近断裂带铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法

依托某跨越断裂带密集区域的长大干线铁路，提出1种通用性的铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法。首先，采用平均分布法建立台站分布模型，根据不同时期的保护对象并参考盲区半径指标，确定系统的初期和中期预警台站布设和预警方案；然后，估算理论上单台的预警监测能力，并根据历史地震数据验证不同预警方案下的系统预警监测能力；最后，评价不同预警方案的时效性，根据历史地震得到烈度-预警可用时间累积分布，确认区域预警效果。结果表明：该铁路平均台间距不应小于20 km；初期预警方案可监测到76.50%的历史地震，理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为23.18和12.19 s；中期3台、4台预警方案分别可监测到80.80%和78.54%的历史地震，3台方案理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为15.31和8.62 s,4台方案分别为13.79和8.47s；初期和中期方案的区域预警效果均满足工程运用。     

高速铁路地震监测预警系统与中国地震局台站联网预警(技术)研究

地震预警可在地震发生后、破坏性地震波到来前,提供数秒至数十秒的预警时间,以便在此期间采取相应应急处置措施,是保证高速铁路运行安全的有效手段。提出高速铁路地震监测预警系统与中国地震局地震台网互联互通进行联合预警的网络互联方案、数据信息共享方案,阐述在高速铁路地震预警监测系统中应用中国地震台网信息的作用。     

基于偏置伽马分布的高速铁路地震预警及紧急处置时延特性分析

通过对高速铁路地震预警及紧急处置时延特性进行分析,提出1种地震预警及紧急处置时延精确概率分布函数——偏置伽马分布模型。采用国内和日本天然地震记录数据作为输入对某高速铁路地震预警系统进行现场试验,利用试验数据验证了偏置伽马分布概率密度函数描述时延的偏置量及分布特征的有效性,表明地震预警时延和紧急处置时延服从偏置伽马分布。通过建立不同紧急处置路径和不同预警级别情况下时延的概率事件模型,采用偏置伽马分布模型分析高速铁路各级别地震预警与紧急处置总时延分布特征与规律,并进行综合比较与评价。结果表明:在Ⅱ级和Ⅲ级地震预警情况下,从首台站地震P波初至,到铁路局中心系统以GPRS方式向车载装置发送地震紧急处置信息,再到车载装置自动触发列车紧急制动,总时延在50%,70%和95%概率下分别为2.34,2.68和3.63s,证明我国高速铁路地震预警及紧急处置技术方案有效、可行。     

一种适用于高铁地震预警的多台定位算法

研究目的:我国是一个地震多发国家,防震减灾所面临的形势十分严峻。高速铁路地震预警监测系统的研发旨在结合我国高铁运行环境、快速、准确地为地震影响里程范围内的列车提供预警信息,实现震后列车的紧急处置,最大程度上降低地震对于高速铁路造成的危害。研究结论:(1)结合我国高速铁路地震监测台站布设环境,采用基于自适应滑动时窗的双摆相似性算法对各台站的触发事件进行判断,滑动时窗自适应地搜索固定时窗内两组地震数据相似性的最大值,有效避免了设备延迟对相似性判断的影响,当来自同一个台站的双摆相似性低于设定阈值时,判断为干扰触发事件,该触发台站不参与后续多台定位,可避免误触发对定位的影响;(2)当两个及以上的台站触发报警后采用顺序触发的Voronoi图进行地震快速定位,该方法不受速度模型的影响,仅根据台站的触发顺序就可直接进行地震初步定位,所需台站少、时效性高;(3)在初步定位的基础上,再利用双台子阵定位算法对地震事件进行精确定位,由于先后依次触发报警的两个台站地震到时差所确定的震中双曲线轨迹为无限延伸的曲线,在V图的限制下可以很大程度上缩小震中的分布区域,从而大幅减小定位算法的计算量,达到提升高铁地震预警时效性的要求;(4)本文算法应用于高速铁路地震预警监测系统多台站定位,可为震后列车紧急处置提供预警信息。     

基于虚拟化云技术的路局中心地震预警监测系统方案及联动研究

通过研究铁路地震预警监测系统现状和建设趋势,从资源共享、重复性建设、地震联动触发信号系统停车、牵引供电系统断电等多角度分析存在的问题,结合实际需求,提出铁路局中心系统采用虚拟化云技术的建设思路,并提出地震预警监测系统通过路局中心系统与信号RBC、牵引供电中心接口的联动触发策略。文中论述了采用虚拟化云技术搭建的地震预警监测铁路局中心系统功能、系统构成、硬件配置,从而解决各条铁路接入路局中心增加大量服务器等所带来的资源浪费严重、重复性建设等问题,为建设项目节省投资;阐述了通过路局中心系统与信号RBC、牵引供电中心接口的联动触发方案,为安全提供保障的同时尽可能节省建设投资和维护成本,更好地为铁路安全保驾护航。     

