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智能重载列车运行背后的气象智慧

来源:中国气象报   发布时间:2019年10月28日08:40

  中国气象报通讯员 芦倩

  10月16日,国家能源集团神朔铁路智能驾驶“3+0”万吨重载列车正式开行,标志着我国重载铁路发展迈入了智能化新阶段。神朔铁路是国家一级干线电气化重载铁路,全长270公里,是我国西煤东运第二条大通道的组成部分。

  从大量外输原煤到出产石化产品,列车安全、快速地运行,是神朔铁路工作的重中之重。受恶劣天气影响,神朔铁路在过去曾发生两次大面积“冻车”,数次因长时间大雾、低温天气而封路,不仅影响运营正常秩序,而且威胁铁路设备的安全运行。

  为此,陕西省神木市气象局与神朔铁路运行管理部门合作建立神朔铁路气象监测预警服务系统。“这次合作,就是为了建立铁路运输气象信息采集、预测分析与发布机制,并以此为基础,建立统一协调、反应灵敏、运转高效的灾害性天气应对机制,以便铁路部门提前采取预防措施,最大限度减少气象灾害对交通运输的不利影响。”神木市气象局局长姬升说。

  综合监测网保障能源“动脉”

  神木高质量发展能源化工业,对气象科技支撑的需求与日俱增。因此,神木市气象局在神朔铁路沿线建设综合气象监测网,包括监测设备和显示终端等,同时依靠现有的大气电场仪、雷电声光报警器、实景监测设备、实时数据显示屏、多媒体预警显示终端等设备。

  雷电天气是铁路安全运行的一大威胁,在综合气象监测网建立之后,神朔铁路沿线的雷暴活动也难逃监测网的捕捉,雷电预报预警准确率得以提升——在雷电来临之前,可探测远处天空云层间或云层与大地之间的放电,提前10至30分钟发出雷电预警信息,通过声光报警的方式来提醒工作人员,提前采取措施来降低风险。

  与此同时,将实景监测设备接入神朔铁路各工段原有安防监测设备,实时监测天气现象,为综合气象监测这张大网又增添了许多双“眼睛”。通过显示屏实时滚动播放各个站点实况数据,巡线人员、维修人员方便实时查看铁路沿线各类气象要素实况。多媒体预警显示终端第一时间接收气象部门发布的天气预报、气象灾害预警信号及防御措施、雨情实况信息、气候监测与评价等内容。

  预警系统为智能列车“导航”

  “铁路规划、建设、安全运行与天气气候密切相关。神朔铁路气象监测预警服务系统的建设,根据铁路安全生产实际、气象灾害的特点和防御重点,建立铁路气象灾害风险规避机制,全面提高铁路部门应对突发气象灾害的防御能力。”神朔铁路运输部总工程师黄鹏说。

  神朔铁路气象监测预警服务系统,由陕西省、市、县三级气象部门联合开发,基于神朔铁路气象监测数据、精细化气象预报产品、气象预警信息等内容,对沿线监测数据实时显示与报警,实现恶劣气象条件预报预警产品的快速发布。

  该系统汇集神朔铁路50至100公里范围内的所有气象监测站、大气电场仪和视频实景监控数据,实时显示并设定阈值,对超过阈值的要素自动报警,实现铁路沿线监测实况与报警的功能。

  在预报方面,系统以智能网格预报产品为基础,生成铁路沿线两侧5公里范围内、间隔1小时的天气现象、云量、气温、风向风速、降水、能见度等铁路沿线精细化预报。根据影响铁路运行的不同灾种,进行灾害等级设定,经过至少1年的时间积累与部门间信息共享融合,逐步构建完善铁路气象预警指标,完成灾害性天气预报预警与措施反馈。

  值得一提的是,在铁路沿线四要素监测站中增加了地温监测,通过沿线气温、地温与铁轨温度建模,结合智能网格预报对铁轨温度进行预测,将胀轨风险降到最低。

  有了气象要素数据、预报预警指标、灾害影响分析以及铁轨温度预报相融合的气象服务产品,列车安全运行更加有保障——列车运行途中根据线路和气象条件,包括前方线路有无障碍物以及风雪雷电等数据和情景模式,进行自动探测,确保安全运行。

  基于手机App的现场服务

  铁路管理人员和巡线人员时常要到现场,在非工作网络环境中工作,神朔铁路气象监测预警服务系统又如何随之“移动”到现场呢?

  为了随时随地实时获取气象信息,现场反馈服务效果或防御措施,气象部门配套开发了集铁路沿线监测实况与报警、铁路沿线精细化预报、灾害性天气预报预警与措施反馈、铁轨温度预报系统为一体的手机App。

  与服务平台不同的是,手机App利用GPRS卫星定位技术,首要获取的是基于用户当前位置的实况监测数据,可查询历史任意时刻数据,接收大风、高温、低温、雨量、雷电等精细化预报预警信息,尤其是对于户外的巡查、维护等工作十分便捷。

  有新的预警信息或气象服务产品发送时,App以声音、通知等方式主动推送,提醒用户查看,并及时采取防御避害措施。检修人员可通过App以文字、图像、视频等格式实时上传巡查时遇到的灾情、险情信息,便于指挥中心、调度中心决策部署。

  “以前每到秋冬季节,起雾和结冰对列车运行有非常大的影响,经常有近半的列车发行受阻。现在列车智能系统有了气象部门的精细服务支持,行驶、调度更加科学,安全性也提高了不少。”神朔铁路智能载重列车驾驶员岳慧旺说。

  (来源:《中国气象报》2019年10月28日三版 责任编辑:张林)

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