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项目一高速铁路运输安全管理
地面设备主要检查列车在区间的位置，形成速度信号，向列车传送允许速度、线路参数等信息。图1-2-3CTCS-3结构原理示意图②列车状态监测与诊断技术列车状态监测与诊断技术主要应用于对列车各部分状态进行监测并进行故障诊断。监测的主要设备有轴温、车门、轮对、牵引电机等。利用该技术可以及时通报司机采取必要的防范措施，并可以通过无线通信系统，通知前方的维修部门做好检修更换的准备工作。高速列车实现全列车自动诊断，动车和拖车都装有数据采集和诊断计算机，对牵引动力、制动系统、走行部分、轴温、列车火灾以及车门、空调、照明等方面进行监测。一旦出现危及行车安全的隐患和故障时，就会发出报警信息，问题严重时还会自动控制列车减速，甚至停车。例如，德国ICE列车的诊断系统，不仅可以检测机车车辆、电气及机械方面的故障，而且可以实现列车故障诊断单元在发车前对每个系统进行可靠性和功能测试，有效地缩短整备时间。③机车车辆实时监测技术高速运行的机车车辆的状态，直接关系到行车安全与否。机车车辆的故障诊断和实时检测技术能够及时探测高速运行时的转向架的疲劳破坏状况、接触部件运动破坏状况、车体结构振动噪声、轴温状态、弓网接触压力、接触网几何状态、温度、滑动速度、磨损以及受电弓的结构状态、轮轨噪声、轨道变形、振动加速度等状态值。另外，将列车分离状况、车内温度、烟雾探测等情况通报给司机，使其采取必要的防范措施，并通知前方的维修部门做好检修、更换的准备。④桥梁、隧道、重要立交道口监测技术高速铁路大量采用了桥梁、隧道、立交道口等建筑结构，这些结构的状态对列车安全运行有着重要的作用，所以必须对这些结构及设备、设施进行监测，采用传感器件和信号处理技术，对桥梁、隧道和线路的一系列参数进行测量和分析，以提供报警信号，使之通过信息通道及时传到综合调度中心，防止突发事件引起的重大行车事故。⑤车站、站场状态监测技术车站及站场是列车与旅客相对密集的地方，为保障安全运输，应设立相应的车站、站场状态监测系统，实时监测站场状态，及时发现潜在的事故隐患，避免事故的发生。另外，在车站站台也要设置相应的监测系统，保证列车进站时或经过车站时，站台上旅客、工作人员及物品的安全。⑥轨温监测技术在现场设置钢轨及大气温度传感器，建立轨温监测报警系统，实时掌握钢轨温度，确定轨温控制标准，科学地进行轨温预报，也是保障高速铁路安全运输的关键技术之一。轨温监测系统由设置在现场的钢轨温度传感器、大气温度、湿度传感器，设置在养路工区（工务段）的信息处理器、显示器、道床状态信息输入设备（报警器、记录仪等）组成。同时在线路选定地点附近设气象信息采集点，以便对比决策。⑦牵引供电设备监测技术牵引供电设备的安全监测技术有利于减少供电系统事故隐患，降低事故概率，缩短故障查找和检修时间，确保供电系统可靠运行。实现在线监测的关键技术包括个性化信号采集处理模块（传感器、信号采集及处理、嵌入式微机处理系统、远程通信）、后台智能专家系统和远程诊断及设备状态监测（调度中心）。（2）环境监控与检测技术高速铁路运输系统处于开放的环境状态，环境中的各个因素都会影响到高速铁路运输状态的安全性。环境因素包括自然环境和社会治安环境两种。加强对环境状态的监控与检测，随时了解环境的变化，对安全预防和事故避免具有重要的意义。①自然环境监测技术。自然环境监测与灾害预测报警技术是高速铁路运输安全技术保障体系中不可缺少的重要技术手段之一。它主要是对自然灾害及沿线环境进行监测，在要监测的地区设置相应的监测设备和预警系统，并将信息传送给有关场所。监测的信息主要有雨量、风速、风向、地震、洪水、落石、下雪量、泥石流等。防灾用的监测设备预先设定好基准值，一旦达到基准值，系统自动报警。a．雨量及洪水监测技术。雨量及洪水监测系统由数据采集设备、监测终端设备以及监测主机设备构成。数据采集设备主要包括雨量计、水位仪、防撞监视仪、冲刷测量仪、洪水测量仪等。数据采集设备测得的数据通过通信线路传输并显示在监测终端上。调度人员根据此降雨状况发出警戒命令及限制列车运行速度。b．地震监测技术。地震监测系统主要是对地震进行监测并采取紧急措施以减少事故损失。系统由振动加速度传感器和中心监视设备两部分组成。振动加速度传感器检测加速度值和P波，具有自动报警、显示加速度波形功能，同时能够分析处理监测数据。例如，日本东海道新干线沿线的14个地方设置了地震预报系统，在沿线的25个变电所设置了地震计，一旦监测到危害可能性大的地震后，变电所内的断路器会自动断开，停止送电，使列车紧急停车。c．强风监测技术。