《交通安全技术》PPT课件.ppt

交通安全工程TrafficsafetyEngineering,第四章交通安全技术,目前，为了解决交通安全问题，交通运输部门采取了各种安全方法和手段。这些方法和手段中，基本上遵循了以下措施的实施步骤：1、从设计入手，达到从根本上先保证安全的目的。2、在交通运行的过程中，加强对移动设备、固定设备、环境等的状态以及运输对象实时监控的交通安全监控和检测技术。3、基于维护、维修的移动设备和固定设备的安全检测与诊断技术。4、紧急救援技术。,4.1交通安全技术概述,一、交通安全设计的基本原则二、交通安全设计的基本手段三、预防事故的交通安全设计技术四、避免和减少事故损失的安全设计技术,4.2交通安全设计,一、交通安全设计的基本原则安全技术可以划分为预防事故发生的安全技术及防止或减轻事故损失的安全技术，这是事故预防和应急措施在技术上的保证。交通项目的设计、设备、工艺过程是否安全，可从以下六个方面加以考虑。1、防止人失误的能力2、对人失误后果的控制能力3、防止故障传递的能力4、失误或故障导致事故的难易5、承受能量释放的能力6、防止能量蓄集的能力,4.2交通安全设计,二、交通安全设计的基本手段为使交通系统符合上述基本原则，人们提出了许多种实施交通安全设计的基本手段。具有普遍性的基本手段从以下3个方面考虑：生产设备的事故防止对策防止能量逆流于人体的措施消除和预防危险及有害因素这些手段对交通安全设计具有指导意义。,4.2交通安全设计,1、生产设备的事故防止对策:这是由日本学者北川彻三提出的，包括以下21项内容：,4.2交通安全设计,（1）围板、栅栏、护罩；（2）隔离；（3）遥控；（4）自动化；（5）安全装置；（6）紧急停止；（7）夹具；（8）非手动装置；（9）双手操作；（10）断路；（11）绝缘；,（12）接地；（13）增加强度；（14）遮光；（15）改造；（16）加固；（17）变更；（18）劳保用品；（19）标志；（20）换气；（21）照明。,2、防止能量逆流于人体的措施由美国人哈登根据能量转移论的观点提出：（1）限制能量；（2）用较安全的能源代替危险性大的能源；（3）防止能量积聚；（4）控制能量释放；（5）延缓能量释放；（6）开辟能量释放渠道；（7）在能源上设置屏障；（8）在人、物与能源之间设置屏障；（9）在人与物之间设置屏障；（10）提高防护标准；（11）改善工作条件和环境，防止损失扩大；（12）修复和恢复。,4.2交通安全设计,3、消除和预防危险、有害因素的基本原则针对设备和环境中的各种危险、有害因素的特点，在消除和预防危险、有害因素时，应坚持以下基本原则。（1）消除（2）减弱（3）屏蔽和隔离（4）设置薄弱环节（5）联锁（6）防止接近（7）加强（8）时间防护（9）距离防护（10）取代操作人员（11）传递警告和禁止信息,4.2交通安全设计,三、预防事故的交通安全设计技术通过设计来消除和控制各种危险，防止所设计的系统在研制、生产、使用中发生导致人员伤亡和设备损坏的各种意外事故，是事故预防的最佳手段。为满足规定的安全要求，可以采用不同的安全设计方法。主要的安全设计方法有以下几种：,4.2交通安全设计,1、控制能量对于任何事故，其后果的严重程度与事故中所涉及的能量的大小与类型紧密相关，因为事故中涉及的能量绝大多数情况下就是系统所具有的能量，因而用控制能量的方法，可以从根本上保证系统的安全性。,4.2交通安全设计,2、危险最小化设计通过设计消除危险或使危险最小化，是避免事故发生，确保系统安全的最有效的方法。而本质安全技术则是其中最理想的方法。所谓本质安全技术，是指不是从外部采取附加的安全装置和设备，而是依靠自身的安全设计，进行本质方面的改善，即使发生故障或误操作，设备和系统仍能保证安全。在设计中，使系统达到本质安全是很难的，但可以通过设计使系统发生事故的风险尽可能地最小化，或降低到可接受的水平。为达到这一目标，设计系统时应从以下两个方面采取措施：通过设计消除危险；降低危险严重性。,4.2交通安全设计,3、隔离隔离是采用物理分离、护板和栅栏等将已识别的危险同人员和设备隔开，以防止危险或将危险降低到最低水平，并控制危险的影响。隔离是最常用的一种安全技术措施。预防事故发生的隔离措施包括分离和屏蔽两种。前者指空间上的分离，后者指应用物理的屏蔽措施进行隔离，它比空间上的分离更加可靠，因而最为常见。,4.2交通安全设计,4、闭锁、锁定和联锁闭锁、锁定和联锁是另一类最常用的安全技术措施。它们的安全功能是防止不相容事件发生或事件在错误的时间发生或以错误的次序发生。（1）闭锁：指防止某事件发生或防止人、物等进入危险区域，如油罐车上的闭锁装置，可防止在车体未接地的情况下向车内加注易燃液体。（2）锁定：锁定则是指保持某事件或状态，或避免人、物脱离安全区域。例如停车后在车轮前后放置石块等物体，可防止车辆意外移动而引发事故。（3）联锁：联锁装置主要应用于电气系统中，主要目的是保证在特定的情况下某事件不发生。如铁路编组站电气集中及联锁设备。