1、概述

中国高速铁路地震预警系统由高速铁路地震预警监测系统和车载地震紧急处置装置组成[1,2]，是实现高速铁路沿线地震实时监测和地震台网信息接入、进行综合分析处理后生成及传输并发布地震警报信息和紧急处置信息、通过车地联动的方式对列车采取紧急处置措施的系统。

高速铁路地震预警监测系统联调联试（简称地震联调联试）是通过对地震预警监控单元、铁路局集团公司中心系统及其与相关系统接口的功能以及整体性能的测试[3]。验证系统是否满足相关标准规定和设计要求，依据测试结果指导动态调试，为动态验收提供依据。

由于地震联调联试具有涉及多专业的特点，专业包括工务、供电、通信、信号、调度、信息、车辆、机务等，随着地震预警监测系统在全路推广并逐步投入使用，为减少试验工作对既有线路的影响、提高地震联调联试的试验效率，必须进行前提条件确认及风险管控，完善地震联调联试试验组织计划，对试验计划及组织方式进行深入分析研究。

2、前提条件确认及风险管控

地震联调联试主要分为前期工作、启动对接、现场测试、数据分析等几个阶段。在前期工作段阶段主要对测试大纲、实施方案、测试方案进行细化，特别是在测试方案中应结合待测线路具体情况编制地震联调联试试验总体计划及试验日计划，在完成测试方案的内审和外审后，协同铁路局集团公司相关单位配合开展试验工作；在启动对接阶段主要完成相关前提条件确认、人员组织安排、配合需求确认等工作；在现场测试阶段主要完成测试人员培训考核、测试设备调试、测试条件和测试环境确认、正式测试等工作；数据分析阶段主要完成测试记录归档、报告撰写等工作。针对各阶段的任务工作，结合地震联调联试跨专业特点，对每个阶段进行的试验组织和风险把控，是保障试验顺利且对其他既有线路不产生安全影响的关键[4,5]。

2.1 前提条件确认

结合新建南崇高铁（南宁—崇左）地震联调联试工作实际，充分说明开展地震联调联试前对前提条件确认的重要性及必要性，可为后续有组织开展试验、保证测试数据唯一真实可靠奠定基础。

(1）地震联调联试大纲批复。

高速铁路地震预警监测系统纳入联调联试大纲，且通过中国国际铁路集团有限公司（简称国铁集团）或相关主管单位批复；如果联调联试大纲中不含地震内容时，可由铁路局集团公司组织单独批复。

(2）静态验收完成。

铁路局集团公司中心系统和沿线现场监测设备静态验收合格，系统功能、故障模拟、设备冗余等自测结果满足静态验收和使用要求。并通过国铁集团静态验收评审，提供静态验收评审意见。

(3）系统设备信息。

铁路局集团公司中心系统、现场监测设备软件版本号应与设备厂家提供加盖单位公章的地震预警监测系统设备说明文件保持一致，同时，测试期间对整改后的问题要记录对应版本，且与设备说明文件中保持同步。

(4）系统设备状态。

按照建设单位和运营单位需求，根据地震预警监测系统实际情况对被测地震预警监测系统设备状态进行确认，特别是隔离功能的确认，在开展测试前需由铁路局集团公司组织设备供应商完成测试并形成记录。

(5) GSM-R、信号、牵引供电系统条件。

车载方式地震紧急处置铁路局集团公司中心系统GSM-R网络配置完成；GSM-R无线通信系统完成网络优化及系统测试，GSM-R、信号、牵引供电系统基本完成联调联试。

(6）测试动车组确认。

装有车载地震紧急处置装置的动车组主要运用在地震联调联试中的车地无线传输、系统测试和控车测试阶段，开展测试前需确认车载地震紧急装置设备状态，验证制动功能和隔离功能。

(7) PDP用户名和密码。

由铁路局集团公司相关部门配合提供PDP用户名和密码，保证每次开展地震联调联试时专号专用，保证其唯一性，联调联试结束后向铁路局集团公司相关部门申请注销。

(8）隔离功能正常。

前期测试阶段需在隔离条件下对系统进行功能及性能测试，为避免产生误触发的情况，需提前对隔离功能进行验证确认。

(9）铁路局集团公司中心系统条件。

当铁路局集团公司中心系统为新建工程时，通常与相关线路共同测试，在铁路局集团公司中心系统和现场监测设备均完成静态验收后，启动铁路局集团公司中心系统和沿线现场监测设备的联调联试，同步开展动态监测工作；当铁路局集团公司中心系统为已建时，其新建工程包括沿线现场监测设备和对应本线的前端预警服务器，可直接接入铁路局集团公司中心系统。在沿线现场监测设备和前端预警服务器等完成静态验收后，启动地震预警监测系统联调联试，开展动态检测工作。