强风监测技术是在铁路沿线设立监测点，安装风速、风向传感器和采集单元，实时采集风速、风向数据，数据超过报警值便发出报警；用户确认报警信息和现场情况后，及时采取应对措施，如减速、停车或躲避等。d．落石监测技术。在易发生危害性落石滑坡的地方安装落石监测仪，当落石砸到检知网上时，监测线路被切断，使现场的红色信号灯闪亮，安装在车站上的报警装置发出报警信号，从而阻止列车驶入相应地区。e．泥石流监测技术。在泥石流易发生区域及其周围设置雨量计、风速计，在有滑坡的地方增设滑坡计等，同时设置测量通过颗粒的组合成分等仪器，根据不同地区的情况确定适当的标准值，数据超过一定值时就会报警或预报险情。②社会治安环境监测技术。加强防护网、立交道口、沿线绿化等工程建设，健全护路联防联控机制，强化治安综合治理，完善区段巡察看护制度，采取物防、技防、人防相结合的综合防护措施．着力构建全天候、立体化的治安防范保障体系。a．安全防护工程技术。为杜绝机动车辆等异物侵入运输线路，高速铁路基本上采取的是“全封闭、全立交”安全防护方式。安全防护技术包括安装高标准的栅栏，做好线路绿化，完善道口防护设施，提高道口防护能力，加固上跨铁路立交桥防护设施，实现站区全封闭管理等。同时，应健全护路防控责任制。以铁路公安部门为主，工务、车务等单位配合，建立分工明确、职责清晰的护路联防责任体系。公安部门重点抓好线路治安巡察、路外宣传等工作，切实发挥沿线治安防范的主体责任；工务部门重点抓好栅栏、绿化等安全防护工程建设和日常管理；车务部门重点加强站区管理。进一步明确公安民警、工务巡线人员、护路联防队员的巡护范围、工作标准和职责要求，健全联防联控制度，加强日常管理和考核，确保各项巡查措施落到实处。进一步完善线路巡查制度，形成制度化、规范化的护路管理机制。b．铁路入侵监测技术。铁路入侵监测技术是指在铁路视频监控环境下，让计算机在不需要人参与的情况下，通过对视频序列的处理，实现对入侵行为的自动检测和分析，并对危险行为作出报警。铁路入侵检测的核心技术包括实现铁路入侵物体的定位与跟踪、对入侵行为进行识别和分析、生成报警信息等内容。（3）人员监控与检测技术。人员是指对高速铁路运输安全产生直接影响的人员，包括提供服务者、被服务者及其他人员。当一些人员的行为与交通密切相关时，应加强对其行为状态的监控与检测，这是保证高速铁路运输安全的一个重要内容。提供服务人员的行为，可通过交通行业相关的作业标准、规范等约束，并采用一定的设备监控提供服务人员的工作状态。对被服务人员的监控与检测，主要是在客运站内、高速列车上进行的，需要一定的监控和检测设备（主要采用红外线、超声波检测，电视监控等设备）来完成。如对旅客、行李、货物等进行检查的安全检查系统，该系统的主要功能是防止将易燃、易爆、危险品带到车站内，带上运输工具，防止无关人员进入站内和登上高速列车。再如，对车站隔离区、车站出入口管理和安全监控，对重要设施和区域的监控和检查的安全保卫系统，其主要功能是防止旅客或非旅客炸毁列车，防止无关人员进入隔离区、登上列车、进入轨道，保障车站设施安全，维护候车室正常秩序。2．基于设备维护的高速铁路安全监控和检测技术高速列车的开行加剧了轨道等设施装备的恶化，使得养护维修工作量增加，但随着行车密度的提高使得养护维修作业时间越来越少，铁路技术设备的养护维修工作，应实现机械化、自动化、专业化、信息化，落实责任制和检验制，坚持以预防为主、检修与保养并重、预防与整治相结合的原则，合理确定检修项目和检修周期，组织定期检查，加强日常维修，提高设备质量。基础设施实行天窗修制度，优先采用综合维修模式，并应坚持“严检慎修”的原则，实现设备状态修与预防性计划修相结合的维修方式。铁路技术设备应保持完整良好状态。根据设备变化规律、季节特点，安排设备检修。检修单位应保证检修质量符合规定的标准和使用期限，并经检验合格后，方准交付运用。为满足检修需要，应建立检修基地，设置检修、试验设备（包括检查车、试验车）、运输工具、必要的生产辅助车间和生产房屋，并应储备定量的器材和备品，以备急需和替换时使用。储备的器材和备品动用后，应及时补齐。对各种机械设备应制定相应的检修、保养范围及安全操作规程。有关人员应做到正确使用，精心保养，细心检修，保持其良好状态。铁路技术设备，除由直接负责维修及管理的部门经常检查、周期维修外，铁路局还应按规定组织有关人员进行定期全面检查和专项检查。固定行车设备定期全面检查和专项检查的检查结果记入《行车设备检查登记簿》内。检查中发现问题，要及时解决；对危及行车安全的，须立即采取措施；当时不能解决的，要安排计划，限期完成，并进行复查；需要上级解决的，要按程序上报。铁路局有关专业管理部门应按规定组织专项检查。