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高速铁路防灾安全监控系统测试技术研究

文档作者：史宏王彤沈敬伟文档来源：中国铁道科学研究院电子计算技术研究所		点击数：	更新时间： 2021年07月12日
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高局逐速铁 路
防灾安全监控系统测试技术研究
史宏： 中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，副研究员，北京，1 00081
王彤：中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，副研究员，北京，1 00081
沈敬伟：中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，工程师，北京，1 00081
摘要：高速铁路防灾安全监控系统是保证铁
路列车安全、高效运行的技术支撑手段和重要
的基础装备之一，通过对高速铁路防灾安全监
控系统大风监测、雨量监测、雪深监测、异物
侵限监控、设备冗余、设备状态监测及辅助功
能的动态测试，验证系统是否达到设计文件及
相关技术文件的要求。根据测试结果，指导系
统优化调整。
关键词： 高速铁路；防灾安全监控； 系统测试
1 概述
高速铁路防灾安全监控系统是铁路的一个新系统，
伴随我国高速铁路飞速发展而产生，对危及列车运行安
全的自然灾害(风、雨、雪、地震)及异物侵限事件等
进行实时监测，采集、汇总各类监测设备的监测信息，
提供及时准确监测报警信息，并依据灾害严重程度采取
相应紧急处置措施，防止或减轻因灾害引发的损失，避
免次生灾害。
高速铁路防灾安全监控系统是保证高速铁路列车运
行安全的基础装备之一，属重要的行车设备。因此按照
铁道部工程建设管理相关规定，系统完成静态验收后，
正式上线运行前，需要进行系统的联调联试，以验证系
统功能是否满足设计要求。
CHINESERA~WAYS 2012／07 [ 息
日本新干线在正式运营前，都要进行设备检查和运
转训练，如北陆新干线、东北新干线的盛冈一八户段。
其中，设备检查分地上设备检查和综合设备检查。前者
相当于我国铁路目前的静态验收，后者则是采用实车确
认试验的方式进行。每条新干线的实车确认试验的内容
大致相同，只是由于线路的构造物的不同有所区别。
法国铁路公司(SNCF)在地中海高速新线通车前，
进行长达数个月的静态及动态系统测试。其中，采用高
速列车在线路进行的动态测试，主要检查各子系统间的
相互关系，以便在通车前尽可能找出所有的危险因素，
加以改正，以确保系统通车后的运营安全。
2 我国高速铁路防灾安全监控系统测试
2．1 系统构成
高速铁路防灾安全监控系统由现场监测设备、监
控单元、监控数据处理设备、监控终端及传输网络构成
(见图I)。其中风、雨、雪、地震现场监测设备由风
速计、雨量计、雪深计、强震仪等传感器组成，异物侵
限现场监测设备由双电网传感器和轨旁控制器组成，具
一61．

(2)雨量监测子系统测试。主要包括雨量实时监
测、小时雨量模拟报警及限速提示、El降雨量模拟报警
及限速提示、连续雨量模拟报警及限速提示功能测试。
(3)雪深监测子系统测试。主要包括雪深实时监
测、雪深模拟报警及限速提示功能测试。
(4)异物侵限监控子系统测试。主要包括异物侵
限实时监测、报警、上行临时行车、下行临时行车、调
度恢复、远程试验、与列控系统接口功能测试。
(5)系统冗余功能测试测试。主要包括数据库服
务器双机冗余、应用服务器双机冗余、存储设备磁盘冗
余、核心网络设备双机冗余、监控单元主控模块双机冗
余、监控单元UPS电源双机冗余功能测试。
(6)系统设备状态监测功能测试。主要包括现场
传感器(风速风向计、雨量计、雪深计、双电缆传感
器)联通状态监测、监控单元设备状态监测、监控数据
处理设备状态监测功能测试。
2．4．2 测试比侈4
防灾安全监控系统现场测试采用抽测的方式，其中
大风监测点抽测比例不低于监测点总数的30％，雨量监
测点抽测比例不低于监测点总数的30％，雪深监测点抽
测比例不低于监测点总数的30％，地震监测点抽测比例
不低于监测点总数的30％，异物侵限监测点抽测比例不
低于监测点总数的10％。
3 测试方法
高速铁路防灾安全监控系统现场测试工作针对上述
测试内容的不同特点，设计了不同的测试方法。联调联
试工作针对硬件设备、软件功能、大风实时监测采用了
不同的测试方法。
3．1 硬件冗余测试方法
主要针对系统冗余功能测试，系统的数据库服务
器、应用服务器、核心网络设备、监控单元主控模块等
主要设备均配置为双机，采用容错性测试方法。
方法一：关闭负载运行的一台设备，观察系统运行
是否正常，随后将该机重新开启；对另一台设备进行同
样操作，测试系统运行是否正常。通过上述方法测试单
台设备故障是否影响系统正常运行，并记录系统切换时
间延时。
方法二：断开负载运行的一台设备的网络，观察系
CHINESE RA／1．WAYS 2012／07
统运行是否正常，随后将该机网络恢复；对另一台设备
进行同样操作，测试系统运行是否正常，通过上述方法
测试单台设备网络故障是否影响系统正常运行，并记录
系统切换时间延时。
3．2 软件功能测试方法
主要针对大风监测、雨量监测、异物侵限监控、监
控数据处理设备和监控单元状态监测、现场监测设备联
通状态监测及与列控系统接口功能测试，采用黑盒测试
法。由于在现场测试过程中，无法获得满足报警条件的
大风和降雨的自然条件，因此采用模拟测试方法，预先
设定模拟大风、降雨、落物报警数据，将实际运行结果
与预期结果相比较，验证系统软件功能是否满足设计要
求。
3．3 大风实时监测性能测试方法
测试人员B在监控单元利用气象数据发生器输入一
组连续变化的大风模拟数据，测试人员A录制调度所监
控终端大风监测数据变化过程，利用视频管理软件对录
制图像进行分析，计算系统显示不同风速值的时间间
隔，验证风速监测显示频率及风速数据的准确性是否满
足设计要求。
3．4 雪深监测测试方法
测试人员在现场雪深计下放人不同厚度的物体模拟
降雪深度，另一组测试人员观察监控终端该监测点雪深
监测数据变化情况，验证雪深监测、报警及限速提示功
能是否满足设计要求。
3．5 测试工具
为进行系统软件功能测试，研制开发了气象数据
发生器(TKY—SE—QX01)，采用ARM系列嵌入式低耗
能主板，预装中文版WinCE 5．0，7英寸TFT真彩液晶触
摸屏，内置GPRS模块，1个RS一422／485接口，1个USB
接口，1个RJ45接口，内置锂电池可连续工作时间8 h以
上，工作温度一10—50℃。
气象数据发生器(TKY—SE—QXO1)每年都要送中
国计量科学研究院进行测试和校准，内容为发送数据时
间间隔、误码率、静电放电抗扰度等项目。
目前针对不同系统设备厂家分别建立大风模拟测试
数据4套、雨量模拟测试数据4套，已在长吉、昌九、京
沪等多条高速铁路防灾安全监控系统测试中应用，效果
良好。
一63．

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