2.2 风险点及管控措施

2.2.1 风险点

(1）时间同步系统。

在单台发波测试前，应组织铁路局集团公司相关单位对时间同步系统相对于UTC（世界标准时间）的时间准确度偏差进行确认，并基于该偏差对测试中与时间有关的各项指标进行评价，以保证测试的相对性和客观性。

(2）单台发波测试。

单台发波测试用以测试铁路局集团公司中心系统的基本功能、地震监测台站的地震事件判识和P波预警阈值报警功能、牵变接口触发和信号接口触发单元的紧急信息接收与处置功能。其风险点在于当沿线牵变接口、信号接口未置于隔离状态时，铁路局集团公司中心系统接收到模拟测试波形后下发处置信息，会导致列控系统、牵引供电系统动作。

(3）多台发波测试。

多台发波测试是在单台发波基础上测试多地震台站和前端预警服务器的多点地震事件判识，其风险点与单台发波测试一致，仍存在沿线监测设备在未隔离状态下收到处置信息，导致列控系统、牵引供电系统动作。

(4）车地无线传输测试。

车地无线传输测试用以测试铁路局集团公司中心系统通过GSM-R网络向车载地震装置下发紧急处置信息的功能及性能是否满足要求。其风险点主要在于车载方式处置所用PDP用户名、密码重复，存在处置到装有车载地震紧急装置的非试验动车组，使其临时限速。另外需要考虑GSM-R系统与车载地震紧急处置装置的适配风险，提前进行适配性测试，避免实车检测时信令不畅导致检测无法进行。

(5）系统测试。

系统测试用以测试在邻局接口、沿线监控单元、车载地震紧急处置装置隔离状态下，全系统功能及性能是否满足要求，为后续控车测试顺利开展提供基础。其风险点在于当上述被测对象未置于隔离状态时，会触发列控发红码、牵引变电所断电、测试动车组限速或紧急制动。

(6）信号、牵变接口验证及控车测试。

该阶段用以测试在实车实线实景条件下，根据发送模拟测试波形，分级对本线地震监测系统进行全功能验证。其风险点在于当本线隔离状态设置有误时，无法达到地震预警测试的目的，地震预警监测系统联调联试接口验证和控车测试示意见图1。

图1 地震预警监测系统联调联试接口验证和控车测试示意  

(7）邻局接口验证。

该阶段验证铁路局集团公司中心与相邻铁路局集团公司中心数据接收与处理功能是否满足要求。其风险点在于可能处置到邻局线路和局内线路的牵变接口和信号接口，导致列控系统、牵引供电系统动作。

2.2.2 管控措施

针对测试阶段存在的风险点，分析提出以下管控措施用以保证试验安全。

(1）单台和多台发波测试。

单台发波测试开始前，由铁路局集团公司组织设备厂家现场确认牵变接口、信号接口及邻局接口的隔离状态，测试组在得知牵变接口、信号接口及邻局已经隔离后，方可开始发波测试，测试期间不可操作隔离开关。

(2）车地无线传输测试。

向铁路局集团公司相关部门申请测试专用PDP用户名和密码，测试过程中应对输入的PDP用户密码重复确认，在测试结束后对PDP用户名和密码申请注销，上述过程均需保存记录，做到溯源可查。

(3）系统测试。

一是PDP用户名和密码的管控措施同（2）中一致；二是测试组需提前对装有车载地震紧急处置装置的试验动车组车载地震装置隔离开关进行隔离功能验证，确保车载地震紧急处置装置在隔离状态下收到紧急处置信息时，动车组不会临时限速或紧急制动；三是系统测试开始前，需确认牵变接口、信号接口及邻局接口的隔离状态，测试期间不得操作隔离开关。

(4）信号接口、牵变接口验证及控车测试。

该阶段管控措施在（3）的基础上，需要在当日控车测试结束后，对沿线牵变接口、信号接口、车载地震紧急装置恢复隔离状态，避免因人为误操作导致列控及牵引供电系统动作、测试动车组临时限速或紧急制动。