其中：对线路的平面及纵断面复测、限界检查，每五年不少于一次；技术复杂及重要的桥梁、隧道检定，每十年不少于一次；登乘机车、动车组列车或其他旅客列车尾部对线路全面检查，每月不少于一次；对线路地面信号、机车信号、轨道电路设备、应答器和列车无线调度通信设备等的运用状态，每月检查一次；场强覆盖每季度检查一次。登乘动车组列车检查车载信号显示状态及列车无线调度通信设备运用质量，每月不少于一次；对接触网状态，每月检查一次；对接触网设备限界检查，每五年不少于一次；对其他供电设备定期检查；对为客运服务的建(构)筑物（包括限界）和生产、办公房屋检查，每年不少于一次；对客运服务设备每年春运前进行一次全面检查。铁路局根据需要可加密检查或随时检查。铁路总公司专业技术机构根据线路的年通过总重、线路允许速度，使用专用设备定期对主要线路进行轨道、通信信号、接触网检查和钢轨探伤。基于维护、维修的移动设备和固定设备的安全检测技术应强调以下几点：一是树立全新的维修理念。工务部门要树立零误差的维修理念，严格执行线路维修标准、提高线路质量；电务部门要树立零故障的维修理念，通过精检细修，提高设备安全可靠性；供电部门要树立零缺陷的维修理念，加强对牵引供电设备的日常检查和维修，消除设备主要缺陷。二是优化检修资源配置。增加并统筹大型养路机械资源，做到科学布局、集中管理、统一调度使用，最大限度地发挥大机效能；动态优化维修机具配置，做到大机与小型机群要配套，维修能力与维修作业量达到相互匹配。三是应考虑推行新的维修方式。例如，工务系统要大力推进“检、养、修”分开，加快构建以专业修、集中修、机械修为主，临时补修为辅的维修模式；电务系统要大力推行“值、检、修”分离的维修模式，全面实行状态修、集中修和专业修，大力提升设备维修标准化和规范化水平。供电系统要进一步完善委托管理体制，加大监管力度，加强质量监督考核，确保接触网设备动态达标。四是强化关键部位质量控制。组建线路、道岔、曲线、钢轨打磨等专业维修队伍，充实管理人员和专业技术力量，提高关键部位的维修质量；加大设备投入，配备专用维修设备，特别是各类检测、监控、维修设备，满足设备日常检测维修的需要；加大技术攻关力度，研制轻量化、高精度、适合现场作业需要的小型工装机具，提高日常维修作业的效率和质量。3.高速铁路安全运营管理技术（1）规章制度和标准高速铁路规章制度保障体系，应以铁路运输基本规章为依据，以确保高速铁路的运输安全为重点，分系统、分层次的建立和完善各项规章、制度和办法，形成科学严密、统一规范、动态优化、具体可行的规章制度保障体系。科学严密，就是结合新技术、新设备大量运用的实际，从理论到实践，从技术标准到作业标准，深入进行科研论证，确保各项规章制度经得起运输实践的检验。统一规范，就是以基本规章为基准，建立覆盖各专业、各层面的专业规章、技术文件、作业标准和作业程序，形成统一、规范、完备的规章制度体系。动态优化，就是根据铁路运输生产组织的变化要求和运输安全工作实际需要，及时废止、修订和补充完善各项规章制度和办法，确保各项规章制度具有较强的时效性和指导性。具体可行，就是依据基本规章制度，每个层次、各个系统制定出明确、具体、细化的规章制度，确保落实到一线、落实到岗位。①完善各项规章制度。铁路总公司有关部门应结合高速铁路运输安全面临的新情况、新变化，对技术管理规定和技术管理办法等规章制度进行充实和完善。各专业部门要对专业规章规程进行废、修、补。各铁路局、站段要结合本单位实际，对《行规》、《站细》、《段细》进行细化和完善，确保各项规章制度和管理办法严密规范。②建立规章制度动态优化机制。明确铁路总公司、铁路局、站段三级规章制度的管理范围、管理责任和归口部门，实现规章制度的分层分级管理；进一步完善规章制度的起草、评审、会签、批准和发布程序，确保规章制度的严肃性和权威性；建立规章制度的动态完善制度，保证各项规章在动态中优化、在发展中完善。（2）高速铁路安全教育高速铁路的运输安全除了需要高可靠性的设备和运行控制手段之外，人的因素也是不容忽视的，因为所有的高科技设备和控制仪器都需要靠人来掌握，所有的法规章程也需要靠人来执行。建立健全高速铁路安全教育保障体系，是减少人的不安全因素、提高运输安全水平的有效途径之一。①建设培训基地。建设铁路职工培训基地，集中全路培训资源，重点组织好高级专业管理人员和先进装备运用操作人员的培训；建设铁路局或高速铁路运输公司的系统培训基地，重点对行车主要工种、特种作业人员进行培训；建设完善站段实训基地，强化对一线职工实际操作技能和应急处置能力的培训。同时，充分利用社会培训资源，加强部校战略合作，建设铁路高技能人才培训基地，形成功能完善、布局合理的职工培训网络。②开发培训教材。高速铁路管理部门联合有关高等院校，编写分别适用于高等院校教学、职工培训和职工应知应会需要的三大教材体系。