空天车地一体化重载铁路安全保障技术框架

高一凡， 王楠楠， 吴迪迪， 陈小英

(1. 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司，北京 100070； 2. 中国航天系统科学与工程研究院，北京 100044；3. 中车长春轨道客车股份有限公司，长春 130062)

高效运营与安全保障是轨道交通永恒的主题。长期以来，我国轨道交通的高效安全运行面临着多重的压力[1-3]，而重载铁路的快速发展更是使其在运营安全、运输效率、基础设备建设、维护等方面面临巨大挑战。

重载铁路日常维护包括每日人工巡查维护、天窗时间内维修、要点维修和大修等；各专业针对运营、安全、设备维护等进行各种检测、监测，产生了海量的、结构多样的数据。如何有效地采集、管理和应用这些数据，是重载铁路高效运营和管理的基础和关键[4-6]。

我国高速铁路装备的运营与安全保障系统主要有列控系统和铁路自然灾害及异物侵限监测系统。列控系统根据地面设备提供信号动态信息、线路参数、临时限速信息和动车组参数，按照目标距离连续速度控制模式监控列车运行，保证列车的运行安全[7-8]；自然灾害及异物侵限监测系统能对铁路沿线风、雨、雪、地震及异物侵限等状况进行实时监测、预警、报警，并对异物和地震进行联动安全控制等[9-11]。

现有关于列控信息和自然灾害信息的监测都是通过在地面布设传感器，然后将感知信息通过铁路专网或者公网传输到路网数据中心，数据中心进行数据处理和分析后，将预警信号发送给车辆段或者列车乘务员。该监测方式是对一个区域局部信息的感知和处理，难以实现大范围、全天候的实时监测，缺乏全局和宏观的决策能力[12-13]。……