《高速铁路事故》PPT课件.ppt

交交 运运第第3章章 高速铁路事故高速铁路事故2.1 高速铁路事故案例高速铁路事故案例 v日本新干线v2004年10月23日新泻中越地区地震发生时，新干线列车“朱鹮325”号正以时速200公里的速度行驶，驾驶员感到强烈的摇晃后，仍能沉着冷静地操作。在10节车厢中有8节脱轨的情况下，列车仍行进约1.6公里。虽然铁轨弯曲变形、车身倾斜30度，但总算没有翻车。151名旅客安然无恙，实属不幸中的万幸。德国德国 v德国铁路的提速战略也带来了许多的安全问题。1998年6月3日，在德国Eschede发生了高速列车脱轨事故，死亡100人，伤88人。事故原因是由于车辆轮箍的金属疲劳，导致轮箍的突然断裂。英国英国 v2001年2月28日，一列从纽卡斯尔开往伦敦的火车在英国东海岸约克希尔郡北部的塞尔比发生事故。当地时间2月28日6时12分(北京时间2月28日14时12分)，一列高速列车与一列在东海岸主干线行驶的货车突然相撞，造成15人死亡，50人受伤。v 事故原因是由于路滑导致汽车冲上轨道。美国美国 v2002年4月24日，美国当地时间23日早晨8时左右，美国加利福尼亚州南部普拉森舍地区发生两列火车迎头相撞事故，当场造成3人死亡，还有265人受伤。法国法国 v2002年11月6日，巴黎至维也纳高速列车。列车电路系统短路引发了一节卧车车厢失火，12人由于吸入大量浓烟而窒息死亡。2.3.6 韩国韩国 v韩国火车相撞事故发生于2003年8月8日，韩国一列客运列车当日上午在汉城以南337公里的大邱附近撞上了停在铁路上的货运列车，至少造成两人死亡，95人受伤。2.2 高速铁路事故形态及原因分析高速铁路事故形态及原因分析 v从以上几个国家的事故可以总结出以下结论：（1）高速铁路的事故发生与本国的实际情况有着重大的联系，像日本等岛国，事故的发生往往与天气状况有着密切的联系，而向美国，法国等大陆性国家，行车事故往往由于速度过快，铁路和公路的交接部发生问题。（2）高速铁路事故形态主要是列车脱轨、列车冲突、火灾三种类型。（3）铁路事故，尤其高速铁路事故的发生，往往造成的损失会很大，而且人员伤亡较严重。2.2.1 车辆脱轨车辆脱轨 v1、外物支垫造成的脱轨 v包括因机车车辆配件折损或脱落、大件货物坠落、线路障碍、(进路、行车及养路设备、塌方落石、人为设置障碍等)、道口障碍(各种车辆堵塞等)，以及自然灾害(水害、冰害、雪害)等造成顶起或垫起车辆或轮对导致的脱轨。v下面仅就车辆责任造成的支垫脱轨问题做一简要分析：（1）车辆配件破损脱落造成垫(挤)车轮而脱轨。如车辆切轴，制动梁或均衡梁折断脱落，车钩或缓冲器破损脱落，手闸、车门、平车渡板脱落等等。（2）车辆大型配件折断或脱落支起车辆脱轨。如车辆中梁、侧梁、枕梁、牵引梁、横梁或摇枕等折断，或制动梁、下拉杆等脱落，容易在运行中将车辆或转向架顶起来，使车轮离开钢轨而导致脱轨。v2、车轮自行脱轨 v线路不良造成的；如线路施工故障、断轨、路基有“三角坑”、线路水平与轨距超限、曲线及道岔、辙岔不良等；少数是因车辆及车辆轮对故障、列车超速运行和货物偏载等造成的。（1）车轮轮缘严重磨耗、垂直磨耗或缺损造成脱轨（2）车轮裂损及踏面缺损造成脱轨（3）车轮内侧距离过大、过小造成脱轨（4）切轴或断轴造成脱轨（5）转向架不良造成脱轨 v3、高速铁路防脱轨措施 v（1）对线路的检查高速线路是全封闭的，每天早晨第一列空载列车（往返个一列）以较低速度行驶作开道检查，在安全保障方面起重要作用。v（2）动力转向架三爪万向轴的失衡与断裂监测 三爪万向轴由于疲劳而引起断裂，通过测量同一转向架的两台牵引电机转速差来确定。