深度｜贵广高铁脱轨事故系泥石流侵入导致 铁路异物如何预警监测？

↑图为贵广高铁脱轨事故现场

红星新闻记者丨陈怡帆 潘俊文 实习生丨李龙靓 杨芸

实习编辑 朱洁英

昨日，贵广高铁脱轨事故初步调查结果公布。国家铁路局副局长安路生回应关于贵广高铁脱轨事故情况表示，通过初步调查分析，事故主要是由于当地连续降雨并短时强降雨，列车高速运行中撞上了突发的泥石流，导致发生脱轨。事故发生后，铁路部门立即开展了安全大检查，目前正在对重点地区、重点线路开展安全隐患全面排查。并且，重点对隧道口等重点地段加强巡查。同时也进一步完善预警机制，加强自然灾害预警监测。

随着高速铁路路网规模的不断扩大，如何对高铁沿线环境的异物侵限和滑坡、泥石流等自然灾害进行监测和安全预警至关重要，红星新闻记者发现，目前无硬性要求高铁线路全面安装异物侵限监测设施，难以实现全天候条件下零漏报、低误报的要求，但是可以采用人工巡查、视频监控等方式防范铁路异物侵线。

异物侵袭：

塌方、塑料等属侵限异物

可导致列车晚点或经济损失

一般而言，塌方、滑坡等地质灾害，塑料布薄膜、氢气球等生活垃圾，车辆、建筑垃圾等都属于铁路侵限异物。

据界面新闻报道，2020年3月，受连日降雨影响，从济南开往广州的T179次客运列车撞上塌方体，在湖南境内侧翻，事故造成1人死亡、127人受伤。

除人员伤亡，异物侵袭也多次导致列车晚点，造成经济损失。

据新京报，2018年8月12日，一块被大风刮起的临建民房的彩钢板击中京沪高铁G40次列车，致部分列车晚点6小时以上，北京南站13日和14日共有46趟到发列车停运。另据北京铁路，2021年5月1日，京广高铁定州市境内因大风吹扬地膜，导致接触网故障，北京西站5月1日始发16趟列车、2日始发8趟列车停运。

异物侵限问题事关道路交通安全。随着高速铁路路网规模的不断扩大，如何对高铁沿线环境的异物侵限和滑坡、泥石流等自然灾害进行监测和安全预警备受关注，有关部门曾发文要求企业施工方重视。

2020年7月9日，国家铁路局联合多部委印发《铁路安全生产专项整治三年行动计划实施方案》（下称“方案”）。《方案》提出，需集中整治的问题中，包括铁路沿线轻飘物及危树整治、铁路线路安全保护区内违法行为整治、铁路两侧安全保护范围内违法行为等内容。

此外，交通运输部曾要求各铁路运输企业建立系统的灾害监测系统。该部门颁发的《高速铁路安全防护管理办法》第二十九条指出，铁路运输企业应当根据沿线的自然灾害、地质条件、线路环境等情况，建立必要的灾害监测系统。

2021年12月29日，国家铁路局发布《铁道行业工程建设标准（2021年第8批）》提到，灾害监测系统的监测对象包括风、雨、雪、地震、上跨铁路的道路桥梁落物的异物侵限。这意味着，异物侵限是灾害监测系统中重要组成部分。

公开资料显示，异物侵限监控技术手段有多种信号采集方式和监控报警模式，均通过搜集监控对象信息分析，从而进行预警。以非接触式监控为例，通过监测受灾地表的变形数据来预警。

监测预警：

单一监测手段都有局限性

无法实现全天候的准确监测

北京交通大学机械与电子控制工程学院教授郭保青在“铁路异物侵限监测技术”的相关领域颇有研究。郭保青称，铁路线路安全防范主要分为两类，一类为周界入侵监测，重点防范人或动物侵入铁路，另一类为异物入侵监测，主要监测除了人和动物以外的异物入侵。现在的异物入侵防护主要采用硬防护，例如防护网、防护栏等。而针对一些即时发生的地质灾害，例如滑坡、泥石流等，绝大部分仍是通过工程防护，例如进行工程加固，部分地点安装有监控摄像头，但一般没有自动分析功能。

郭保青告诉红星新闻，目前铁路领域的异物侵限监测设施主要是安装于上跨高速铁路的道路桥梁处（以下简称“公跨铁桥”），用来防止公跨铁桥上的落物侵入铁路路线。

公跨铁桥的异物侵限监测，一方面是依靠所谓的“硬防护”，比如类似防护网、防护栏之类的设施，另一方面可以通过双电网来防护，如果有异物落入电网，后者就会短路，从而达到预警的效果。

