級別，采取相應的報警措施。視頻監(jiān)測方式是利用視頻監(jiān)控技術的動態(tài)分析功能，通過對

6、監(jiān)測點視頻圖像的實時動態(tài)分析，計算落物的大小及形狀，經判斷后，發(fā)出侵限報警信息。目前北京鐵路局在一些易發(fā)生落石的隧道口采用這種方式進行異物侵限監(jiān)測。各種監(jiān)測方式比較：表4.7各監(jiān)測方式系統(tǒng)構成情況比較監(jiān)測方式系統(tǒng)結構邏輯判斷造價安裝配套工程維護工作量P電網簡單飾單低r簡單防護網大光纜簡單復雜較低簡單無大紅外線筒單筒單較低簡單無較小微波復雜復雜高復雜無較小視頻復雜較同簡單傳輸通道、照明較小表4.8各監(jiān)測方式性能比較監(jiān)測方式準確性可靠性抗外界干擾能力檢測范圍電網較高高a檢測范圍小，無法檢測已落到軌道中的異物光纜較高高強檢測范圍小，無法檢測已落到軌道中的異物紅外線一般較高容易受陽光、燈光、報紙、塑料

7、袋等干擾檢測范圍小，無法檢測已落到軌道中的異物微波高較高強檢測范圍較大視頻高較高容易受夜晚、雪、雨、芬等天氣因素影響直觀，檢測范圍大通過對以上幾種監(jiān)測方式在系統(tǒng)構成與監(jiān)測性能各方面的比較可知，各種監(jiān)測方式各有優(yōu)缺點，采用單一的監(jiān)測方式難以滿足異物侵限監(jiān)測的特殊要求。雙電纜監(jiān)測方式，具結構簡單，可靠性高，投資小；視頻監(jiān)控方式，監(jiān)測直觀，范圍大。因此建議高速鐵路異物侵限監(jiān)測采用以雙電纜監(jiān)測方式為主，視頻監(jiān)控方式為輔的綜合監(jiān)測技術方案。石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案四、異物侵入傳感器設備構成公跨鐵異物侵限監(jiān)測設備：主要由豎直監(jiān)測電網、L型支架、水平承重網單元、軌旁控制器等組成。1）L型支架利用預埋或植入

8、的化學錨栓安裝在公跨鐵橋左右兩側的護欄基座上，用于安裝豎直監(jiān)測網和水平承重網。2）豎直監(jiān)測網豎直監(jiān)測網內嵌雙電網傳感器，固定架設在L型支架的豎直面上，當有異物侵入損壞豎直監(jiān)測網時，內嵌雙電網傳感器斷裂，引發(fā)異物侵限報警。3）水平承重網水平承重網無雙電網傳感器，固定架設在L型支架的水平面上，便于維護人員檢修及排查故障時使用。4）接線盒接線盒用于防護豎直監(jiān)測網中電網傳感器的接頭。監(jiān)測防護單元整套安裝后，雙路電網傳感器通過專用電纜進入軌旁控制器，經防雷防護后通過鐵路專用信號屏蔽電纜進入基站內部監(jiān)控單元。5）軌旁控制器軌旁控制器實時顯示豎直監(jiān)測網狀態(tài)，并通過燈光實現(xiàn)單、雙電網斷線報警，同時，可利用專用

9、鑰匙，旋動按鈕，進行現(xiàn)場恢復、現(xiàn)場試驗等操作。軌旁控制器包含：電網故障指示燈、現(xiàn)場恢復按鈕、現(xiàn)場測試按鈕、現(xiàn)場恢復指示燈、上/下行臨時通車指示燈、蜂鳴器、端子等設備組成，柜旁控制器依據現(xiàn)場環(huán)境安裝在接觸網支柱上或者安裝到水泥基礎上五、監(jiān)測點設置原則異物侵限監(jiān)測應設置在易發(fā)生落物的路段，具體原則如下：1）上跨鐵路的公路橋，監(jiān)測公路橋上掉下的汽車或貨物等較大物體；2）公路與鐵路并行處，監(jiān)測從公路上沖入的汽車；3）隧道口，監(jiān)測隧道上方掉下的石塊和樹木等較大物體；4）其他有可能發(fā)生崩坍、落石的路段。石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案六、探測器的安裝公跨鐵橋處的雙電網需安裝在配套的水平防護網上，防護網應與雙電網

