聚焦高速铁路安全技术

1、聚焦高速铁路安全技术背景： 2011 年 6 月 30 日，京沪高铁正式开通运营。在运营的一个多月内，多起由于雷击等恶劣天气造成的故障、事故使得中国高铁陷入了尴尬的境地：7 月 10 日，供电的接触网附加线因大风雷雨导致短路，供电中断一个半小时；7 月 12 日，列车受电弓损伤，引发弓网故障，供电中断超过两个小时； 7 月 13 日，G114 次列车牵引变压器出现接触不良故障，限制了牵引电流，导致该列车运行时速仅为 160 公里； 7 月 23 日，甬温线发生特大铁路交通事故，D301 次列车与 D3115 次列车发生追尾事故。尽管经历了引进吸收到消化再创新的阵痛， 中国高铁仍然迎来了发展的高

2、速期， 但是与高铁建设速度相比，包括高速铁路安全等在内的相关因素是否也实现了配套的升级？中国高铁在引进国外先进技术的同时，是否出现了“消化不良”？在严格执行铁路建设项目工期、高铁降速的要求之下，中国高铁是否可以驶入“安全轨道”？中铁电气化勘测设计研究院高级工程师王术合，他围绕高铁电气安全等相关话题进行了深入的分析。“接触网故障”下的安全保障在京沪高铁运营初期出现的几次断电事故中， “接触网” 成为了每次故障必提的词汇。 众所周知，在电气化铁路中， 机车的供电来源几乎全部来自于接触网， 接触网的故障会导致整个运营的电力供应中断。那么，作为露天设备，接触网受到暴雨、冰雪、雷电、大风等极端天气的影响

3、之后，是否就会出现性能不稳定的情况，进而影响列车的正常运行呢？“接触网是能够以极端天气情况作为设计标准的，但是，这必然会产生更高的建造成本。”中铁电气化勘测设计研究院高级工程师王术合说道。确实如此，由于极端天气发生频率较小，从成本的角度考虑，接触网一般不会按照最高的标准来进行设计和建造。同时，接触网的设计标准一般都是按照历史的天气数据制定的。面对今年几次极端的天气状况，原有的标准必然“水土不服”。那么，除了架空式接触网外， 电气化铁路还有哪些供电方式呢？王术合介绍说， 第三轨供电也是一种电气化铁路的供电方式，也就是说在列车行走轨道外，架设第三条轨道专用于供电。第三轨供电无需架设高架电缆，也就不

4、容易受天气影响。但由于列车无法在高速运行中抓住供电的轨道，因此，第三轨供电的方式在国内仅限于一些城市的轨道交通的应用，而不能在高速铁路系统中得以运用。“高铁能够在发生故障的时候停下来，就说明其安全性是满足要求的。”王术合说道。那么，在列车停止的过程中， 如何确保乘客的安全与机车内部的舒适性呢？据了解， 除了通过受电弓接收接触网输电外，机车自身还有备用蓄电池。尽管蓄电池不能够驱动机车继续向前行驶，但可以在一定程度上保证机车内部的应急照明与通风。在这种情况下，机车车门也能够手动打开，以保证电力用尽后的通风和乘客的疏散。 如果列车由于故障滞留在半路且故障在短时间内无法修复的话，那么只能通过其他机车，

5、如燃气涡轮机车等来将乘客运送至更安全的地点。也有专家指出，进一步提高和改善高铁的安全保障，需要涉及到包括机车系统、通讯系统、路轨系统、管理系统、服务系统、救援系统等方方面面。因此，在高铁上配置安全带、逃生设施等，同时制定和完善各种救援预案，改进高铁的救援服务，才能从细节方面解决高铁运营中的安全问题。因此，如何确保列车故障发生情况下的人员安全，势必是高铁安全技术提升的重要标准。安全与效率孰轻孰重？在国内某知名铁路技术论坛上，一网友对“ 7.23 ”甬温线特大铁路交通事故的分析颇值得玩味。因天气因素， 7 月 23 日晚，永嘉温州南之间的某一条或某几条区间轨道电路出现故障，温州南的列控中心读取了两

6、站之间的多条区间轨道电路的信息，未进行深度检查、判断、校验，将其当作正确的信息进行计算并按结果点灯控车，于是给后车发出了绿灯，导致追尾事故的发生。他分析，当某一条或某几条区间轨道电路故障后，传给列控中心的信息必然是存在矛盾的，逻辑上也是不一致的。这种情况下，如果列控中心没有检测到这些逻辑不一致，或检测到了但无视之，那么计算结果就可能包含了错误，甚至导致危险。据他介绍， 铁路既有线多条相邻轨道电路之间是通过继电器和收发码实现点灯计算的， 由于算法固化在电路当中的技术是成熟的， 因此除非通过人为改变电路来变更算法和结果， 否则是不会出现问题的；但客专 C2则不同，其取消了区间轨道电路之间的继电器等

7、电路，改由列控中心计算机来实现计算和点灯，算法完全体现在列控中心计算机的软件中。软件代替了固化的硬件，可以实现更加复杂的逻辑判断，也可以更灵活地进行更改，这一方面可以更方便地进行控制，但另一方面，太容易改动就造成了算法受人的影响更大，很容易将人的失误无意识带进去。当轨道电路发生故障，列控中心发出指令，线路停止运行，在旅客的人身安全得到保障的同时，频繁出现的故障也让列车的运输效率降低。那么，如何解决这个棘手的问题呢？目前的状况是轨道电路的故障率无法降低，只好从列控中心的算法入手，放宽对输入轨道电路信息的逻辑一致性的限制，减弱检查、判断、校验的强度，将某些看起来危险性不大的轨道电路信息组合视为安全

8、状态，于是列控中心不轻易导向安全了，线路停运的次数减少了，运输效率得到了提升。但是，这种方法对于列车运行的安全性与可靠性是否是既治标又治本的“良药”呢？答案显然是否定的，“ 7.23 ”甬温线特大铁路交通事故的发生就在很大程度上说明了这一点。有业内人士曾指出，如果输入信息给列控中心的轨道电路能更可靠一些，不要总出故障，那么列控中心的检查、 判断、校验算法就可以做得很严格， 轨道电路偶尔出现的故障导致列控中心导向安全，线路停运，影响并不是很大。但是，据了解，尽管已经使用了近十年，如今的轨道电路的可靠性依然无法大幅提高。因此，对于中国高铁来说，在引进国外技术的同时，消化吸收再创新的过程中是否出现了“消化不良”？面对安全与效率，中国高铁该如何抉择？同济大学铁道与城市轨道交通研究院教授孙章曾指出， 按照综合调试的基本原则， 京沪高铁起码应按照时刻表联调联试一年， 甚至更长时间