[摘 要] 結(jié)合我國高速鐵路廣深線(廣州一深圳)及秦沈線(秦皇島一沈陽)的工程設(shè)計過程，分析了可能引發(fā)鐵路事故發(fā)生的幾方面的主要原因：速度控制問題、軌道故障、自然災(zāi)害等，并對這些事故因素提出了預(yù)防措施。這些措施的實施對減少鐵路事故的發(fā)生有著重要作用。

1 概 述

高速鐵路是現(xiàn)代鐵路的發(fā)展方向，國外的高速鐵路已有多年的發(fā)展歷史，而我國現(xiàn)正處在高速鐵路的研究和發(fā)展初期。由于高速鐵路速度快，一旦發(fā)現(xiàn)障礙物突然出現(xiàn)在列車面前，很難采取應(yīng)變措施，有效地防止事故的發(fā)生，因此，在設(shè)計、施工和運營管理過程中，將事故的預(yù)防系統(tǒng)加以充分的考慮和足夠的重視是十分重要的。廣深(廣州一深圳)鐵路是我國首次設(shè)計并投入運營的準(zhǔn)高速鐵路；秦沈(秦皇島一沈陽)鐵路是我國首次按高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的高速：鐵路客運專線。在這兩條線的工程設(shè)計過程中已經(jīng)考慮了防止事故發(fā)生的一些措施，比如設(shè)計全立交道、在鐵路兩側(cè)設(shè)置鐵柵欄等措施。但對高速鐵路的事故預(yù)防系統(tǒng)，還沒有提出系統(tǒng)的研究措施。由于高速鐵路可能出現(xiàn)的事故因素是多方面的，筆者就以速度控制系統(tǒng)、軌道故障預(yù)防系統(tǒng)、自然災(zāi)害事故預(yù)防系統(tǒng)等方面的事故因素提出一些對策和預(yù)防措施。

2 速度控制系統(tǒng)

列車的運行速度是旅客和鐵路職工普遍關(guān)心的事，列車速度的提高可以明顯地縮短旅程時間，我國鐵路系統(tǒng)已經(jīng)在既有線上經(jīng)過了幾次大的提速改造。但是，“安全第一”、“行車安全”是前提，因此，速度的提高或設(shè)計的高速或準(zhǔn)高速鐵路都要以安全第一及旅客舒適度為最高原則，否則就容易造成交通事故。例如：“北京一齊齊哈爾”特快列車(T72次)在會安站的翻車事故，主要原因是由于列車速度過高，在進入岔道時引起的翻車事故。所以隨著列車速度的提高，速度與安全之間的關(guān)系就更加突出。有必要研究一套列車速度控制系統(tǒng)的措施以達到列車在運行中的不同區(qū)段內(nèi)、不同的條件下，速度控制在規(guī)定速度內(nèi)。

筆者認(rèn)為，列車速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法主要是：規(guī)定設(shè)計速度、通知司機設(shè)計速度及遵守設(shè)計速度和減速原則。

2.1設(shè)計速度的確定

每一條鐵路設(shè)計線路或提速后的運營線路，都有列車運行的最大設(shè)計速度。例如：秦沈客運專線的最大設(shè)計速度是200km／h，在沒有特殊速度限制的情況下，可以達到最大設(shè)計速度，但在以下情況必須減速：

(1)接近前面列車時；

(2)進站時；

(3)軌道曲線半徑小時；

(4)軌道保養(yǎng)差或軌道狀況不佳時。

時速200km的“藍箭”動車組已與2001年1月8日在廣深線正式投入運營，標(biāo)志著高速鐵路建設(shè)在我國已經(jīng)拉開了序幕?，F(xiàn)以車速200km／h運行為條件，進行列車速度控制系統(tǒng)的分析，以此時速度運行時，列車的剎車距離，在水平面上約3 km，在下坡段時約為4km。如果要讓列車停車，那么停車信號必須在5 kmg56 km前顯示，還必須考慮到司機認(rèn)出信號與開始剎車之間的時間差，從而決定不同的剎車距離。如果5 km至6km之外的信號，列車以慢速駛?cè)朐搮^(qū)域時，就會停在遠離停靠點的地方。因此，將這區(qū)域分成兩部分——第一個車速為150km／h的3 km和余下階段內(nèi)的停車信號。

選擇150km／h的速度是因為速度從200km／h降到150km／h和從150 km／h到停車時的剎車距離基本是相同的。顯示停車信號的3km內(nèi)，其運行步驟如下：

首先顯示30 km／h以下的信號；然后將車速降到30km／h以下；再在?？壳?00m左右的地方顯示停止信號。

這3 km稱為滑行區(qū)域，采用軌道電路，也就是說，將軌道每3 km為一區(qū)間用作軌道電路的導(dǎo)體。當(dāng)列車進入該滑行區(qū)域時，鐵軌被車輪和車軸短路，從而顯示列車來了，并且在下一個3km內(nèi)顯示30km／h的信號，在前一個3km內(nèi)顯示150km／h。

