2.2高速铁路防灾安全监控系统的主要用户及需求

根据高速铁路、客运专线管理体制的需要，系统的用户类型主要有：一是高速铁路客运专线设备管理和安全管理部门的工作人员，二是运营调度中心及调度所的值班工作人员，三是的值班人员。他们对于系统的需求主要有：进行灾害的监测、灾害的报警、灾害的传输、灾害的分析以及灾害的处理等。

1．高速铁路、客运专线的设备管理部门和安全管理部门的工作人员需要防灾安全监控系统提供以下信息：

（1）报警管理：包括报警的类型进行分类，并且将报警信息进行存档，为系统研究提供数据支持。

（2）预警管理：通过对于各种信息的获取、分析和处理，发现可能对于列车安全运行造成的威胁，提前给出警示，并能够及时提供分析结果。

（3）综合信息查询：灾害监测信息、灾害事物处理查询、统计和报表输出、灾害报警预警信息和监测设备运行状态。

（4） 综合分析和决策支持：利用往日积累的灾害数据信息和数据处理结果，提供各种各样的灾害走形趋势，故障规律和风险预测等，从而提供安全运行政策。

2. 运营调度中心及调度所的值班工作人员需要防灾安全监控系统提供以下信息：

（1）灾害事物处理报告：记录对于设备故障和灾害的处理方式以及处理结果。

（2）自动报警：监控系统能够以动态视频或者声音等各种形式发出警报，并且能够辨别灾害的类别以及灾害发生的时间和地点。

（3）设备故障信息查询：监测各个设备的运行情况，并且记录设备的故障信息。

3. 值班人员

（1）灾害事物处理报告：记录对于设备故障和灾害的处理方式以及处理结果。

（2）自动报警：监控系统能够以动态视频或者声音等各种形式发出警报，并且能够辨别灾害的类别以及灾害发生的时间和地点。

（3）设备故障信息查询：监测各个设备的运行情况，并且记录设备的故障信息[9]。

2.3高速铁路防灾安全监控系统的总体结构

高速铁路防灾安全监控系统主要由现场设备层、站点层、中心处理层和应用终端层组成，具体见图2-1。

现场设备层主要包括风量雨量监测计、现场监控箱、落物防护网等。这些设备主要设置于铁路沿线地段，用于采集现场实时信息，并将信息传输到站机。站机层主要由监测站机、网络交换机和沿线GSM-R基站设置的落物继电器组成，站机是采用的双机热备方式。站机通过RS422串行通信接口进行信息的采集，包括风量雨量以及泥石流灾害量等相关信息。同时，通过中继设备采集物体下落等监测点信息。站机层把现场监测设备收集到的监测消息，依照规定的方式上传。与此同时，站机层还会接受来自中心处理层服务器所下达的各种调度命令，将信息传达到对应的监测点，接通相应的节点促使继电器吸起或者落下。在站机层上设有与列控中心通信的接口，当发生落物报警时，通过接口将信息上报给列控中心，从而由列控中心给出行车信息。

中心处理层主要由应用服务器、数据库服务器、网络交换机等组成。应用服务器的主要任务是收集各个监测点所监测到的各种监测信息，而且进行逻辑处理，将分析获得的成果传递到应用终端层。其中逻辑判断主要是根据系统已经存储的各种数据信息以及标准来判断当前是信息，确定其灾害预报等级、各设备的工作状态以及通信是否畅通无阻。与此同时，应用服务器还会接受来自上层下发的命令，进行相应的判断，并且将指令发送到相对应的站点。中心处理层与应用终端层通过新组建的局域网进行连接，采用TCP/IP协议传输数据，与站点层的连接采用广域网进行连接，带宽设定为2M，采用TCP/IP协议传输数据[10]。