通过开发课件、装备先进的模拟培训设备等手段，增强培训效果。③建设高素质师资队伍。培养高素质铁路职工培训师资队伍，尤其是要重视和加强基层站段职教队伍建设，优化和改善职教队伍的文化结构、专业结构、知识结构和年龄结构，为提高职工实作技能培训质量打下坚实基础。（3）高速铁路安全监督检查。高速铁路安全监督检查保障体系应严格遵循我国现行的安全管理体制——“企业负责，行业管理，国家监察，群众监督”来建立。强化铁路总公司安全监察司的行业监管机构的职能，强化铁路局和铁路总公司安监司特派员办事处两级安全监督检查力量的整体功能，加强站段的安全监督检查力量，强化安全生产的外部监督，使安全监督更贴近运输现场。各级安全监察部门应加强对问题整改情况的检查，及时处理各类安全隐患和问题。4．应急救援与调查技术尽管高速铁路为保证行车安全采取了各种措施，但仍可能有不可预见的事故发生。因此，除了采取各种防患于未然的措施之外，还应具备各种应急救援、事故处理、灾后恢复等设备和能力，建立一套完整的事故应急处理系统，对减少人员伤亡、减轻事故损失具有非常重要的意义。（1）高速铁路运输事故预防技术。通过建立高速铁路事故预防的网络体系，实现对列车、乘务人员、线路和车站的实时监控，对事故易发地段的重点预防、专业预防，并将采集的灾害信息传递给高速列车调度和控制中心。（2）高速铁路运输事故调查和处理技术。高速铁路运输事故的应急处置技术，要依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国铁路法》、《铁路运输事故调查处理规则》、《铁路运输事故应急救援和调查处理条例》等相关法律法规处理。其目的是通过对事故应急处置的调查研究，科学分析事故的致因因素，对事故责任进行追究，总结事故发生的规律和教训，提出有针对性的措施，防止类似事故的再发生。（3）高速铁路运输事故应急救援技术。高速铁路运输事故应急救援技术的作用是科学规范灾害事故发生时的救援抢修和突发事件出现时的应急处置方法和程序。在高速铁路运输系统遭遇自然灾害或突发事件时，通过应急救援技术及系统向上级报告，并向下级发出救援指令，指挥组织救援并协调地方救援力量。防止人员伤亡和财产损失的扩大，减小对运输秩序的影响，尽快恢复正常的运输秩序。（二）高速铁路、客运专线防灾安全监控系统高速铁路、客运专线防灾安全监控系统的构成是架构于通信传输系统之上的安全信息采集、监控系统，是综合调度系统的一个子系统。其中高速铁路综合检测列车可对设备设施进行综合检测指导检测、指导养护维修；高速铁路动车组车载技术诊断系统能及时、准确度地检测预报设备故障；大风监测系统能根据不同等级的风速及时发出限速报警信息；落物监控系统能随时发现现场落物，指挥列车自动减速或停车，全线安装视频监控系统，可对重点区段和设备设施进行24小时实时监控等等。1.系统构成高速铁路、客运专线防灾安全监控系统根据其运营维护管理体制及机构没置情况，一般由中心系统、综合维修段系统、综合维修二区系统、现场各类信息监测设备及传输线路构成，各系统采用100M／1000M局域网，并通过通信专业提供的传输网络构成防灾安全监控系统广域网。2.系统主要职能（1）中心系统实时接收并处理综合维修段系统上报的有关信息；根据信息分析处理的结果，提供各种防灾报警数据，为列车运行控制提供依据；提供有关防灾预警、限速、停运决策信息，为列车运行计划的调整提供依据。同时，中心系统具有集中维护管理全线防灾安全监控系统设备的功能。（2）综合维修段系统主要负责收集、汇总管辖范围内各综合维修工区上报的防灾监测数据，进行分析处理、存储、显示、打印，当分析结果达到报警标准时，产生报警信息并上报中心系统。段系统还负责将综合调度中心制定好的维修计划、应急措施(如加强沿线巡查、通知有关部门警戒等)下发相关工区系统。（3）综合维修工区系统主要负责收集管辖范围内防灾现场监测设备传送来的各种数据，分类汇总后上报综合维修段系统，同时接收综合维修段系统下发的维修计划、应急措施，并根据计划控制现场监测设备。（4）现场各类信息监测设备实时采集、处理各类现场信息，并将采集到的信息通过光电缆传输线路传送到综合维修工区。3.系统监测功能高速铁路、客运专线防灾安全监控系统具有监测自然灾害(风速、风向、雨量、地震)、轨温、火灾、异物侵限等功能，为列车运行管制提供辅助决策。（1）风速风向监测为了防止强风引起脱轨或飞米物造成行车事故，防灾安全监控系统具有实时预测风速、风向，完成管辖范围内风速风向信息的汇总、分析及处理的功能。当风速达到警戒标准时，段及工区系统将产生报警信息，并上报中心系统；同时通过综合调度系统，将报警信息提供给列调子系统，由列调子系统发布列车限速、停运等运行管制命令。