[发明专利]高速铁路雨量信息采集和预警方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及高速铁路环境灾害预警的技术领域，具体而言涉及一种高速铁路雨量信息采集和预警方法与系统。

背景技术

列车在高速运行过程中，需要判断线路前方是否正在下暴雨或有积雨路段等环境灾害，以便采取降低车速或者其它措施保障列车的行驶安全。此外，铁路管理部门也希望能够时刻监控线路的雨量现状，获取铁路线路的实时安全信息，根据线路具体情况，对行驶在存在环境风险线路的列车发出预警信息，合理的控制列车的运行速度，防范于未然。

目前，日本、德国和法国这些高速铁路发展较早的国家根据自身特点建立了防灾体系，日本主要致力于对地震灾害的预测与防灾体系建设，德国和法国主要致力于对横风和降雨的防灾体系建设。

外高速铁路防灾系统的建设都采用中心控制的模式，通常高速铁路线路跨度较大，出于对数据通信和工程造价方面的考虑，外建立的防灾系统大都针对线路的一些特定地点或者路段的环境监测，暴露出当前的高速铁路防灾系统虽结构复杂，但是无法进行全线监测，监测精度低的缺点。同时，现有的防灾系统只是对雨量安全数据的观测和采集，然后通过直接与国外的环境风险阈值对比的方法控制列车的行驶速度，没有建立相应的线路降雨安全评估和预测体系，带有一定的主观性。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速铁路雨量信息采集和预警方法，旨在实现对高速铁路沿线的雨量信息进行采集和分析，实现提前预警，提高高速铁路的行车安全性。

本发明的另一目的在于，提供一种高速铁路雨量信息采集和预警系统。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明的第一方面提出一种高速铁路雨量信息采集和预警方法，包括以下步骤：

在高速铁路沿线布置雨量信息采集装置，获取其所在位置的雨量信息即雨量强度信息，并以电流信号的形式传输至一电流信号/数值信号转换装置；

电流信号/数值信号转换装置接收前述电流信号，并将前述雨量强度转换为相应的雨量强度数值信号；

动态生成雨量灾害风险的参考阈值，即根据前述雨量信息采集装置所在位置的历史雨量灾害发生情况数据和当前的雨量强度数值信号进行比对，确定当前所在线路地区的雨量灾害参考阈值；

判断前述雨量信息采集装置当前采集的雨量强度数值信号即雨量强度信息是否超出所生成的参考阈值区间，如果超过则启动预警程序，否则重复前述步骤；

在预警启动后，获取雨量信息采集装置所在的空间坐标信息，以对受影响的线路地区进行地理位置定位；

定位成功后，启动控车模式，控制在该段线路地区所行驶列车的速度；

判断列车速度是否得到控制，如果得到控制则结束预警并将本次预警的雨量强度信息以及参考阈值存入历史数据库，否则返回前述步骤重新进入预警程序。

进一步地，前述方法更加包含以下步骤：

预先存储每一个所述雨量信息采集装置所获取的雨量强度数值信号以及所确定的当前所在线路地区的雨量灾害参考阈值，形成历史数据库。

进一步地，前述方法中，在所述的控车模式下，控制在该段线路地区所行驶列车的速度，其实现包括：

根据不同等级的雨量灾害区间，控制使列车的车速降至预设的区间。

进一步地，前述方法中，在所述的控车模式下，控制在该段线路地区所行驶列车的速度，其实现包括：

1)连续雨量为达100—120mm/h，则控制使列车运行速度在200km/h之内，为1级的蓝色预警；

2)雨量强度为120mm—140mm/h，则控制使列车运行速度在160km/h之内，为2级的黄色预警；

3)雨量强度达到140mm/h，则控制使列车运行速度在60km/h之内，为3级的橙色预警。

进一步地，前述方法的动态生成雨量灾害风险的参考阈值，其具体实现包括：

以前述历史雨量灾害发生情况数据为基础，采用聚类算法得到雨量强度信息-雨量灾害参考阈值的等级区间分布；

以雨量信息采集装置所在位置当前的雨量强度信息进行判断，确定其所属的等级区间；以及

以其所属的等级区间的雨量灾害参考阈值作为当前的雨量强度情况判断的参考阈值。

进一步地，前述方法更加包含以下步骤：

在启动预警程序后，还通过无线通讯方式发送雨量灾害评估信息以及高速铁路应急措施信息，实现与车站上位机终端、列车驾驶室终端以及乘客手机终端的通信。