(5）邻局接口验证。

邻局中心系统通过邻局接口服务器传输地震阈值报警、P波预警、警报解除、误报解除等信息。该阶段由于需要对邻局进行模拟紧急处置信息的发送，为保证邻局管辖线路运行安全，对未投入使用地震预警监测系统的邻局线路，应在天窗测试期间确认局内线路的牵变接口、信号接口置于隔离状态，测试组选用可控处置范围内的模拟地震波形进行接口验证；对于已投入使用地震预警监测系统的邻局线路，由双方铁路局集团公司协同组织配合进行邻局接口验证，并选取可控范围的模拟地震波形对沿监控单元和车载地震装置进行功能验证；如果考虑后续车载地震装置推广使用情况，可对车载地震装置所在监测区域管辖的铁路局集团公司中心系统GPRS接口服务器进行硬件和软件隔离。

3、高速铁路地震预警监测系统联调联试

目前高速铁路地震预警监测系统已在南崇、京张、太焦、成渝等线路开展联调联试工作，为规范试验组织流程、确保试验安全顺利进行，在新建线和既有线分别开展地震联调联试；为保证后续线路地震联调联试高效安全有序开展，需对重要环境进行安全管理，高速铁路地震预警监测系统联调联试及动态检测规范操作、安全管理重要环节把控流程见图2。

图2 高速铁路地震预警监测系统联调联试及动态检测规范操作、安全管理重要环节把控流程

3.1 新建线

对于新建线开展地震联调联试，结合南崇高铁地震联调联试实际工作（除南宁站既有信号楼），可利用白天时间采用以下方式充分优化试验计划安排。

(1）明确每日试验工作量及试验需求。

明确当日测点数量及人员安排，由于测点分布在线路周边，距离指挥部较远，需充分考虑路程距离及由于天气或不稳定因素导致的时间延迟量[6]。

(2）充分确认试验工作开展的环境条件。

严格按照高速铁路地震预警监测系统联调联试、动态检测及运行试验大纲完成相关试验任务开展的环境条件确认。如出现设备无法取电、测试设备故障等突发问题应及时上报并按上级单位要求组织完成测试任务，如临时安排距离当前测点较近的人员或设备进行补充，同时做好相应测试记录。

(3）合理安排整体试验计划。

对于新建线地震联调联试任务安排，应合理把握时间节点[7]，考虑如车地无线传输、系统测试和控车测试过程中出现问题进行补测的时间轮廓，其中包括线路长度、列车运行速度等级、列控恢复时间、牵变恢复供电时间等，以确定当日试验列车运行单程数量及测试工况场景数量[8]。

在南崇高铁地震联调联试多台站测试过程中，测试组充分与铁路局集团公司相关专业部门组织确认试验条件、配合需求及注意事项；试验条件方面，通过铁路局集团公司组织监督确认，试验开始由施工单位组织设备供应商确认铁路局集团公司中心系统邻局接口服务器、台网接口服务器、GPRS接口服务器的隔离状态，以及南宁站既有信号楼、1#中继站、吴圩机场站、2#中继站、扶绥南站、3#中继站、4#中继站的地震信号接口隔离状态，平桩牵引变电所和碧计牵引变电所的地震牵变接口隔离状态；配合需求方面，为保证试验期间邻局行车组织不受测试影响，在试验期间拔除铁路局集团公司中心系统邻局接口、台网接口、GPRS接口服务器网线，以软件和硬件同时隔离的措施保证邻局行车组织安全运行；配合需求方面，要求实时观察测试数据，确保出现异常数据时及时停止测试并与铁路局集团公司配合单位对问题联动讨论，保证试验安全。

3.2 既有线

对于南崇高铁地震联调联试中南宁站既有信号楼测试，由于涉及既有线路列控管辖范围测试，可采用以下方式优化试验组织及试验计划，南崇高铁地震联调联试时间轴见图3。

(1）确定图定天窗。

根据试验期间铁路局集团公司公布的基本列车运行图文件，对接相关车务站段、调度所，掌握衔接车站和试验区段的既有线天窗时间。

图3 南崇高铁联调联试时间轴  

(2）确定天窗内地震试验可用时间。

对于南宁站既有信号楼地震联调联试测试，计划列车折返区间为南宁—吴圩机场，运行1个往返。期间对其他地震信号接口（1#中继站、吴圩机场站、2#中继站、扶绥南站、3#中继站、4#中继站）进行隔离，南宁站既有信号楼取消隔离；对于地震牵变接口，本线共涉及2个牵引变电所，分别为平桩、渠黎牵引变电所，为避免重复测试和提高工作效率，对上述2个牵引变电所进行隔离，减少列控恢复、牵变人工送电的时间，提高试验效率。

(3）提高组织效率及试验安全[9]。

由于控车测试需要协调多部门、多人员配合工作，在时间节点的传达及把控应严格按照铁路局集团公司发布的运行组织计划进行，确保列车第1个单程发车前40 min就位。同时，试验过程中应严格以安全试验为原则，遇到紧急情况应立刻中止试验，确保既有线路运行正常。