10、傳感器同步施工安裝，根據現(xiàn)場情況的不同，采用不同的安裝方法。新建公跨鐵橋應預埋安裝鏢栓、水平防護網和檢測電網。既有公跨鐵橋梁可在線路兩側設置獨立立柱安裝水平防護網和檢測電網。隧道口和公鐵并行地段的傳感器直接安裝在土建（橋梁、線路）專業(yè)已設計有的防護網上。七、異物監(jiān)測工作試驗操作流程1 .正常狀態(tài)A、軌旁控制器正常狀態(tài)為兩個電網工作燈綠燈亮，現(xiàn)場恢復燈綠燈不亮。B、防災機柜正常狀態(tài)為電網1,電網2繼電器吸起，恢復和試驗繼電器落下，上行通車和下行通車繼電器吸起。繼電器組合從左至右分別為電網1、電網2、恢復、試驗、上行通車和下行通車。C、列控中接入相應異物繼電器，上行異物繼電器（SYWJ）、下行異物

11、繼電器（XYWJ）吸起狀態(tài)。D、終端上電網顏色為綠色，狀態(tài)正常。2 .單電網告警試驗在軌旁控制器內轉動電網1（電網2）試驗開關到試驗方向，3s后電網1（電網2）工作燈滅，防災機柜繼電器組合的電網1（電網2）繼電器落下。列控中接入相應異物繼電器，上行異物繼電器（SYWJ）、下行異物繼電器（XYWJ）依然是吸起狀態(tài)，終端上對應異物點電網變黃色，并提示單電網告警。將軌旁控制器內的電網1（電網2）試驗開關轉到正常方向，3s后全部恢復正常狀態(tài)。3 .雙電網斷線試驗同時轉動兩個電網試驗開關到試驗方向，3s后電網工作燈綠燈滅，在將電網試驗開關轉到正常方向。防災機柜繼電器組合中所有繼電器均為落下狀態(tài)。列控中接

12、入相應異物繼電器，上行異物繼電器（SYWJ）、下行異物繼電器（XYWJ）也為落下狀態(tài)。終端上相應異物監(jiān)測點顯示紅色報警，系統(tǒng)進入異物侵限狀態(tài)，對應區(qū)段顯示紅光帶。4 .臨時通車試驗上行臨時通車：行調在調度終端上點擊”上行臨時通車按鈕”，輸入密碼、確定后，上行臨時通車按鈕下方出現(xiàn)操作成功4個字表示下發(fā)命令操作成功，防災機柜繼電器組合中上行通車繼電器吸起，列控中接入的上行異物繼電器（SYWJ）由落下變?yōu)槲馉顟B(tài)。軌旁控制器中各指示燈持上步驟中狀態(tài)不變。石家莊鐵路職業(yè)技術學院教案下行臨時通車：行調在調度終端上點擊“下行臨時通車按鈕”，輸入密碼、確定后，下行臨時通車按鈕下方出現(xiàn)操作成功4個字表示下發(fā)命

13、令操作成功，防災機柜繼電器組合中下行通車繼電器吸起，列控中接入的下行異物繼電器（XYWJ）由落下變?yōu)槲馉顟B(tài)。軌旁控制器中各指示燈保持上步驟中狀態(tài)不變。5 .調度恢復A、恢復按鈕抬起時：在調度終端上點擊”調度恢復按鈕”，輸入密碼、確定后，軌旁控制器中恢復按鈕上方的恢復綠燈變亮。按下軌旁控制器中的恢復按鈕，恢復燈滅、電網1、2綠燈亮，防災機柜繼電器組合中電網1,電網2繼電器吸起，恢復和試驗繼電器落下，上行通車和下行通車繼電器吸起，列控中接入相應異物繼電器，上行異物繼電器（SYWJ）、下行異物繼電器（XYWJ）也為吸起狀態(tài)。調度終端對應異物點電網由紅色變?yōu)榫G色，并提示操作成功。B、恢復按鈕按下時：在調度終端上點擊”調度恢復按鈕”，輸入密碼、確定后，軌旁控制器中恢復綠燈依然是不亮、電網1、2綠燈會變亮，防災機柜繼電器組合中電網1,電網2繼電器吸起，恢復和試驗繼電器落下，上行通車和下行通車繼電器吸起，列控中接入相應異物繼電器，上行異物繼電器（SYWJ）、下行異物繼電器（XYWJ）也為吸起狀態(tài)。調度終端對應異物點電網由紅色變?yōu)榫G色，并提示操作。6 .試驗命令在工務終端上點擊“試驗按鈕”，輸入密碼、確定后，軌旁控制器中電網1、2工作燈滅，防災機柜繼電器組合中所有繼電器均為落下狀態(tài)。列控中接入相應異物繼電器，上行異物繼電器（SYWJ）、