当转速差达到极限值时，立即发出信号切断相关转向架电机柜的电源，并向司机发出信号，司机停车目测检查并处理后，以80km/h速度回到停车点。v（3）转向架蛇行失稳的监控 当发现其横向加速度超标时，就发出信息通过列车信息传输网，要求司机按照运营规程实行减速，然后再次加速。v（4）防滑装置的安全保护 对于每辆拖车有一台防滑装置负责两个转向架四根轮轴的防滑保护，当主防滑器出现故障时，即向后备防滑装置发出救援要求并自动替代执行防滑功能，同时发出故障编码。如果拖车防滑装置中的两套防滑器全部出现故障时，司机将得到一个信号，告之故障的防滑器位置。此时，司机立即停车并根据运营规程的指示排除故障。v（5）轴温监测沿线在地面安装了轴温监测器，监测所有路过的车辆轴箱温度及其变化。2.2.2 列车冲突列车冲突 v列车冲突主要是由人为过失或设备中的技术缺陷所引起的：（1）信号和列车控制系统（2）制动系统（3）运营人员的资格和培训（4）运营规则和作法 v（1）人为过失一直是导致列车严重冲突的原因。这些人为过失包括列车操作人员不遵守信号和其他行车指令的故障，或者调度员发出不正确指令。v（2）在运营规则和规章中，缺乏对给定情况的适用指导。在采用新技术的高速铁路系统中由于对新的运营规程只有有限的经验，缺少适用的指导也是可能的。v（3）列车制动系统的故障消弱了列车按信号显示或按列车控制指令停车的能力。最常见的制动事故实例是列车未作正常的发车前制动试验，接着就带着不起作用的制动机发车运行。v（4）信号系统误动作造成假进路信号。这类事故少见，因为信号工程师为设计付出的努力，使信号系统本质上是故障安全的或者能提供足够的冗余度。v（5）错搬道岔或避车道，使列车转向错误的轨道而导致碰撞。此类事故易发生在不与信号系统联锁的用人工手动道岔的地方。v3、高速铁路防止列车冲突措施、高速铁路防止列车冲突措施v防范列车相撞的功能完全由信号系统承担。在高速线路上，信号系统完成如下任务：（1）在司机室内不间断地显示信号系统允许的速度；（2）检查列车实际速度与信号系统允许速度是否吻合；（3）在超过允许速度情况下实现自动停车。v在下列情况下信号系统可以根据运行规则发出限速或紧急制动命令。（1）一辆车从桥上滑落或道路塌陷、滑坡造成一块山石滑落（条件是桥梁或危险区安装了监测仪）；（2）洪水多发区安设的水位监测装置报警；（3）安装在路旁的轴温报警器报警。v另外，高速列车的拖车和动力车设计了两端具有可变形部位，以吸收万一撞车时产生的部分容量，确保旅客及司机位于不可变形的安全部位。此时旅客、司机受到的加速度将远远小于两个刚性的车厢相撞时所产生的加速度。2.2.3 旅客列车火灾旅客列车火灾 v1、旅客列车火灾原因分析、旅客列车火灾原因分析v（1）机车方面电力机车因电网或电气系统故障产生电弧或火花，被润滑油或变压器污染的部分，又碰到这种点火源，整流器的触头在油中短路、动力电路短路等。v（2）旅客列车方面旅客列车因电气故障、采暖设备状态不良、旅客违章携带危险品以及旅客吸烟不慎等引起火灾。v从以上分析可看出：列车火灾事故，无论是客车、机车，在车站、区间、厂库和隧道中都会发生；设备故障、人为失误、旅客违章携带危险品、吸烟不慎及坏人破坏都会造成火灾。据统计，有一半以上的火灾事故是人为因素造成的；其它列车事故，如列车脱轨、冲撞等均有可能诱发火灾。v2、高速列车防止火灾措施 v（1）严格选择防火材料v国外客车尤其是高速客车，都是尽量采用不燃、难燃材料，尽量降低单位地板面积的可燃材料重量指标。v（2）提高结构的抗火性v提高高速客车结构的抗火性，使火灾初期结构不变形，给疏散旅客提供保证。