,4.2交通安全设计,5、故障-安全设计在系统、设备的一部分发生故障或失效的情况下，在一定时间内也能保证安全的技术措施称为故障-安全设计。故障-安全设计确保故障不会影响系统的安全，或使系统处于不会伤害人员或损坏设备的工作状态。按系统、设备在其中一部分发生故障后所处的状态，故障-安全设计分为3种类型：（1）故障-安全工作设计。保证在采取矫正措施前，设备、系统正常地发挥其功能，这是最理想的工作方式。（2）故障-安全积极设计。故障发生后，保持系统以一种安全形式带有能量，直至采取矫正措施。（3）故障-安全消极设计。当系统发生故障时，使系统停止工作，并将能量降低到最低值，直至采取矫正措施。,4.2交通安全设计,6、故障最小化故障-安全设计在有些情况下并非总是最佳选择，如它可能会过于频繁地中断系统的运行，这对系统的运行是相当不利的，特别是对于需要连续运行的系统更是如此。因此，在故障-安全不可行的情况下，可采用故障最小化方法。故障最小化方法主要有降低故障率和实施安全监控两种形式。,4.2交通安全设计,（1）降低故障率降低故障率是可靠性工程中用于延长元件和整个系统的期望寿命或故障间隔时间的一种技术。降低了可能导致事故的故障的发生率，就会减少事故发生的可能性，起到预防和控制事故的作用，即以提高可靠性的方法提高系统的安全性。降低故障率通常有以下6种方案。,4.2交通安全设计,安全系数概率设计：采用强度与应力分布模型开展机械结构的概率设计降额：降额是使元器件以承受低于其额定的应力方式使用。实现降额的方法有两种，一种是降低元器件的工作应力；另一种是提高元器件的强度，即选用更高强度的元器件。冗余：冗余可分为并联冗余、备用冗余、表决冗余、串联冗余等。筛选：排除绝大部分劣质元件，也可以剔除那些虽然通过了一般检查，但显示出使用寿命偏短的元件。定期更换：在元件故障率升高之前，即在“浴盆曲线”接近右侧盆壁之前，及时更换元件以保持元件的低故障率。,4.2交通安全设计,（2）安全监控利用安全监控系统对某些参数进行监测，保证这些选取的参数达不到导致意外事件的危险水平，也是一种使系统故障最小化的方法。安全监控方法可以指出系统是否正常运行，是否产生了不希望的输出，或某参数是否已超过了特定的阈值等等。通常情况下，安全监控系统往往也与警告、联锁或其它安全技术措施相结合，使操作者能够及时、正确地采取适当的措施。典型的安全监控系统通常包括4个功能，即检测、量度、判断和响应。检测和量度功能由检知部分来实现，因此典型的安全监控系统由检知、判断和响应三大部分组成。,4.2交通安全设计,7、告警告警通常用于向有关人员通告危险、设备问题和其它值得注意的状态，以便使有关人员采取纠正措施，避免事故发生。告警可按人的感觉方式分为：视觉告警、听觉告警、嗅觉告警、触觉告警和味觉告警等。,4.2交通安全设计,（1）视觉告警眼睛是人们感知外界的主要器官，视觉告警是最广泛应用的警告方式。视觉告警主要有：亮度、颜色、信号灯、小旗和飘带、标志、书面告警等告警方法。亮度。为使人能集中注意力于危险区域，将存在危险之处高于没有危险之处，如对有障碍物处的照明可以减少人或车辆误入此区域的可能性。,4.2交通安全设计,颜色。通过明亮、鲜明或明暗交替的颜色，引起人们的注意，发出告警信息，如环卫工人身穿桔红色的反光背心，使机动车辆易于发现与识别。安全色分为红、蓝、黄、绿四种颜色。红色表示禁止、停止、消防和危险的意思。黄色表示提醒人们注意，需警告人们注意的器件、设备及环境，均应涂以黄色的标记，如各种警告标志、道路交通标志和标线、楼梯的第一级和最后一级的踏步前沿、防护栏杆等。蓝色表示指令，要求人们必须遵守的规定，如指令标志、交通指示标志等。绿色表示给人们提供允许、安全的信息。可以通行或安全的指示涂以绿色标记，如表示通行、安全信号旗等。,4.2交通安全设计,对比色有黑、白两种颜色对比色是使安全色更加醒目的反衬色。黑色为黄色安全色的对比色，白色则为红、绿、蓝安全色的对比色。黑、白两色也可互为对比色。黑色用于安全标志的文字、图形符号、警告标志的几何图形和公共信息标志。白色则作为安全标志中红、绿、蓝三色的背景色，也可用于安全标志的文字和图形符号及安全通道、道路标志标线及铁路站台上的安全线等。红色与白色相间隔的条纹，比单独使用红色更加醒目，表示禁止通行、禁止跨越的意思，用于公路交通等方面所用的防护栏杆及隔离墩。黄色与黑色相间隔的条纹，比单独使用黄色更为醒目，表示特别注意的意思，用于各种机械在工作或移动时容易碰撞的部位。蓝色与白色相间隔的条纹，比单独使用蓝色更为醒目，表示指示方向，用于交通的指导性导向标志等。,4.2交通安全设计,信号灯。着色的信号灯是一种指示危险存在的常用方法。一般情况下，信号灯所用的颜色及所指的意义是：红色表示存在危险、紧急情况、故障、错误和中断等；黄色表示接近危险、临界状态、注意和缓行等；绿色表示良好状态、继续进行、准备好的状态、功能正常和在规定的参数限度内；白色表示系统可用或系统在运行中。闪动的灯光可用于引起人们的注意或指示紧急事件，效果比固定灯光更好。,4.2交通安全设计,小旗和飘带。