（2）雨量监测防灾安全监控系统具有实时监测雨量信息，完成管辖范围内雨量信息的汇总、分析及处理的功能。当雨量达到警戒及巡检标准时，段及工区防灾安全监控系统将产生报警信息，并上报中心系统；同时通过综合调度系统，将报警信息提供给综合维修调度子系统、列调子系统；由综合维修调度子系统向综合维修段系统发布加强地面巡查或采用添乘巡查的命令，并在发生异常情况时及时报告综合调度中心；当雨量警戒值达到限值时，由列调子系统发布列车限速、停运等运行管制命令。（3）地震监测因为地震灾害是突发性的，破坏性较大，除直接破坏铁路基础设施外，还会导致列车脱轨和倾覆以及冲入受灾地区等。为避免这些灾害的发生，防灾安全监控系统具有地震监测功能，实时监测地震信息，完成地震信息的汇总、分析及处理。当牵引变电所防灾机房内设置的加速度报警仪检测到水平地震加速度时，中心、段及工区的防灾安全监控系统将发出警报，并通过感震柜控制牵引变电所立即停止供电；显示用地震仪可显示水平地震加速度波形，进一步判断加速度报警仪报警的可靠性，并为震后运行管制提供数据，作为震后决定巡检区间、巡检方式和列车限速要求的依据；同时通过综合调度系统，将报警信息提供给综合维修调度、列调、电调子系统；由列调子系统发布列车限速、停运等运行管制命令；由电调子系统完成相关控制操作。（4）轨温监测防灾安全监控系统能实时监测无缝线路的轨温、气象等信息，完成管辖范围内轨温信息、大气温度、湿度信息的汇总、分析及处理，为工务维修部门、综合调度中心提供决策依据。当轨温达到警戒及巡检标准时，段及工区系统将产生报警信息，并上报中心系统；同时通过综合调度系统，将报警信息提供给综合维修调度子系统、列调子系统；由综合维修调度子系统向综合维修段发布加强地面巡查或维修准备命令，发生异常情况时及时报告综合调度中心；当轨温达到报警限值时，由列调子系统发布列车限速、停运等运行管制命令。（5）火灾监测防灾安全监控系统能实时监测大型站房、无人值守专业机械室的火灾报警信号。当发生火灾时，段及工区系统将产生报警信息，并上报中心系统，同时通过综合调度系统，将报警信息提供给综合维修调度子系统。（6）防落物系统监测公路上跨铁路桥(铁路在下)的落物对铁路行车安全将造成极大的威胁。当落物检知设施被落物毁坏时，段及工区系统立即产生报警信号，并上报中心系统，同时通过综合调度系统，将报警信息提供给综合维修调度子系统、列调子系统；由综合维修调度子系统发布巡查命令，由列调子系统指挥列车立即停车。（三）高速铁路运输综合监控技术依据高速列车状态信息的内部关联性，以信息化技术为手段，建设从列车网络控制到综合监控不同层次的系统，从而满足视频监控、综合监控、调度、列车运行控制的需要。本节对高速铁路综合视频监控系统、运输综合监控、高速列车运行控制技术和高速列车控制网络系统相关技术作简要介绍。1．高速铁路综合视频监控系统铁路系统作为国家重要的运输部门，其日常的稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转，加之铁路系统部门众多、地点分散、现场环境复杂，成为日常维护工作的难点。在铁路系统内部推行视频监控系统，可以实现对全部监控现场或者当地的道口、车站和铁路沿线环境的监控，大大减轻日常巡视人员的工作量，便于及时发现危险隐患，保障安全生产。国内铁路视频监控系统的应用起步晚，但发展速度比较快，目前已经有很多系统正在运行中，如济南西站货场、编组场数字视频监控系统、青岛站编组场电视监控系统、大石桥站客运电视监控系统、株洲站视频监控系统等。我国已有铁路综合视频监控系统的主要功能有：（1）支持分级管理和多用户同时观看，为多业务部门监视终端提供监视图像。（2）可对监视区域的图像进行远程控制和智能处理。（3）支持自动轮巡监视和人工监视模式。（4）可对监视图像以MPEG-4或H．264格式进行传送和存储，图像具备4CIF（704×576）和CIF（352x288）以上的分辨率，移动采集点图像可根据需要设定。（5）具有视频分析功能并对异常状态报警提示。（6）具有抓拍功能，能够对所存储的监视图像进行检索和回放。（7）统一分配IP地址和设备编号，在视频接入点、路局视频节点具有对辖区内网络资源和协调设备的管理功能，集中实现对系统设备的参数配置和状态监控。（8）能够对接入网络的用户进行身份和权限识别，保证信息安全。（9）具有与其他信息系统或监控系统互联，实现报警与视频联动功能，如与列车调度指挥系统（TDCS）和调度集中系统（CTC）互联，将图像信息与相关车次号信息匹配；与货运安全监控系统互联，实现超限、超偏载等报警联动；与防灾安全监控、通信信号电源与环境监测、牵引供电和电力、客运服务、应急通信等系统互连，实现视频资源共享和报警联动。2．