2．2 指示規(guī)定速度的方法

在傳統(tǒng)線路設(shè)計中，司機根據(jù)路邊的三色路標(biāo)了解規(guī)定速度：藍色行，黃色警告，紅色停。列車接近紅燈時，駕駛臺上會響警報，提醒司機剎車，如果司機沒有如此，列車將啟動自動停車系統(tǒng)。

然而，這種方法對于高速鐵路是不夠的。因為，首先火車以200km／h的速度行駛時，司機幾乎不可能辯明路邊的信號；其次是因為有很多速度限制，因而有必要開發(fā)一套列車自動控制系統(tǒng)，將規(guī)定速度標(biāo)明在駕駛臺的儀表板上，比較實際速度和規(guī)定速度。由于實際速度和剎車裝置相通，所以實際速度減少到規(guī)定速度時，剎車也就自動解除。

運用該系統(tǒng)，控制中心能了解每列車的位置和車次，并可以在運行萬一有誤的情況下，迅速進行適當(dāng)?shù)挠嘘P(guān)處理。每列車都配有無線電話，以便司機與調(diào)度員直接聯(lián)系。

2．3 速度控制系統(tǒng)

減速控制自動化顯示了ATC(列車自動控制)系統(tǒng)速度控制的特征，即當(dāng)實際速度超越規(guī)定速度時，就會，自動減速到規(guī)定速度，但加速時僅由司機控制，是惟一由火車提供的信號。而且，ATC自動減速控制的速度變化，通常從200 km／h到30km／h，停車的行動由司機操作。

為防止司機沒有及時減速而超速行駛，在火車完全?？奎c前50m處安置一個超速行駛保護裝置。該裝置傳遞的停車信號被接收天線所收接，從而導(dǎo)致列車自動緊急制動。

3 軌道故障預(yù)防系統(tǒng)

當(dāng)軌道上有障礙物出現(xiàn)時，列車必須停車。擋道障礙物是前面的列車，后面的列車會通過ATC自動停車，但障礙物不是火車時，就不能被ATC顯示。按慣例司機經(jīng)常地看前面的地面，一旦發(fā)現(xiàn)障礙物，就用緊急剎車停車，而且，地面巡道工用發(fā)信號的方式向司機報告障礙。這些方法對高速鐵路列車是不夠的。因為它們的速度很高，剎車距離長。因此，有必要開發(fā)一套系統(tǒng)來查明障礙和使火車立即停車；

3．1 軌道故障的預(yù)防

在傳統(tǒng)線路中，軌道障礙多數(shù)都發(fā)生在鐵路與公路交叉處，下列預(yù)防措施已經(jīng)或正在一些高速或準(zhǔn)高速設(shè)計中或提速改造的線路中運用。

(1)全立交，所有鐵路與公路交叉處設(shè)計全立道；

(2)設(shè)防護性柵欄，當(dāng)公路在軌道下面穿過時，可避免汽車貨物損壞大梁；當(dāng)公路在軌道上穿過時，可避免汽車翻下來；

(3)將整條線路圍以柵欄，防行人人內(nèi)，并禁止非法侵占軌道。

3．2 軌道障礙發(fā)現(xiàn)和列車保護

除了以上預(yù)防措施外，還要采用以下方法來處理線路障礙。

3．2．1 消除故障指示儀

為了發(fā)現(xiàn)闖入軌道的汽車或其他車輛，指示儀器裝設(shè)在其他任何鐵路或公路較近的地方。一旦發(fā)生故障，裝置自動切斷電路，使ATC顯示停止信號。

3．2．2 巡道工發(fā)現(xiàn)列車危險時的緊急處置

沿著鐵路每250 m都設(shè)有列車防護開關(guān)，供巡道工使用。緊急情況下推此開關(guān)，軌道電路短路，A丁C顯示停車信號。

3．2．3 司機對列車的保護

裝設(shè)在列車上的緊急地面開關(guān)，是由列車司機控制的。通過切斷列車運行電源，使附近所有的列車都停止行駛。

3．2．4 其他方法

在車頭的前端安裝了一個牢固的防護器，以便列車自己能從軌道上排除障礙，如石頭等。

因此，采用防止汽車或石塊落在軌道上的設(shè)施和實用方法，同時要保障基斜坡更牢固以防崩塌。

4 自然災(zāi)害事故預(yù)防系統(tǒng)