飘带用于提醒、注意，如汽车超宽时在两边均系有飘带，提醒对面司机的注意；小旗则用于表示危险状态，如在开关上挂上小旗，表示正在修理或因其他原因不能合开关，爆破作业时挂上红旗以防止人员进入等。标记。在设备上或有危险的地方可以贴上标记以示警告，如指出高压危险，功率限制，负荷、速度或温度限制等，提醒人们危险因素的存在或需要穿戴防护用品等。,4.2交通安全设计,标志。利用事先规定了含义的符号表示警告危险因素的存在或应采取的措施。国标GB2894-1996安全标志规定，安全标志由安全色、几何图形和图形符号构成，分为四种：禁止标志，基本型式为带斜杠的圆边框，图形背景为白色，圆环和斜杠为红色，图形符号为黑色。警告标志，提醒人们对周围环境引起注意，基本型式为正三角形边框，图形背景为黄色，三角形的边框及图形符号均为黑色。指令标志，是强制人们必须做出某种动作或采用防范措施的一种图形标志。基本型式是圆形边框，图形背景为蓝色，图形符号为白色。提示标志，是向人们提供某种信息的一种图形标志。基本型式是正方形边框，图形背景为绿色，图形符号及文字为白色。,4.2交通安全设计,书面告警。在操作、维修规程，指令、手册、说明书及检查表中写进警告及注意事项，警告人们存在着危险因素，特别需要注意的事项及应采取的行动，必须使用的防护设备、服装或工具等；而且任何需要引起操作、使用者关注的危险都必须予以提及。,4.2交通安全设计,（2）听觉告警在某些情况下，仅依靠视觉告警不足以引起人们的注意，而且尽管一个明亮的视觉信号能在很远看到，但在规定范围内，听觉信号效果会更好。听觉信号还可以用来提醒人们注意视觉信号，并通过视觉信号掌握更详尽的信息。一般在下列情况下，应用听觉信号较为合适的情况：所传递的信息简短、简单、需要及时做出反应时。视觉告警方式受到限制时，如光线的变化，操作者目视范围受限或对操作人员还有其他目视要求等。信号十分重要，需要多种告警信号相结合时，如消防报警装置。需要提醒有关人员注意进一步的信息时。习惯于采用听觉信号的场合。进行必要的声音通讯时。,4.2交通安全设计,四、避免和减少事故损失的安全设计技术包括隔离、个体防护、逃逸、救生和营救措施等。,4.2交通安全设计,一、概述二、对交通设施设备运行状态的监控与检测技术三、对环境状态的监控与检测技术四、对人员的监控与检测技术,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,一、概述基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术是建立在先进的技术手段基础上的。交通安全监控与检测的内容包括与交通相关的所有方面，可分为交通设施设备、交通环境、人员等。因每种交通运输方式有其特殊性，安全监控与检测的具体技术存在一定的差异，但总体功能是相似的。由于交通运输系统的组成要素处于动态变化的过程中，为了安全预防和避免事故，应加强对影响安全的各种因素的实时监控和检测。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,二、对交通设施设备运行状态的监控与检测技术交通运输设施设备包括固定和移动两种。对固定和移动设施设备进行监控的目的是随时掌握设施设备的运行状态，及时发现运行中可能出现的影响交通安全的因素，为排除这些影响因素提供依据。这是实现本质安全的手段。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,1、列车检测列车位置的实时精确检测，对于确定在系统范围内的安全通路和速度是极为重要的。它也同时与导轨活动环节如道岔进行联锁，并与辅助系统如平交道口系统接通。目前的列车检测方法包括使用各种各样的轨道电路、非轨道电路。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,2、列车超速防护列车速度控制方式随自动化程度的不同，在特征上有一定的差异，但基本原理是相同的，即对实际列车速度和最大安全速度进行安全-故障比较，当出现超速时，要实施安全制动。自动列车防护系统（ATP）是进行列车超速防护的有效手段。列车的速度越高，超速防护越要自动化。列车可以人工驾驶，但如果操纵者超过自动列车防护系统的速度限制，则ATP系统施行制动，使速度处于极限之下或使列车完全停车。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,3、车辆探测系统地面安全系统监控列车条件，并将警告信号传送到当地或中央控制设备。这些地面安全系统应与车载监控器相互补充，持续不断地监测走行部分、车辆轴承以及制动器等项目。车辆探测系统包括轴箱发热探测器、车轮发热探测器、脱轨或拖挂设备检测器以及限界检查器。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（1）轴箱发热探测器轴箱发热探测器是地面热传感装置，它检测车轴轴承发热情况。