铁路综合视频监控系统互联互通平台随着铁路的快速发展，视频监控技术已经广泛应用在高速铁路运输指挥、生产作业、公安保卫等领域，并逐渐成为铁路安全生产、提高效率、强化管理的重要技术支撑。特别是铁路高速客运网络建设的不断推进，既有铁路技术改造的加快，视频监控的重要性、广泛性及共享性也得到进一步的强化。但是铁路视频监控系统一般都是由各个业务部门分别进行建设，在建设标准、技术体制、运用质量等方面都存在着差异，无法实现图像资源的有效共享，不能充分发挥综合视频监控的全面优势。为了使铁路综合视频监控系统规范建设和可持续发展，满足既有视频系统间的视频共享，现已设计并实现了铁路综合视频监控系统（简称“视频系统”）互联互通平台，达到异构视频系统的互联和视频共享的目的。铁路综合视频监控系统由视频核心节点、视频区域节点和视频接入节点三类视频节点组成。视频系统互联互通平台通过对所辖范围的用户和设备进行统一协调管理，提供用户跨区域访问的认证、鉴权，实现视频访问信令的多级交换和视频数据的跨域转发，完成异构视频系统之间互联和视频共享。3．视频智能分析技术视频智能分析技术主要是指自动地提取视频源中的关键（特征）信息并进行智能化分析，并通过设置一定的条件和规则对其判定。如果把前端设备（如摄像机）看作是人的眼睛，则视频智能分析技术可以看作是人的大脑，智能分析技术借助CPU强大的数据处理能力，对视频画面中的海量数据进行高速分析，为使用者提供有价值的关键信息。视频智能分析的处理方法主要是对场景中人的运动进行分析，其过程一般包含运动检测、目标跟踪、行为识别和理解几个方面。其中运动检测、目标跟踪等底层处理环节在过去几年中得到了快速发展，并且得到了实用。行为识别作为人的运动分析的高层处理部分，是极具挑战性的一个研究方向，也是当前学术研究的热点。4．高速铁路综合监控系统日本、法国和德国等较早建设和运输高速铁路的国家，都为保障高速列车安全运行部署了高速铁路综合监控系统。我国也在进行高速铁路运输综合调度系统的建设。铁路总公司于2008年规划的《铁路客运专线运输调度系统总体技术方案》涵盖了运行管理、供电管理、防灾减灾等系统，并将相关的功能集成在一起，实现了高速铁路运输各个系统的综合监控，实时掌握各个业务系统的工作状态，为相关部门提供决策支持，保障运输任务的顺利进行。行车监控相关的主要功能包括：（1）以多种方式实时显示列车运行情况、联锁和列控系统等信息。（2）实时监视牵引供电和供电系统各变电所、配电所、分区所、开闭站等设备的运行和带电状态、系统运行参数，并提供异常运行状态报警功能。（3）监测列车运行环境中风、雪、雨、地震等主要灾害和落物造成的隐患，对实时采集的监测数据进行分析和处理，判定灾害的等级和性质，自动报警并给出处理建议。（4）对全线设备设施状态进行监视，接收通信信号设备、信息设备和基础设施监测系统的预警和报警信息，提供应急处置预案。高速铁路运输调度系统涉及控制理论、信息学、计算机科学、通信学、系统学及运筹学等不同领域的方法和技术，其中高速铁路运输调度系统关键技术体现在以下几个方面：（1）智能化调度的系统集成策略与方法。系统集成策略与方法为高速铁路智能化调度系统内部各子系统之间、内部与外部之间的互联和相互操作提供运行机制。（2）智能化调度系统的信息融合与分析处理技术。应用安全信息融合技术，综合考虑计算的复杂程度，构建满足任务要求的数据处理模型，以解决高速铁路安全相关要素的不确定性因素的表达和推理演算。（3）智能化调度系统的时空一体化数据集成及其数据挖掘技术。由于高速铁路安全相关信息资源是异域、异构、自治性分布和海量的，同时具有时空特征、属性特征及动态特性，需要应用到数据集成、融合和挖掘的理论与方法，以全面解决具有多语义性、多层次性、多时空性、多尺度性的海量、异域、异构数据间的融合、集成和知识发现，为管理人员提供决策支持。（4）智能化调度系统的地理信息与定位服务技术。应用到铁路地理信息的组织存储技术、空间定位参照技术、与业务信息结合的四维时空信息处理技术等，为各调度功能子系统提供了统一的空间定位基础和服务平台。5．高速列车网络控制系统技术高速列车网络控制系统可实现列车牵引、制动、供电、空调、门控、转向架等子系统和设备的实时监视和控制，并能自动识别列车编组，支持列车实时诊断技术，实现车地间的数据交换，结合地面专家系统能对车载设备应用情况进行统计分析，提高维护作业效率。高速列车在高速运行过程中，通过实时监控用电参数、机械参数及其他与列车安全紧密相关的运行参数，来监测列车的状态。例如，CRH3型动车组网络控制系统可实现以下主要控制功能：（1）各动力车的重联控制。（2）全列车所有由计算机控制的单元联网通信和资源共享。（3）全列车的制动控制、门控制、空调控制及轴温检测等功能。