鐵路建設(shè)初期的線路走向選擇設(shè)計是防減鐵路自然災(zāi)害的根本。在進行線路選線時，必須收集沿線的氣象歷史資料，進行實地勘察，了解沿線的氣候變化狀況，盡量避開水害、雪害、風(fēng)害、霧等較嚴(yán)重的多發(fā)地段，線路走向盡量選擇與當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向平行或小交角，若遇到自然災(zāi)害時，必須及時采用快速的、特殊的方法進行處理。自然災(zāi)害主要包括風(fēng)、雨、雪、地震、塌方、滑坡等，由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)要考慮的自然災(zāi)害側(cè)重點也不同。

4．1 關(guān)于風(fēng)害的對策

在我國由于風(fēng)而引起的列車事故不多，但像東南及沿海地區(qū)那樣常有臺風(fēng)或季風(fēng)發(fā)生的地區(qū)，要研究風(fēng)與列車運行及事故預(yù)防的措施。臺風(fēng)一般在夏末秋初，而季風(fēng)則在冬末春初大氣壓降低的時候。多數(shù)情況下，臺風(fēng)速度在20 m／s到40m／s，極少情況下可達50m／s。季風(fēng)速度從15m／s到20m／s不等。預(yù)防風(fēng)害有如下對策：

(1)要研究列車不會被風(fēng)吹翻的風(fēng)速的允許安全極限值。而且列車行駛速度標(biāo)準(zhǔn)也建立在此原理上。

(2)要建立風(fēng)速與列車速度之間的關(guān)系式，規(guī)定當(dāng)風(fēng)速到達一定值時，列車只能以多大的速度行使。當(dāng)風(fēng)速超過允許安全極限時，列車就要停止運行。

(3)在強風(fēng)或狂風(fēng)可能產(chǎn)生的地方建立風(fēng)速表，如在河床或山頭等地段。風(fēng)速信息被傳遞給最近的車站而被自動地記錄下來。

(4)當(dāng)風(fēng)速超過一定值時，分別發(fā)出謹(jǐn)慎、警告和危險的信號，并在車站和地方控制中心響警報?？刂浦行墓ぷ髡呓拥竭@些信號后，就指示ACT發(fā)信號到有關(guān)的區(qū)域，并通過無線電報告機車司機。

4．2 對付暴雨和水害的措施

在鐵路自然災(zāi)害中，水害是最具破壞性的，由于下雨和洪水引發(fā)的鐵路事故在我國時有發(fā)生，洪水主要發(fā)生在夏季，不同的地區(qū)均有可能發(fā)生，而且造成的危害也較大。暴雨對鐵路的破壞主要表現(xiàn)為：

(1)暴雨引發(fā)山洪和河水泛濫，直接沖毀路軌、橋梁、通訊電力設(shè)施、涵洞和防護工程，淹沒路軌，其影響范圍和程度取決于暴雨的范圍、強度和持續(xù)時間。例如：1991年汛期，共有65條干線、支線發(fā)生水害，斷道356次，中斷行車13000多小時，造成經(jīng)濟損失12．76億元，是我國歷史上罕見的鐵路災(zāi)害年；

(2)暴雨引起泥石流、滑坡、塌方等災(zāi)害，沖毀中軌、橋梁、涵洞、通訊、電力設(shè)施，掩埋路軌，造成鐵路運行中斷，列車顛覆等重大事故。例如：1981年7月，成昆鐵路發(fā)生了我國鐵路史上最嚴(yán)重的泥石流災(zāi)害。因此，必須采取預(yù)防措施，減少自然災(zāi)害引起鐵路事故的發(fā)生。

(1)在鐵路設(shè)計時，將水面上的橋，設(shè)計在歷史最大水位基礎(chǔ)的適當(dāng)高度，作為抵抗大雨和洪水的方法。

(2)在堤狀路基地段，一定高度范圍內(nèi)要用混凝土墻進行保護。

(3)橋下的水面警戒線要根據(jù)上游雨量的情況來確定。

根據(jù)這些信息進行必要的軌道巡邏和列車限制運行，如控制運行速度或暫停運行等。

4．3 對付雪災(zāi)的辦法

由于積雪、雪崩、降雪等雪害而引起的鐵路事故的地段，主要集中在我國東北、華北、西北等地區(qū)。目前正在設(shè)計的青藏鐵路，尤其要注意下雪、積雪及冰土等災(zāi)害的影響，需要采取一定措施。

(1)清除軌道上的積雪以及使防害開關(guān)動作的雪融化；

(2)列車底板上的設(shè)備也要嚴(yán)密地封閉和更好地絕緣；

(3)要將融雪裝置裝在下雪區(qū)域，用來化雪以及防止堆積。在下雪的季節(jié)，根據(jù)巡邏人員和司機的雪量報告啟用融雪裝置。

(4)車速也要根據(jù)雪量和粘附在車身上的雪進行調(diào)整。

4．4 地震災(zāi)害

在我國，因地震引起的鐵路事故不常見，但在地震帶，系統(tǒng)的防震是不可缺少的。在地震發(fā)生時，列車必須停止運行并在確