一个过热的车轴轴承可能迅速损坏，而车轴的断裂可以导致脱轨。当车辆通过探测器时，轴箱发热探测器测量由轴承发射的红外线辐射热，并与同一列车的相邻轴承进行比较。如果记录到一个读数高，由探测系统向列车及监控中心发出信号，给出怀疑发热轴箱的位置，及时对发热轴承进行检查。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（2）热轮探测器热轮探测器类似于轴箱发热探测器，与轴箱发热探测器的区别在于热轮探测器的热敏传感器是指向车轮踏面而不是车轴轴承。热轮探测器用于检测抱闸踏面制动。如果检测到抱闸制动，列车乘务员应请求列车停车，并在报闸车辆上松开制动器。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（3）脱轨/拖挂设备检测器脱轨或拖挂设备检测器用在桥梁、隧道等处，用来检验车辆仍在钢轨上，以及设备仍完整无损。（4）临界限界检查器临界限界检查器常用在主要固定设备，如桥梁或隧道入口的前面，以检验装备或碴石没有超出正前方固定设备围砌的限界之外。这些检查器典型地使用在货运铁路上。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,三、对环境状态的监控与检测技术例如火灾探测报警、消防、自然灾害监控与报警、道口报警与防护等,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（一）火灾探测报警系统火灾探测报警系统通常安装在各种港站（如空港、铁路车站、公路车站、码头等）内和运输工具（如船舶、铁路列车、汽车、航空器等）上。目的是随时对火灾发生的可能进行检测和报警，避免火灾的发生。火灾报警系统主要分为火灾报警中央装置和火灾探测器二大部分。探测器监视周围环境的情况，并将信号传输给中央装置。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（二）消防系统消防系统是与火灾探测报警系统同时设置的。在火灾探测报警系统探测到火灾隐患后，就要启动消防系统，达到灭火的目的。随消防技术的发展，灭火系统也在不断发展，最常见的有水灭火系统、自动喷水灭火系统、二氧化碳灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统等。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,1、水灭火系统水是天然灭火剂。水的灭火作用主要有以下4个方面。（1）冷却作用（2）窒息作用（3）乳化作用（4）对可燃物质的稀释作用,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,2、自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统是以水作为灭火剂，有闭式系统和开式系统两种。在客轮、货船、油船等的起居处所和服务处所，一般使用闭式系统。而在严重危险区域，如海洋平台的工艺区，液化气船的甲板等，一旦火灾发生后蔓延相当快的区域，通常使用开式系统。自动喷水灭火系统的管网中平时通过压力水柜保持一定的压力。当火灾发生时，喷头开始喷水，压力水柜内的压力下降。当压力水柜内的压力下降到某一设定值，压力水柜中的压力继电器自动启动淡水泵向管网中供水。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,3、二氧化碳灭火系统二氧化碳灭火系统的主要功能是通过其灭火设备向保护区域施放一定量的二氧化碳灭火剂，从而减少保护区域内空气中的含氧量，使燃烧达不到所必需的氧浓度。实验表明，当空气中二氧化碳的含量达到30%-50%时，能使一般可燃物质的燃烧逐渐窒息。当空气中的二氧化碳含量达到44%时，能抑制汽油蒸汽及其他易燃气体的爆炸。二氧化碳作为灭火剂，与水相比具有不沾污物品，没有水渍损失和不导电等特点，所以二氧化碳灭火系统被广泛地使用。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,4、泡沫灭火系统泡沫适用于扑灭油类火灾，即包括可燃液体或可燃固体的火灾。早期的泡沫是通过化学反应来产生，目前大部分已被机械泡沫所代替。不论什么型号的泡沫浓缩液，都要同水按一定的比例进行混合，通常取3%或6%的比例。与水混合的泡沫混合液在水压作用下进人泡沫枪、沧沫炮或其他发泡设备。在这些设备内，泡沫混合液产生紊流且吸入空气，这样空气与泡沫混合液在发泡设备内产生充满空气泡的泡沫，喷射在燃烧液体表面的泡沫，形成一个连续的泡沫层，通过物理作用来完成灭火工作。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,5、干粉灭火系统干粉的相对密度比较大，在气流的作用下能覆盖到火上不致被气流冲散。使用干粉灭火时，粉雾与火焰相混合，可以降低残存火焰对燃烧物表面的热辐射。