法国除按常温核算结构的强度和刚度外，还根据经验按350温度和持续15min的条件核算强度和刚度。英国则要求车辆的抗火能力不低于30min，能抵抗800的高温，即通常达到熔化常用铝材的温度。德国ICE高速客车要求关上门时端墙的耐火性能，当列车通过台起火后10min之内不会蔓延到相邻车辆；整个车辆结构能保证在全面燃烧15min条件下可运行和不丧失牵引、制动控制性能。v（3）改进结构设计，设法隔断火源，以避免火灾发生车体、转向架的布置应便于清洗、清扫，尤其是车内的布置，应避免有不使清扫的死角。车顶设置的检查门，除便于检查外，尚应便于清扫灰尘。暖汽管道、送风口管道处的灰尘也应便于清扫。电气柜和车外电器箱用金属制作，防止水、雪侵入，并远离热源、火源、油源，保证绝缘和不产生火花。与旅客接触的电器设备饰面或箱罩表面温度不得超过60。电缆最好走金属管、铠装管，尤其是经过热源处，易被鼠、虫咬处要加防护套。采暖装置设温度控制器。电加热器设过热保护装置。电加热器若设在座椅下或侧墙处设防护板。若没有煤炉、油炉、气炉时，其周围和烟道附近均要设防火板。垃圾箱最好为金属制品，并设有能自行封盖的箱盖，以避免垃圾起火时火焰扩散。列车制动时，闸瓦发出的火星应避免飞溅到车体非金属部位和电器设备上。v（4）设挡火墙、挡火板，防止或减缓火焰的蔓延v设挡火墙我国在改革开放后从原民主德国进口的客车，间壁均设计为挡火墙。它是由碎木屑填以矿物合成材料与防火材料后压制而成；做防火试验时，一侧烧火温度达740，延续30min，另一侧温度未超过139，没有烧穿现象，试验证明能达到防火目的。法国包房客车间壁是每间隔一个为挡火墙，其间夹有0.5mm厚的钢板。挡火墙上有电缆穿过时，加热胀套，当有火灾时热胀套遇热膨胀把电线孔堵死，以免火焰穿过蔓延。除客室端间壁设计为挡火墙外，座车车顶部位三处应设金属圆头板(挡火板)，卧车应每间隔一个设计为挡火墙，且挡火墙与车顶、侧墙连接处设有金属挡火板，以免火焰从挡火墙与钢结构间的缝隙穿过。v挡火板国外高速客车风道里一般设有活动挡板或火灾时能自动切断通风。v（5）改进门、窗结构设计，为火灾时疏散旅客提供条件v（6）火灾报警与灭火高速客车应装设火情监测装置和自动报警装置，以及时发现火情，及早灭火。易起火处所最好设有自动灭火装置，以及时扑灭小火v（7）火灾试验 2.2.4 CTC故障应急处理故障应急处理v列车调度员遇一台或几台调度终端CTC系统故障时，可切换到其他作用良好的调度终端上继续作业，并及时通知电务值班人员抢修。v遇所有调度终端CTC系统故障时，须立即通知各站转入车站控制模式，通过调度集中电话及时向各站下达阶段计划，转入人工铺画列车运行图组织指挥行车，并通知电务值班人员抢修，通知应急行车人员赶赴无人站组织行车作业。v车站组织作业时，可由车站自律机按原已收到的列车运行调整计划继续自动执行，直到列车运行调整计划执行完毕，此时车站值班员(综合维修人员)应加强监控，发现问题立即转入非常站控。v车站值班员(综合维修人员)应及时向列车调度员报点。v车站值班员发现车站与调度所间CTC通信故障时，应及时通知列车调度员，并通知电务值班人员进行抢修，由车站在车站控制模式下组织车站作业。v车站有一台车务终端故障，另一台车务终端作用良好时，车站值班员(综合维修人员)应切换到作用良好的车务终端继续作业，同时向列车调度员汇报，及时通知电务人员和技术人员处理。v车站所有车务终端故障时，车站值班员(综合维修人员)应立即转入非常站控方式，向列车调度员汇报，并通知电务人员处理。v列车调度员无法向司机发布调度命令、口头指示或传递行车凭证时，应使列车在关系区间前的车站停车交付调度命令、行车凭证或转达指示。