（4）完成全列车的自检及故障诊断决策。列车网络控制系统通过网络把命令传送到各节车厢，从而实现对全车的控制。各种控制命令都可通过网络传送到各车的各个设备，执行结果通过网络返回司机。高速列车车厢内各检测设备独立检测各参数，每个车厢内设置了一个车厢级控制主机，车载的整个网络由两级网络构成。一级网络是列车级通信网络，包括列车主控计算机及其网络、列车级总线、各个车厢的代理节点及车厢控制主机直接相连的轴温集中转换器和陀螺仪。二级网络是车厢级总线及车厢级检测设备，检测设备包括电源检测模块、空调控制器、漏电检测、振动检测、车门控制器和绝缘检测等。三、安全心理保障心理学所揭示的心理活动规律，构成了行为科学的重要基础。高速铁路安全生产行为也是如此，控制不安全的行为是保证铁路生产安全的重要条件，而直接决定人的行为的基本因素，又是人的心理活动规律。高速铁路安全心理保障所研究的就是工作人员在高速铁路运输组织过程中的安全动机、安全习惯、安全心理品质等问题及其发生、发展规律。（一）心理因素与高速铁路安全管理按照心理学原理，影响高速铁路运输安全的心理因素主要有：感觉、知觉、记忆、思维、注意、情绪、疲劳等。1．感觉、知觉（1）感觉、知觉的含义。感觉是人通过感觉器官对客观事物个别属性的反映；知觉是客观事物的各种表面现象和诸多属性通过人的各种感官在大脑中的综合反映。知觉不仅依赖现实的感觉，而且也依赖以往感觉经验的积累。感觉和知觉二者密不可分，通常将这两种心理现象称之为感知或感知觉。（2）感知觉在高速铁路安全管理中的应用。在高速铁路安全管理中，有些事故是由于人的感知觉发生错误而造成的。引起错觉的原因很复杂，既有心理因素，也有生理因素。错觉现象也很多，其中，以视觉和听觉错误对高速铁路安全的影响较大。首先，要努力克服错觉对高速铁路安全的危害。错觉会引起错误的判断，导致行动上的失误，给运输安全带来隐患。例如，误认信号、误听或误传命令等，都是由错觉引起的。为避免这种误认信号、误听或误传命令，在《接发列车作业标准》等规章中强调了有关作业人员间的“复诵”制度。其次，知觉具有选择性，面对纷繁多样的客观事物，人的感官能根据需要选择其中的那些特征明显的刺激进行反映。因此，在设置高速铁路技术设备时，要注意与背景的差别，力求简洁、醒目。例如，信号机、信号标志易辨别，控制台按钮功能易记、好操作等。最后，实践证明，人的感知觉能在实践活动中得到提高和发展。长期使用某种感觉器官或进行有目的地训练，都可以促进相应器官感知觉的发展。因此，只有加强基本功训练，做到熟练准确操作，才能确保高速铁路运输安全。2．记忆、思维记忆是人脑对所经历过的人和事的识记、保持和重现。思维是大脑在感知和记忆基础上，对客观信息进行分析、综合、判断和推理的心理过程。如在高速铁路行车工作中行车指挥人员忘记将计划变更内容及时准确地通知作业人员，或因情况变化，不能立即分析判断、采取对策，就会贻误时机而直接危及行车安全。记忆和思维是铁路员工重要的心理要素，没有较好的记忆能力，就不能很好地按章办事，执行计划。没有较强的思维能力，就难以面对错综复杂和瞬息万变的多种情况而作出正确判断并进行妥善的处理。3．注意注意是一种心理活动状态，按其作用或功能分为三种情况：一是注意集中，即把心理活动重点指向特定对象，对其他无关的心理活动进行抑制，不因无关刺激源的干扰而分散精力；二是注意分配，即在同时进行两种及其以上活动时，把注意有目的地指向不同对象；三是注意转移，即根据活动需要，主动有秩序地把注意从一个对象转移到另一个对象上。注意是保证高速铁路运输安全的基本心理条件。任何一项工作都是由多个作业环节组成的，如果作业人员的注意不集中，或过分集中而不能及时转移，或注意分配不当等，都有可能导致行车事故发生。4．情绪每个人在生活中，都会碰上令人愉快或令人痛苦的事，而产生喜怒哀乐之情，这种喜怒哀乐的体验，一般心理学上叫做情绪。严格说来，情绪是指人们对客观事物所持态度产生的内心体验，是人对客观事物是否满足自身需要，或是否符合自己的愿望和观点而表现出来的肯定（满意、愉快、高兴等）或否定（不满、不快、憎恨等）的态度体验。情绪和情感状态有积极和消极之分，良好的情绪和情感是保证行车安全的充分必要条件；情绪不稳、心境不佳则是发生事故的重要原因。5．疲劳疲劳是人在连续工作一定时间后，体力和精力消耗超过正常限度所出现的生理心理机能衰退的现象。其表现是：（1）生理机能下降，如肌肉酸痛、身体困乏、头痛头晕、视觉模糊、呼吸急躁、心率加快、血压升高等。（2）心理机能下降，如注意力分散、感知觉失调、记忆和思维减退、反应迟缓等。高速铁路运输过程中，动车组运行速度高、噪声大，露天作业自然环境条件差，职工连续工作时间长，加之安全、正点要求高，使生产和管理人员心理压力大，耗费的身心能量多，极易产生疲劳。