干粉主要灭火作用为化学抑制作用，干粉灭火剂的基料在火焰的高温作用下将会发生一系列分解反应，这些反应一般都是吸热反应，可吸收火焰的部分热量。这些分解反应产生的一些不活性气体如二氧化碳、水蒸汽等，对区域内的氧气浓度具有稀释作用。磷酸铵盐等化合物还具有导致碳化的作用，它附着于着火固体表面的，可碳化，碳化层是热的不良导体，可使燃烧过程暂时变得缓慢，使火焰的温度降低。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,固定式干粉灭火系统主要分两种类型：手动干粉灭火系统自动干粉灭火系统。不论何种系统，在设备起动后的动作步骤均大致相同。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（三）自然灾害监控与报警系统雨、雪、风、地震、气流、落石等自然灾害对交通安全产生很大的影响。通过建立自然灾害监控与报警系统，能随时、全面掌握气象情报和预测雨、雪、风的防灾信息以及对地震及泥石流等进行事前检测预报。由于地震、暴雨和强风等自然灾害对铁路线路、公路线路以及运行的铁路列车、汽车、航空器、船舶造成破坏、颠覆等重大事故，所以是环境监控的重要方面，得到重视。下面以日本铁路为例，介绍对地震、暴雨的监控与报警技术。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,1、地震预测与报警系统日本是地震多发国家，日本铁路早在上世纪60年代就在铁道沿线设置地震的早期报警装置，至今旧线和新干线沿线约有400多台装置在使用中。原有地震警报装置的主要功能是显示超过基准加速度的地震警报以及地震后的最大加速度。1992年东海道新干线引入了新型的地震预测报警系统（UrEDAS），与老一代警报系统相比，新系统以设置点为中心，可以对相当广泛区域发出地震警报。该系统的基本原理是能够在地震的主动横波（S波）到达之前早期检测到地震初期微动的纵波（P波），在立即判定地震和规模的同时，判断对于铁道的影响，从而发出必要的警报。在S波到达之前就能使列车减速，从而提高运行列车的安全性。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,2、暴雨、泥石流预测及报警系统由暴雨引起的泥石流对铁路、公路路基构成严重的危害。泥石流的监视系统的基础是监测发生泥石流的基准雨量，以既往经验的小时最大雨量和2小时最大雨量设定发生泥石流的安全限界（基准雨量）。短期降雨量预测可利用气象局公布的“降水短期预报值”（GPV数据）。预测精度取决于降雨预测精度及泥石流发生安全限界雨量的精度。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,3、风向、风速、风力监视装置风速监视装置是保护供电线路和防止强风颠复列车的重要设备。为提高风速监视功能的可靠性，东海道新干线在强风多发地区新开发设置了17处风向风速监视装置。该风向风速监视装置的主要组成部分为：风向风速计；变换器；风向风速送信机；风速风向信号接受机；记录仪。风向风速监视装置的主要特征其功能包括：风速数字表示功能；风向风速计机械故障的检查功能；风向监视功能。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,桥梁上风力测定与预报装置,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,4、隧道气流测定与报警装置通过气流测定与报警装置，将隧道内的气流方向和强度通知给调度，以便从隧道出口采取针对性的救援措施，把新鲜空气贯入隧道。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,隧道气流测定与报警装置,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,5、落石自动报警系统落石是威胁山区铁路、公路交通线路安全的一种常见自然灾害。由于落石具有突发性和随机性等特点，很难做到防患于未然。目前一般的方法是采用工程措施来防止落石的发生和对交通线路造成的危害。但对于那些施工困难、投资过高或落石一旦发生则会导致严重后果的地段，行之有效的技术途径是采用落石自动报警系统和交通线路防护装置相结合的方法。落石自动报警系统能及时检测出对交通线路有危险的障碍，及时报答并通知铁路列车或公路车辆不要进入或阻止进入危险区段，防止灾害的发生，确保交通安全。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,落石自动报警系统作为一种自动报警防灾装置，是保证交通安全的设备，因此对系统的安全度要求很高，设备的可靠性至关重要。另外，不允许有漏报和误报发生，必须达到报警准确。落石自动报警系统应具有三个功能：（1）是对落石进行检测；（2）能够自动报警；（3）可以进行防护。只有这三者有机地结合在一起，才能起到防灾的作用，达到防灾的目的。