2.3设备故障时行车安全设备故障时行车安全 v调度集中控制系统(CTC)对设备故障具有自动报警、提示、记录等功能，一旦发现设备存在故障，则对设备进行锁闭停用功能，并对所有的人工操作具有完整的记录、查询、回放和打印功能。vCTC控制设有非常站控模式按扭，当调度终端、车务终端以及车站控制台上的控制模式状态表示灯亮绿灯时，设备处于分散自律控制模式，一旦设备出现故障不能及时排除，则可按下非常站控模式按扭，表示等亮红灯，即可进入非常站控模式(即原有行车模式)v凭证样式多，甚至有时存在调度员自己与自己办理行车凭证的现象，将调度命令作为各种非正常情况下的行车凭证。对进出站信号机故障、道岔(区段)轨道电路失去表示等情况，统一采用调度命令作为进站或出站的凭证。列车调度员通过调度命令无线传送系统向司机发布调度命令，作为列车占用区间的凭证，按站间掌握行车，防止了转入非常站控后使用路票带来的频繁办理闭塞手续的问题。信号机故障时行车安全信号机故障时行车安全 v1、列车调度员遇进路、出站信号机因故不能开放时应根据系统报警，及时在行车设备检查登记簿内进行登记，并通知电务维护中心组织人员迅速赶赴现场进行故障排除，必要时应转入非常站控模式。无人站在电务应急抢修中心人员未到达该站前，但又需要在该车站办理接发列车作业时，列车调度员指示助理调度员及时正确地准备接发列车进路或转入非常站控模式后通过该站应急车站值班员现场准备接发列车进路，确认进路准备妥当后，接车时应开放引导信号。列车司机凭进站(接车进路)信号机显示的引导信号运行。引导信号不能开放不能开放，列车调度员须使用调度命令无线传送系统向列车司机发布准许列车越过关闭的进站(进路、出站)信号机运行的调度命令。v 2、进站信号机故障况下，区分两种情况：如接车进路的道岔表示正常，则由中心办理引导信号，车站负责相关防护工作；如道岔表示没有故障，就需要车站确认室外道岔位置，在此基础上通知中心办理咽喉总锁闭，开放引导信号。此时也可以由车站将控制模式转为非常站控，在原计算机联锁控制台办理引导接车。v3、在分散自律模式下，调车作业中，因故调车信号不能开放时助理调度员须在调车进路准备妥当的情况下，使用调度命令无线传送系统向作业机车司机传输“准许越过关闭的调车信号机进行调车作业”的书面通知。当调度命令无线传送系统故障时，在列车无线调度电话录音装置良好的情况下，可使用列车无线调度电话口头通知司机作业。列车司机根据助理调度员的通知，并转告调车指挥人后，方准作业。v在CTC系统中，非常站控按扭采用带计数器的两位非自复式铅封按扭，正常状态为分散自律控制模式，破封按下为非常站控模式。v分散自律控制模式转向非常站控模式不检查任何条件，但向列车调度员进行提示报警。v非常站控模式转回分散自律控制模式系统检查以下条件：1)分散自律系统设备正常：2)非常站控模式下没有正在执行的按钮操作。在满足上述条件系统给出“允许转回分散自律控制模式”的表示后转回分散自律控制模式。vCTC调度台、车站控制台非常站控按钮处以及车务终端上设置控制模式状态表示灯，其显示含义为：1)红灯：非常站控模式；2)绿灯：分散自律控制模式；3)黄灯：允许转回分散自律控制模式。道岔故障时行车安全道岔故障时行车安全 vCTC中心操作或车站调车操作方式下，遇到道岔故障时。v1、当发生挤道岔故障，影响到正常行车安全时，助理调度员应及时报告通知列车调度员及有关维修人员，并指示车站转入车站控制模式或非常站控模式，由车站值班员或综合维护人员按有关规定办理。