高速列车追踪接近预警系统

温州"7.23"特大高铁追尾事故暴露出我国高速列车避撞预警技术所存在的问题和不足。本文对比当前交通领域已有的避撞预警系统(航空交通预警和避撞系统TCAS/ADS-B、船舶自动识别系统AIS、列车避撞预警系统RCAS)的技术特点、定位方法、通信方法及预警逻辑,分析中国高速铁路列车追踪预警避撞系统的功能需求,提出一种适合我国高速铁路的追踪预警系统方案。     

高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法

基于高速铁路地震预警监测系统的结构和功能,提出1种高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法。该算法采用曲线拟合方法建立平面坐标系下高速铁路线路的曲线方程,基于地震动能量衰减方程建立平面坐标系下地震影响范围的圆曲线方程,联立2个方程并求解,得到2条曲线2个交点的坐标值;将坐标值转换为经纬度,再转换为公里标,得到地震对高速铁路线路的影响范围;再依据高速铁路预警地震紧急处置原则,生成高速铁路地震预警紧急处置信息。将该算法应用于高速铁路地震预警监测铁路局中心系统的测试和现场地震试验中,紧急处置信息生成时间的最大值均为40ms,平均值分别为18和27ms,可见其远远小于《高速铁路地震预警监测系统暂行技术条件》中对路局中心系统紧急处置时间100ms的要求,从而验证了该算法的合理性和有效性。     

铁路结构物在线监测系统

正中国铁路郑州局集团有限公司科研所研制开发的"铁路结构物在线监测系统"是人工干预最少的结构物在线监测平台,可实现数据采集、上传、分析、预警、评估等功能·该系统基于物联网和大数据技术,对桥梁、隧道、边坡、轨道板等结构物进行监测,可将长期监测到的数据完整地储存在云平台中,能够实现数据可视化,可实时掌握结构物的运行状态,为指定结构物的管养维护方案提供参考。该系统分为"铁路沉降自动化监测预警系统"、"测量机器人自动化监测系统"和"铁路结构物安全在线监测系统"。"铁路沉降自动化监测预警系统"主要对铁路设施沉降进行监测,利用静力水准仪作为主要监测手段。该系统针对结构物沉降设置了特定算法,专门服务于各类沉降监测。"测量机器人自动化监测系统"搭配变形监测终端,能够直接读取和控制主流测量     

一种适用于列车预警系统的GPS差分基站设计

列车紧跟踪预警系统作为一套实现列车运行状态监测及接近预警的保障系统,可以有效提高列车运行安全性.差分GPS作为该系统的重要定位手段,对于提高列车定位精度、保证安全预警逻辑实现有着十分重要的意义.通过分析GPS差分基站的原理及其功能需求,对GPS差分基站的布设方案、系统结构、软硬件设计做了详细的介绍.对在武汉—宜昌高速铁路沿线布设的多个GPS差分基站进行了系统测试,结果表明,使用伪距差分的车载GPS定位终端显著地提升了定位精度,GPS差分基站可以满足既定的功能需求.     

防灾安全监控系统中的大风监测与预警

全面监测各种自然灾害,如强风、大雪、地震、突发性灾害（塌方落石）、异物侵入等,对铁路安全行车十分重要。为此,对高速铁路防灾安全监控系统中的大风监测与预警的功能进行分析,介绍大风预警原理与方法,以提高我国的大风监测与预警能力。     

基于北斗三代的铁路监测预警系统设计

针对铁路安全隐患问题,提出将第三代北斗卫星导航系统（简称：北斗三代）高精度定位技术引入铁路监测预警,设计了基于北斗三代的铁路监测预警系统,该系统利用北斗高精度定位的原理实现位移数据高精度监测,同时具备实时传输和即时预警等功能。实践证明,该系统相对于基于GPS的监测预警系统具有明显优势,可见的卫星个数显著增加,水平精度提高20%以上,高程精度提高50%以上。同时通过不同基线长度下监测性能的对比,为合理布设基准站提供参考。     

高速铁路地震监控系统研究

高速铁路地震监控系统应结合我国国情和铁路自身特点,从地震信息识别与分析,地震报警与铁路列控系统、调度中心、车站等重要场所接口关系,地震报警与目前铁路防灾安全监控系统关系等方面进行研究。论述和分析地震监测信息采集和判识、地震报警阈值、地震监控系统与铁路防灾安全监控系统融合及信息共享等内容,提出开展共享国家地震监控网信息研究和高速铁路地震监控系统代理维护可行性研究的建议。     