为了满足以上各项要求，落石自动报警系统至少应由三部分构成：（1）落石检测装置-检知网；（2）中间连接设备-主控制箱；（3）报警防护装置-铁路车站、工区报警器和列车防护设备，公路报警及防护设备。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,铁路落石自动报警系统示意图,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,在落石自动报答系统中，为了准确检测出落石对铁路造成的危害，检知网起着重要作用。正常情况下，检知网通电，当落石砸断导线时，利用它就可以检测出已发生落石的信息。为了提高检测效率，检知网有很多种形式。主要有以下四种：（1）单独检知线式（2）检知网与金属网并用式（3）尼龙绳编织网和检知网并用式（4）铁丝网框架张拉式,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,（四）道口报警和防护系统平交道口是铁路和公路相交叉、交通事故的多发的地点。引起平交道口事故的主要原因是列车司机发现障碍物到能够施行制动的距离往往不足200m。采用道口障碍物检测装置对平交道口进行早期检测和发送警报信号，以便列车及时施行紧急制动、停车，这样可基本上避免由于汽车司机不熟练而陷入道口轨道或发动机故障所引起与列车的冲突事故。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,常用的道口检测装置有：（1）红外线或激光方式的障碍物检测装置（2）在道口路面下埋设线圈的检测装置（3）使用超声波的全天候障碍物检测方式,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,四、对人员的监控与检测技术这里指的人员，是对交通安全产生直接影响的人员，包括提供服务者、被服务者及其他。一些人员的行为与交通密切相关时，应加强对其行为状态的监控与检测，这是保证交通安全的一个重要内容。提供服务人员的行为，可通过交通行业相关的作业标准、规范等约束，并采用一定的设备，监控提供服务人员的工作状态。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,对被服务人员的监控与检测，主要是在客运场站内、运输工具上进行，需要一定的监控和检测设备完成。主要采用红外线、超声波检测，电视监控等设备。如：对旅客、行李、货物等进行检查的安全检查系统，该系统的主要功能是防止将易燃、易爆、危险品带到场站内，带上运输工具，防止无关人员进入场站内和登上运输工具。,4.3基于预防和事故避免的交通安全监控与检测技术,一、概述二、无损检测技术三、铁路钢轨探伤车及轨道检测车范例,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,一、概述（一）交通工具维护与维修技术的发展在20世纪60年代之后，随着以可靠性为中心的维护和维修理论的出现，维护与维修技术的范围已经由原来的拆卸检查、零部件翻修，扩展到对整个交通设备的性能和系统进行监控和检查。在防止交通事故的前提下，尽量减少部件的拆装检查，维修技术的重点也转移到检查和监控技术上来。比较有代表性的技术有：无损检验技术、机（车）载维修系统、发动机监测。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,1、无损检验技术无损检验是指利用声、光、热、电磁等物理效应在不影响工作性能的情况下检查工件的表面和内部缺陷，方法有：（1）目视光学检查（2）磁力探伤（3）射线探伤（4）超声探伤（5）涡流探伤：物体在电场中产生涡流现象无损检验的方法还在不断发展，在维护与维修中应用得越来越广。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,2、机（车）载维修系统随着电子技术的发展，在交通运输工具上安装了机（车）载维修系统，它可以在交通工具运行中发现、检测、记录故障，并可以对一些故障进行分析，使维修的水平大幅度提高。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,3、发动机监测发动机是交通工具的心脏，它高速运转不能间歇。发动机的故障多数导致交通事故发生，对发动机运行和故障的监测能有效预防发动机故障的发生。发动机监测是近年来维修技术中取得最大进展的领域之一，尤其是对航空器发动机的检测上，得到广泛的应用。发动机检测主要包括的内容有：发动机状态监测系统、发动机油料监测系统。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（二）维护与维修技术的发展趋势随着计算机技术、通信技术、现代化管理的发展，交通工具维护与维修随之有很大的变化。随着新技术、新材料、新工艺的应用和新系统、新设计、新产品的出现，对交通工具的维护与维修发生了革命性的变化。