v2、当遇站内道岔或区段轨道电路失去表示时调度员通过车站值班员(综合维护人员)通知车站及工、电等有关人员现场确认检查，按规定在行车设备检查登记簿内登记。检查确认道岔(区段)空闲后，车站值班员(无人站为综合维护人员检查确认)应将检查结果向调度员汇报。调度员根据现场汇报情况，单操道岔准备进路，通知车站值班员(综合维护人员或应急行车人员)将进路上的故障道岔、分动外锁闭道岔及邻线上防护道岔摇(单操)到所需位置加锁调度员与车站值班员共同确认进路正确，接车时向司机和车站值班员(综合维护人员或应急行车人员)发布引导接车的调度命令，方可使用引导总锁闭开放引导信号接车；经现场人工确认列车整列到达后，取消引导总锁闭或转为非常站控模式后由车站办理引导接车。v 3、如在无人站发生道岔故障，助理调度员还应通知行车应急人员尽快赶赴无人站，协助综合维护人员工作。临时停电时行车安全临时停电时行车安全v电气化区段各站，对停电线路及恢复供电线路，由车站值班员(综合维护人员)及时在CTC系统内进行标注，并报告列车调度员，列车调度员要认真进行确认，并及时调整列车运行计划。v列车运行计划下达后，车站值班员(助理调度员)要认真确认接车股道，防止电力机车接入无电线路。v 在分散自律控制下，轨道电路停电恢复时，自动转为车站操作方式，车站值班员(综合维护人员)必须使用列车无线调度电话与司机联系，在人工确认站内列车和调车机车停稳后，由调度员(或车站值班员)按压轨道电路停电恢复按钮分咽喉一次性解锁。轨道电路出现红光带轨道电路出现红光带vCTC控制方式下，列车调度员遇站内轨道电路因故出现红光带时，有人站指示车站值班员通知车站及工、电有关人员检查，无人站指示综合维修人员通知有关人员检查，车站值班员(综合维修人员)按规定在行车设备检查登记簿内登记。v检查确认故障区段(线路)空闲或排除障碍物后，车站值班员(综合维修人员)应将检查结果向列车调度员汇报。列车调度员根据现场汇报情况，确认故障区段(线路)无障碍物及进路正确，并对进路上故障区域内的道岔施行单独锁闭后，方可组织办理接发列车。v必要时应及时向车站值班员(综合维修人员)发布转入非常站控模式的调度命令。v有人站由车站值班员组织车站行车作业人员按站细有关规定办理接发列车；v无人站由列车调度员(助理调度员)命令应急车站值班员准备接发列车进路。应急车站值班员须根据命令，正确及时地准备进路，并按规定对道岔进行加锁。检查确认进路正确后，须及时向列车调度员(助理调度员)汇报。由列车调度员(助理调度员)根据汇报，办理接发列车。v需要时，列车调度员(助理调度员)还应及时通知调度集中电务值班人员组织处理。2.3.5 轨道电路不解锁轨道电路不解锁v列车调度员(助理调度员)必须使用列车无线调度电话与司机联系，确认故障区段空闲后，方可办理人工解锁进路；v轨道电路停电恢复时，列车调度员(或车站值班员)必须使用列车无线调度电话与司机联系，在确认列车停稳后，按压轨道电路停电恢复按钮分咽喉一次性解锁(包括调车作业中遇到此情况时)。v车站值班员或应急车站值班员使用装有计数器或加封的信号设备时，应按技规规定办理。2.3.6 停止使用基本闭塞法改为电话闭塞法停止使用基本闭塞法改为电话闭塞法v列车调度员除按规定办理登记手续外，必须及时通知调度集中电务值班人员组织人员赶赴无人站办理行车，有人站通知车站值班员。v当车站与机车间调度命令无线传送系统作用良好时，准许车站值班员(应急车站值班员)在发车闭塞手续办理妥当或发车进路准备好了的情况下，不再向列车司机填发书面路票，直接使用该系统向列车司机传输路票。列车司机接到车站传输的路票时，确认无误后，必须及时按压回执。