但据郭保青表示，除了公跨铁桥处，铁路路线的其他路段并无硬性规定一定要装备相关监测系统，所以实际中尚未系统性安装异物侵限监测设施。

国家铁路局自2020年2月1日起施行的《高速铁路安全防护设计规范》要求，高速铁路应设置异物侵限监测系统。异物侵限系统监测对象应包括上跨高速铁路的道路桥梁的落物，根据需要可包括山体滑坡、泥石流、危岩落石等。

↑论文《铁路异物侵限监控技术方案及监控系统危险因素分析研究》中对铁路异物侵限技术的分类

红星新闻记者注意到，目前市面上已有多家科技公司推出了有关异物侵限监测系统的产品方案，这些方案多运用自动化异物监测方法，如视频监测法、振动光纤监测法、毫米波或激光雷达监测法等。

不过，郭保青坦言，国内目前没有全线装备类似自动化监测异物侵限的铁路线路，“可能有个别地方在做试点，比如说在某个隧道口，但没有全面铺开”。

此外，现有的单一监测手段都有其局限性，达不到控车的标准，如振动光纤在大风情况下可能会产生误报，视频监控在夜间可能无法看清，毫米波雷达对于静止目标监测的效果不好，目前没有单一的技术手段能够实现全天候条件下的准确监测。

郭保青表示，在铁路领域，对于此类系统有着严苛的安全要求，其终极目标是零漏报、零误报，“我国高铁里程有4万公里，如果监测系统存在误报可能性，哪怕是万分之一的误报率，也可能影响全国铁路的正常运行。因此限制了自动化监测异物侵限技术的普及”。

界面新闻此前报道显示，京张高铁作为中国第一条智能高铁，也没有完全实现异物入侵自动报警。据其采访的京张高铁设计师解释，“户外的情况太复杂，偶然因素多，误报率很高。目前的技术仍然无法保证可靠性，所以没有实际应用。京张高铁位于地势比较平坦的华北地区，对于处于山区地带的高铁，自动预警的可靠性将会更低。”

安全防范：

人工巡查+视频监控预防

边坡自带一定的防灾作用

在日常运行中，该如何防范异物侵线而导致的铁路安全事故？事实上，目前可以采用人工巡查、视频监控等方式防范铁路异物侵线。

位于津山铁路线上的丁庄隧道，曾于10年前因泥石流侵线，发生了货车被拦截事件。之后该隧道所属铁路部门为应对每年的汛期，逐渐加强防护措施。

据北京铁路局2020年发文介绍，当地从入汛前到汛期结束，每日安排人员巡查隧道、山体、排水系统，如遇恶劣天气，会对隧道口两端进行24小时不间断看守；在隧道口加装全时监控摄像头，值班人员通过监控可以第一时间发现险情并组织处理；安装雨量监测系统，当降雨量达到规定程度，安排人员上线巡视。

交通运输部自2020年7月1日起施行的《高速铁路安全防护管理办法》第二十七条规定，铁路运输企业应当在高速铁路桥梁、隧道、重要设备设施处所和路基重要区段等重点部位配备、安装监控系统。

据界面新闻报道，目前对于铁路沿线安全的监测主要通过人工巡查和视频监控，人工巡查不能保证每时每刻观察到所有路段，视频监控虽然可以24小时监控，但无法自动报警，所以需要人工二次识别判断。

此外，铁路沿线的边坡防护工程也在不断优化。一般而言，在铁路路基由路基本体、路基防护和加固建筑物等组成。其中，边坡防护是保证路基安全稳定的重要部分。

根据铁路路基设计相关规范，路基防护包含路基边坡防护、风沙及雪害地段平面防护、路基保温防护等。其中规定，边坡防护在设计时应当结合边坡的岩土性质、地质构造、气候环境等因素，采用相应的防护措施。

比如，当铁路通过山体一侧时，为了防止山上落石突然掉落影响铁路的正常运行，所以要在一侧山体上加装边坡防护网，这样可以有效的控制山体落石的滚落，同时稳定山体，防止山体滑坡对铁路的破坏。

一名多年铁路建设经验人士表示，边坡自身承载了一定的防灾作用，设计时根据规范和实际地堪情况而有所不同。现在任何工程都是经过设计院初步规划，再汇同业主、施工单位会审，最终三方认同后再设计出蓝图，正式施工就以蓝图为施工依据。

对于边坡的稳定性监测，其表示，此前主要通过铁路上巡线员的经验判断，现在靠先进的设备测量，但是否需要在边坡上装相关监测设备，“这个决定取自于设计院前期的线路堪探，他会根据地堪来判断该工程是否需要安装监测系统。”

由于目前单一技术手段难以实现全天候条件下零漏报、低误报的监测需求，对于异物侵限系统的未来发展，郭保青告诉红星新闻，从整体技术发展趋势来看，多传感器融合监测可能是未来的趋势。“多传感器融合目前成本相对较高，但是随着技术的发展，成本也会越来越低。”

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