基于信号精度分析的高速铁路沿线测震井地震动力反应研究

地震是对高速列车安全运营威胁最大的自然灾害之一。地震预警技术是当前减轻或避免地震对高速铁路危害的重要措施,日本、法国及中国相继建立了高速铁路地震预警系统。现阶段高速铁路地震预警系统测震井问题仍然突出。然而以往的研究很少有对测震井自身参数对监测精度的影响进行研究。随着运行速度的增加,将会对测震井的关键设计参数提出更加严格的标准,因此需要测震井关键设计参数开展系统研究。本文通过建立数值仿真分析模型,输入不同类型,不同强度的地震波研究测震井的动力特征以及对监测精度的影响。通过研究发现,地震波在传递至测震井时具有放大效应,综合不同工况的计算结果,提出了建议测震井尺寸。     

铁路地震预警监测系统设计思考及试验研究

为提升铁路地震预警监测系统的设计建设水平,从地震监测的原理出发,描述了我国铁路地震预警监测技术的发展现状;把握设计源头,对实际工程中遇到的一系列技术重点和难点进行了深入思考和分析;提出操作性较强的设计方法,并通过室内试验和天然地震响应测试加以验证。所总结出的经验和方法可为铁路地震预警监测系统的设计提供借鉴和参考,有助于保证设计的可靠性及合理性,从而达到优化设计方案的目的。     

高速铁路地震监测技术研究与紧急处置系统的构建

主要介绍我国高速铁路沿线地震危害现状,阐述高速铁路地震监测原理、监测点设置原则以及地震灾害紧急处置机制.提出中国高速铁路地震监测与紧急处置系统的构建方案,并给出分阶段建设的实施建议.     

高速铁路地震紧急自动处置系统的研究

对国外高速铁路地震紧急自动处置系统的现状和发展、以及我国列车速度提高后地震对高速铁路运营安全的危险性进行分析,研究地震紧急自动处置系统监测点设置与报警安全性的关系。高速铁路地震紧急自动处置系统由监控中心设备(设在运营调度中心内)、车站设备和地震监测点设备构成,给出了系统功能结构、应用系统体系结构和总体网络结构。根据我国高速铁路基础设施在典型地震波激励下的最大动力响应系数,建议我国高速铁路地震紧急自动处置的报警阈值为45 Gal;通过对各种报警方式进行比选分析,提出我国高速铁路地震紧急自动处置系统报警及列车运行控制采用牵引变电所控制模式,监测点设置间距20~30 km,并尽量将地震监测点设置在牵引变电所内,以降低建设投资。     

铁路大跨桥梁桥面线形监测预警系统的设计与应用

以世界第一大跨高速铁路混凝土拱桥-沪昆客专北盘江特大桥为研究背景,提出面向运营期间的桥面线形监测预警系统的设计方案,详细探讨该系统的布置方案、精度要求、系统供电以及运营安全评估预警等。为了验证监测数据的可靠性,将系统自动化监测数据与人工监测数据进行对比分析。对比分析及实际应用结果表明,该系统在监测成本、可靠性和适用性等方面具有明显优势,精度满足高速铁路桥梁沉降观测要求。     

高速铁路枢纽联络线设置与信号系统优化匹配研究

通过对开通客专线路方案与信号系统匹配方面存在的匹配问题进行梳理和分析,针对联络线设置与信号系统的匹配提出优化方案,明确边界条件。并对今后如何适应通道高速铁路、区域高铁连接线、城际铁路三层高速铁路网络的建设从4个方面提出建议意见。     

我国高速铁路地震预警技术的创新与思考

通过介绍国内外高速铁路地震预警技术现状,分析国内高速铁路地震预警技术需求,阐述国内高速铁路地震预警技术创新总体思路和最新研究进展,提出高速铁路地震预警技术创新下一步意见和建议。     

既有高速动车组车载地震紧急处置装置加装技术方案研究

随着我国高速铁路地震监测预警工作的推进,我国高速铁路地震监测预警系统的工程推广已提到议事日程。高速动车组加装车载地震紧急处置装置,能在地震发生时有效控制列车运行,确保行车安全,减轻地震次生灾害。在前期车载地震紧急处置装置研究的基础上,通过对我国既有高速动车组加装车载地震紧急处置装置的可行性分析,提出了既有高速动车组加装车载地震紧急处置装置的技术方案,为今后车载地震紧急处置装置在既有高速动车组上的工程推广提供了理论基础和技术支持。