v办理列车通过时，车站接车人员在确认司机接到车站传输的路票后，方可显示通过手信号，列车司机应根据车站接车人员显示的手信号运行。v 车站值班员(应急车站值班员)在未得到司机接受路票的回执时，不得办理列车的通过或发车，在确认司机未能收到车站传输的路票时，应及时向司机填发书面路票。v遇列车调度电话(包括列车无线调度电话)不通时，闭塞法的变更或恢复，应由该区间两端站的车站值班员(应急车站值班员)确认区间空闲后，直接以电话记录办理。v 遇通信中断时，对有人站列车调度员必要时应通知车站值班员转入非常站控模式组织接发列车；v无人车站在自动站间闭塞正常工作情况下，且未转入非常站控模式时，应由车站自律机按原已收到的列车运行调整计划和列车实际运行情况继续自动执行，直到列车运行调整计划执行完毕或待电务应急抢修中心人员赶到该站后转入非常站控模式，直接由应急车站值班员组织车站接发列车。v遇列车调度员与车站、列车司机间的一切电话中断时，列车调度员应在行车设备检查登记簿内登记，并通知调度集中电务值班人员组织人员处理，必要时组织人员赶赴现场或通知车站转为非常站控模式办理接发列车。2.4 动车组作业安全动车组作业安全v动车组整备隔离开关的控制长期以来采用人工扳动和挂接地杆，并由监护人实施监控。v1、高速动车组基地对动车组运用安全的要求 通过设置电动道岔系统和车号识别系统，并将车号识别系统提供的车号信息引入道岔集中控制，实现信息共享。动车组的运用情况及状态信息能迅速传递至各相关部门，实现对车辆的全面监测为运用管理提供方便。应设置联锁控制系统，该系统应引入身份识别装置，并要求司机正确输入身份代码、车号及股道号，由隔离开关控制微机首先判断是否具备隔离开关的操动条件，然后向监控室(道岔集中控制室)发出申请，经监控室微机判断后再经监控人员授权，方可操动隔离开关。为了有效和直观地监视整各场的作业情况，也为了隔离开关的远程监控，对操动隔离开关的人员安全快速地发出授权命令，需要在整备区域设置监控装置，监控器可随时切换到所需画面直观、有效地显示站场信息。v2、高速动车组基地运用安全系统的设置和技术系统的组成高速动车组基地运用安全系统应包括道岔集中控制系统、车号识别信息系统、隔离开关微机联锁系统、整各场作业图像监控系统4个组成部分。可以很方便地实现远程控制、远程查询，故障跟踪及软件功能分解，为系统的进一步改进和发展提供了良好的软件环境。v 3、道岔集中控制系统的结构v 微机联锁的道岔集中控制系统是未来发展的方向，传统的微机系统多采用联锁机、执表机、操控机三层结构各部分相互独立。随着计算机技术的发展，将联锁机、执表机、操控机三机一体。v道岔集中控制装置一经投入使用，便需不间断工作，以确保车辆运用作业不受影响，这对整个系统的设备可靠性提出了较高的要求。为此可采用双机热备方式使设备出现故障时，通过主备机切换系统仍能工作，不影响动车组的运用作业。v 4、隔离开关微机联锁系统的操动显示隔离开关的分合闸位置、接地杆归离位状态、隔离开关信号灯的开放与关闭等信息。司机在进行隔离开关的分合闸操作时必须刷卡，输入身份代码、机车号、股道号、分合闸条件等信息，不满足条件则无法授权操作并给司机提示相关提示信息。操控申请通过通讯电缆到达监控室微机(道岔集中控制微机)后，要求监控人员通过图像监视系统观察现场情况并作出正确判断，决定是否发出授权命令。司机接收到授权命令后需会同副司机联合操动申请批准的分合闸按钮及开关，启动相应股道的电动机构旋转，将隔离开关置于所需位置。v5、整备场作业图像监视系统的结构v 高速动车组基地出入库动车组多运用作业范围较大。包括加油、洗车、上沙、车顶作业、地沟作业、常规检查、临时故障处理、调车作业、司机考勤等