1、设计、制造和维修的一体化，将使维护与维修工作向快速化、集中化发展。2、信息和通信科学的发展使得信息收集和分析可以不间断地进行，对信息的处理也能及时得出结论。3、维修向综合化、智能化发展，实行对交通工具在整个系统内的计算机监控和管理。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,二、无损检测技术无损伤检测技术是在不损害被检测对象原有状态的条件下，检测出被检测对象内部存在的缺欠的技术。例如，雷达检测技术、超声波检测技术、瞬态瑞雷面波频谱无损检测技术、瞬态冲击频谱分析技术、激光检测技术、射线检测技术等。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（一）雷达检测技术雷达检测技术实质上是一种特高频电磁波发射与接收技术。雷达是一种宽带、高频电磁波，频率自激产生，穿透能力很强，具有入射、反射、折射与衰变等传播特点。人们正是利用这些特点，为工程质量监控服务，达到无损、快速、高精度的检测要求。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（二）超声波检测技术超声波检测技术早在20世纪70年代就得到了较快发展。超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波。波速法是超声波检测路基路面的最基本的方法。所谓波速法，即指用波在路基路面材料中行进的速度来检测其力学性能的一种方法。波的行进速度与该种材料的软硬度即强度有着密切关系，而强度又与它的密实度、弹性模量以及泊松比有关。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,超声波发射、接收示意图,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（三）瞬态瑞雷面波频谱无损检测技术常用于测量路面结构各分层介层的刚度、强度、基层、垫层压实度，评价复合地基承载力以及诊断各种病害体（如下沉、裂缝、缺陷、脱空等）。基本做法是，在层状路面结构的表面上用一个力锤施加瞬时的垂直冲击，产生一组以振源为中心具有各种频率成份并沿地表一定深度向四周传播的瑞雷面波，通过调整力锤重量或不同的锤头可以获得含有各种频率成份的瑞雷面波信号，通过频域的互谱分析和相干分析技术，可以达到测试不同深度分层介质力学参数的目的，实现路面质量无损检测。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,检测系统原理图,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（四）瞬态冲击频谱分析技术瞬态冲击频谱分析法测定路基压实度的原理和技术关键，是运用S-G水滞频段，使用一个装有力和加速度传感器的锤，以恒等高度自由落下，给路基一个瞬态冲击，或者说给路基一个恒定的冲击能量。路基土密实程度不同，对这个振动冲击能量的吸收也不同。路基土越密实，上体吸收的能量就越少，反射回去的能量就越多，传感器检测到的冲击响应信号就越大；反之，当路基土越松散，土体吸收的能量就越多，反射回去的能量就越少，传感器检测到冲击响应信号就越小。这个检测到的力和加速度响应信号，通过放大、滤波、峰值采样、A/D转换、信号分析和处理，得到路基土的压实度测量值。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（五）激光检测技术激光具有特高的亮度、激光具有极高的方向性或极小的光点、激光具有很好的相干性与衍射性、激光具有根高的光强、激光具有很高的测微精度、激光具有很高的时间分辨率、激光具有全息反映能力等特征。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,第一类是激光衍射原理。这类技术是利用了激光遇狭缝发生衍射的原理，可根据亮条或暗条的数目来确定缝的宽狭，即可得到实际的弯沉位移变形大小。第二类是光电转化原理。激光光强愈强，则光能愈大，而光能愈大，则说明光电流愈强。如果用一个光电转化器，将光能转换成电能，当激光光强发生变化时，光电流也随之发生变化。当事先做好光电流-位移变形标定线后，即可根据光电流的变化反算弯沉位移的变化量多少。第三类是光时差原理。由于激光能反映极短的时间差，可利用激光所走路程的时间差来反求实际长度，这个办法对测量路面结构纹理的短小深度以及平整性能比较有效。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（六）射线检测技术射线是同位素或核子散发的一种无形的能束。同位素中的某些元素所散发的能束，与土壤的密度与水份有着十分密切的关系，并具有十分明显的规律性，射线检测技术就是利用了某些同位素的这种特性。