4、列控、牵变及车载控车范围非重合确定

南崇高铁地震联调联试中列控、牵变控车范围根据由中国铁路南宁局集团有限公司组织、由施工单位提供的地震预警监测系统联动范围说明进行确定，南崇高铁地震动峰值加速度≥0.1g，范围为K0+000～K59+714。现场监控单元设置见表1。 

表1 南崇高铁现场监控单元设置  

列控范围涵盖了本线地震监测范围，上下行列控区间两端分别由南宁站既有信号楼和渠旧南站管辖，共涵盖7个列控中心，南崇高铁地震信号列控中心及管辖范围见表2、牵引变电所及供电范围见表3。 

表2 南崇高铁地震信号列控中心及管辖范围  

南崇高铁地震联调联试车载控车范围根据基站基础数据提供，该线共新增设19套基站，引用2套既有基站（Nan Ning和Nan Hua），共计20套基站，南崇高铁地震预警监测系统通信基站信息见表4。  

表3 南崇高铁地震牵引变电所及供电范围  

表4 南崇高铁地震预警监测系统通信基站信息  

列控、牵变及车载控车范围的非重合确定需要检测单位与铁路局集团公司等相关施工单位联合开展，以确保工程质量及线路检测质量和效率。对于南崇高铁地震监测牵变控制范围，在K0+331—K3+846区段存在不能自动断电的问题，建议制定应急预案和管理办法。

5、问题及建议

(1）高速铁路地震预警监测系统联调联试中消耗较大精力的检测内容是涉及既有信号系统、既有牵引供电系统的接入测试，这些既有信号、牵引供电系统的接入通常涉及枢纽地区。

(2）为避免对既有信号系统和牵引供电系统正常运用的影响，进行涉及既有信号系统的信号接口触发监控单元信号接口测试和既有牵引供电系统的牵变接口触发监控单元牵变接口测试安排在夜间天窗点进行，需要做好安全卡控工作，安排专人盯防，费时费力。

铁路枢纽地区如北京南、北京西、北京北、南宁南、成都东站等，一般在线路尽头，枢纽地区半径一般不超过3 km，动车组运行到该区段已处在进站减速阶段，运行速度一般不超过80 km/h，布设在这些0.1g以上的枢纽地区部署信号接口触发监控单元和牵变接口触发监控单元发挥的功能不明显。

6、结束语

高速铁路地震预警监测系统涉及专业较多，需有序、合理地组织地震联调联试。在深入分析高速铁路地震预警监测系统联调联试风险点及管控措施的基础上，以试验安全为导向，梳理地震联调联试规范操作、安全管理重要环节流程，结合南崇高铁地震联调联试实际工作，从试验安排、试验组织等方面分别提出针对新建线和既有线路开展地震联调联试的优化方式，同时从列控、牵变和车载控车范围的非重合确定提出地震联调联试中针对枢纽附近监控单元布设的合理建议，以达到提高试验组织工作效率、巩固试验安全保障的目的。

参考文献:

[1]中国铁路总公司.高速铁路地震预警监测系统技术条件:Q/CR 633—2018[A].北京:中国体铁路总公司,2018.

[2]李系刚,王玉玮.高速铁路联调联试及运行试验组织管理标准化研究[J].铁道运输与经济,2022,44(3):99-105,118.

[3]卢春房,周黎,张志方.中国高速铁路地震预警系统的研究与试验[J].科技导报,2016,34(18):258-264.

[4]田园威.新建高速铁路联调联试及运行试验风险分析与对策探讨[J].铁道运输与经济,2022,44(8):110-114.

[5]魏亚辉,魏然,戎亚萍,等.高速铁路联调联试组织管理标准化研究[J].铁道运输与经济,2018,40(2):55-59,69.

[6]贾添淇.高速铁路联调联试组织管理优化研究[J].铁路技术创新,2022(6):8-12.

[7]孙爱中.高速铁路联调联试组织管理难点及解决方案[J].铁路技术创新,2021(3):15-20.

[8]袁敦磊.基于熵理论的高速铁路联调联试标准化管理体系研究[J].铁道运输与经济,2020,42(4):48-53.

[9]白鑫.高速铁路联调联试险兆事件安全管理方案设计[J].铁道运输与经济,2017,39(3):49-55.

基金资助:中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(J2021G015);

文章来源:王凯金,张杰,黄佳佳等.高速铁路地震预警监测系统联调联试优化研究[J].铁路技术创新,2023(06):55-61.