疲劳在生理上“不能再干下去”和心理上“不想再干下去”的综合影响，轻则使工作效率降低，重则因判断失误或操作不当而导致事故发生。例如，车站值班员因打瞌睡，造成列车机外停车；动车组司机睡岗，不看信号，造成列车冒进信号等都与疲劳有关。因此，研究和减轻疲劳，对保证高速铁路运输安全有着重要意义。在运输组织过程中工作人员不可避免地会出现疲劳，我们尽可能消除疲劳对高速铁路运输安全的影响。为此，我们应采取以下主要措施：（1）上班前必须充分休息，休班时间要合理安排。休息是消除疲劳的重要措施。（2）改善劳动条件和工作环境。创造一个良好的劳动环境，将有助于保障劳动者身心健康，提高工作效率。（3）制定高质量作业计划。高质量的作业计划可降低职工的劳动强度，避免疲劳。（4）强制克服疲劳。如果工作时间和劳动条件一时难以改变，则疲劳时必须增强自控力，靠意志来克服，并加强他控和互控。（5）设置监控设备。如在机车上装设自动停车、超速防护设备等，防止因司机睡岗而引发的事故。（二）个体心理特征与高速铁路安全管理个体心理特征是指在个体身上经常地、稳定地表现出来的特点，包括气质、性格、能力等心理特征。1．气质、性格气质是指人的心理过程在强度、速度、灵活性和稳定性等方面的心理动力特征。通常人们把人的气质分为胆汁质、多血质、黏液质和抑郁质四种典型类型。胆汁质的人精力充沛、思维敏捷、坦率刚直、办事果断、情绪反应快而强烈、易冲动、脾气暴躁、兴趣易产生但不持久，这类人在工作上表现为忽冷忽热，遇事不沉着、急性而粗心；多血质的人反应迅速、动作敏捷、活泼善谈、交际能力强，有较强的可塑性，容易接受新鲜事物和适应新环境，但注意力易转移，缺乏耐心、兴趣易变；黏液质的人善于克制自己、稳重安静、交际适度、反应迟缓、注意力稳定且不易转移，这类人能持久地工作、意志坚强、喜爱深思，但不够灵活、缺乏开拓精神；抑郁质的人感情细腻、观察力敏锐、多愁善感、富于想象、言行迟缓、胆小孤僻，这类人遇到困难时，常常表现出优柔寡断、束手无策。人的性格通常可分为内倾型和外倾型两种类型。内倾型的人心理活动倾向于内心，表现为沉静、孤僻、多思、反应缓慢、适应环境困难；外倾型的人心理活动倾向于外部世界，情感外露、开朗活泼、善于交际。气质和性格二者互相渗透、相互影响。气质和性格的外在表现都是围绕着“做什么”、“怎样做”展开的，因此，从事高速铁路运输生产人员的气质和性格与运输安全直接相关。良好的气质和性格是作业人员实现自控的心理保证。而气质较差、性格有缺陷的职工，因客观存在的心理障碍而导致自控能力较差的问题，会发生行车事故。例如：调车作业中盲目推进，接发列车时的主观臆测、盲目开放信号等，多是因作业人员急躁、武断、易冲动造成的。为了减少气质和性格对高速铁路运输安全的影响，在职工聘用和分配工作时尽可能考虑到员工的气质和性格特征，并定期进行检查，对不适宜岗位工作的职工应及时调整。同时通过经常性安全教育，培养良好的性格和其他心理特征。采取对事故责任者批评、惩罚，对防止事故的人表扬、奖励的方式，促使职工养成认真负责、重视安全的气质和性格特征。2．能力能力是完成某种活动所必需的并直接影响活动效率的身心发展基本品质，是个性心理重要特征之一。能力可分为一般能力和特殊能力：观察力、记忆力、注意力、思维力和想象力等属于一般能力范畴，它们适应于广泛的范围，为人们认识客观事物，掌握科学文化知识提供了智力保证；而色彩鉴别力、音响辨别力、图像识别力等均系特殊能力，只能在特定范围和条件下发生作用。例如：在列车技术作业过程中，动车所车辆检修人员通过锤敲耳听就能探测出车辆部件的故障或隐患所在，这就是一种特殊能力。高速铁路职工能力强弱直接关系到高速铁路运输安全，细心观察、牢靠记忆、沉着应变、敏捷思维、准确判断及清楚表达等能力是广大职工安全高效地完成生产任务的重要保证。反之，观察不细、记忆不好、判断不准、表达不清和反应迟缓等就会增加事故发生的可能性。（三）安全动机、激励与高速铁路安全管理1．安全动机动机是推动人积极地进行活动并达到一定目标的行为动力。安全动机有两个方面的含义：一方面是指保护自身不被伤害的动机；另一方面是指保护他人和产品、设备不被伤害的动机。前者是人类的本能行为，因为在一般情况下，人不可能做出有意伤害自身的行为，这种动机不需要激励和培养，而后者则需要激励和培养。一个人有多种多样的动机，各个动机由于强度不同，在一个人身上所占的地位和所起的作用也不尽相同，有的比较强烈而稳定，有的比较微弱而不稳定。那种强烈而稳定的动机叫做优势动机，其他动机叫做辅助动机。优势动机对一个人来说，
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