射线检测技术用于土壤密实度与含水量测定，一般归纳为四种结构类型：1、散射插入型，即将射线源安置在一根特制的金属管里，将土基钻孔并插入其中，靠射线散射来测定；2、透射插入型，即将射线源放在一根管子里，同样钻孔插入土中，另一管也隔一定距离插入，作透射射线的接收之用；3、透射表面型，即将射线源安置于一根管中，钻孔并插入路基土壤中，而接收器摆在路面，靠射线的透射来记录接收到射线的脉冲数；4、散射表面型，即射线源与接收器两部分均安置在土基上，靠射线的表面散射来检测土基密实度与含水量。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,三、铁路钢轨探伤车及轨道检测车范例（一）钢轨探伤车随铁路运量、密度、速度及机车车辆轴重的不断增长，钢轨损伤成为铁路线路重大的安全隐患，对工务线路设备养护的要求愈来愈高。为提高工务线路养护的质量和效率，世界上许多发达国家均已大量使用钢轨探伤车。使用探伤车的优点是：检测钢轨速度加快，探伤精度和效率大大提高，利用电子计算机进行数据处理，不仅给铁路行车安全带来极大好处，而且对延长钢轨使用寿命、降低维修费用、以及宏观掌握钢轨状态、探索伤损规律等有积极作用。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,如日本新干线的钢轨探伤列车，由牵引轨道车，电源车和探伤车组成。该车在夜间以30-40km/h的速度，边向钢轨顶面洒水，边向钢轨发射2MHz的超声波。发射频率为2500次/秒，根据各种反射波来判断钢轨内部的损伤。单侧装有4个超声波探头即垂直（0）和37的有各一个，70的二个。探伤结果有三种表示方法：在显象管上显示波形；输出记录图形；数字打印记录。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,（二）轨道检测车轨道检查车是检查线路几何状态的主要设备，其检测数据是编制线路大、中修及维修计划的依据。近20年来，世界各国对轨道检查车进行了研究，且进展非常迅速。轨检车基本上可分为三种类型。1、轻型轨检车：主要进行轨道几何形状测量，检测速度低、轴重轻。2、动车式轨检车：自带动力，可以自走行。3、客车式轨检车：联挂于列车上进行轨道检测。客车式轨检车检测项目多，检测速度高，轴重大，轨检状态与列车实际运行状态相同。,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,现代轨检车有以下特点：1、轨检车的检测速度提高2、检测项目多3、采用了新的检测原理和技术4、应用计算机是轨检车现代化的一个重要标志,4.4基于维护和维修的交通安全检测与诊断技术,一、概述交通安全管理中，应以预防为主，但绝对地消除事故是不可能的。因此，加强对交通事故紧急救援的组织与管理是必要的。通过事故救援，达到尽可能减少地事故中人员的伤亡，物质损失；同时通过事故的调查、分析，发现问题，总结经验，积极采取措施，预防同类事故的再次发生。,4.5事故救援技术,交通事故救援的实施需要建立救援组织与管理措施，以及采用相适应的救援设备。,4.5交通事故救援技术,二、铁路行车事故救援（一）事故救援组织我国铁路事故救援组织，由铁道部机务局负责管理，在机务局长的直接领导下，对全路救援工作进行组织指导和监督检查；各铁路局机务处均设专人负责事故救援工作。在部（局）规划地点（主要干线上的技术站所在地）设置适当等级的救援列车，在无救援列车的技术站或较大的中间站，组织救援队。,4.5交通事故救援技术,1、事故救援列车各局救援列车的增设、调整应报铁道部审批，并在行车组织规则中公布。救援列车为当地机务段独立车间一级单位，受机务段长的直接领导。救援列车设主任一名，领导救援列车的全部工作。救援列车专业人员为救援工作的骨干力量，由机务段挑选身体健康、责任心强、具有一定技术业务水平的人担任，无特殊理由不得变动。救援列车职工应集中居住于救援列车附近的住宅，以保证迅速出动。休班时间应尽量在家休息，必须离开住宅时，应向主任说明去向。,4.5交通事故救援技术,2、事故救援班在事故救援列车所在地，由各站、段、医院挑选有救援经验的职工1015名，分别组成不脱产的救援班。救援班是救援列车的后备力量，他的任务是补充救援列车专业人员和技术力量的不足，保证救援任务的顺利完成。,4.5交通事故救援技术,3、事故救援队在铁路局局长批准的无事故救援列车的车站上，组织事故救援队，救援队为不需要出动救援列车时处理轻微脱轨事故的组织。遇有特大、重大、大事故，有必要时，也应参加救援列车的救援工作。,4.5交通事故救援技术,（二）事故救援设备在铁道部指定地点，设事故救援列车、电线路修复车、接触网检修车，并经常处于整备待发状态，其工具备品应保持齐全整洁、作用良好。机车、动车、重型轨道车上应备有复轨器。救援队在车站的适当处所的备品室（库）内存放必备的起复救援工具、备品、器材，如人字型复轨器、海参型复轨器、2530t的千斤顶、30t的横千斤顶，直径3040mm的钢丝绳、0.75kg的手锤、4.5kg的大锤、短钢轨等。,4.5交通事故救援技术,