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湖南火车遭遇塌方体翻车事故是否可避免?——《中国高铁丛书》主编孙章:智能化列车有望保证行车安全

已有 2846 次阅读 2020-4-2 02:11 |系统分类:观点评述|关键词:学者| 湖南火车侧翻事故, 温州动车事故, 中国高铁, 智能化列车, 北斗导航

据广州铁路集团官方微博发布的消息,3301140分,受连日降雨影响,京广线马田墟至栖凤渡站下行区间发生线路塌方,T179次(济南至广州)列车运行至该区段时,火车司机在看到前方村民挥舞外套的警示后,立即采取紧急制动措施,但仍然为时已晚,列车最终还是撞上了塌方体,导致机车后第一节发电车起火,第二至六节车厢脱线倾覆。截至30日下午5时,事故导致1名铁路乘警不幸殉职,4名旅客重伤,118名旅客和5名铁路工作人员轻伤。

火车已紧急制动,但仍来不及停车

据了解,T179次火车为特快旅客列车,最高时速140公里,在绿皮车里属于比较高档的车型。同济大学老科技工作者协会会长、《中国高铁丛书》主编孙章教授在接受本报记者采访时认为,这应该不是人为原因造成的灾难,估计是火车司机收到警示信息时,火车所在地点与最终导致撞车的塌方位置之间的距离已小于火车的紧急制动距离,无法及时停车所致。据孙章介绍,列车制动在操纵上按用途可分为“常用制动”和“紧急制动”两种。正常情况下,为调节或控制列车速度(包括进站停车)所施行的制动,称为“常用制动”,它的特点是作用比较缓和,而且制动力可以调节。在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动,称为“紧急制动”(也称为“非常制动”),它的特点是作用比较迅猛,而且要把列车的制动能力全部用上。从施行制动的瞬间起,到列车速度降为零的瞬间止,列车驶过的距离,称为制动距离。这是综合反映列车制动装置性能和效果的主要技术指标。列车重量越大,运行速度越高,就越不容易在短时间、短距离内停下来。

孙章教授分析,这列火车从济南到广州沿途经停15个车站,中间共14个停站区间,平均停站间距为143公里。事发时列车所在的永兴县地处衡阳站和郴州站之间,大约是在全程500公里的2/3位置,这个时候,正常情况下火车不会减速,而且很可能列车跑到了最高运行速度,平均每分钟前行两公里多,而正常人眼能看到前方有人示警的最远距离大概仅五六百米。以紧急制动距离为近2000米(现在350公里时速的高铁紧急制动距离是6.4公里,时速380公里的CRH和谐号紧急制动距离为8.2公里)计算,这段距离内火车根本停不下来。

火车停不下来的后果自然是与阻碍物相撞。孙章教授回忆起自己曾经经历过的一件类似的往事,至今心有余悸。当年他因工作需要(检测司机的平稳操纵水平)在浙江的一列货车上添乘,司机是一位劳模,那列火车的紧急制动距离是800米。列车在一个大弯道拐弯后突然发现,火车前方出现了一位正在横穿轨道的孕妇,当时火车距离她大约只有两三百米,列车司机马上不停地拉汽笛发出警报,示意她赶紧离开,可是那位孕妇受到惊吓后不知所措,反而站立在轨道上惊呆了一动不动,尽管司机立马紧急刹车,但为时已晚,当火车最终停下时,那位孕妇已躺倒在了第十几节货车车厢底下。这个错不在司机的悲剧给孙章留下了难以忘怀的印象。而他自己青年时代在唐山铁道学院刚入学时的一次经历,也让他提前认识了“紧急制动”这个日后在他的工作领域经常会遇到的问题。那一次,孙章仗着自己个子高,觉得腿随时可以够到地面没问题,骑了一辆刹车失灵的破自行车上街,没想到唐山马路的坡度大得不得了,虽然警察大声警告“慢行”,但他已“骑虎难下”,无法控制住车速了,眼看就要冲到马路底部的十字路口,孙章只好狠心把自己从车上摔了出去,才实现了另类的“紧急制动”。

孙章教授告诉记者,物理学里有一个公式:fd=mv2/2,在这里,其中f表示制动力,d表示制动距离,m是列车的质量,v表示制动时的列车速度。公式表示,制动力和制动距离的乘积等于在制动过程中所消耗的列车动能。可见当制动力足够大的时候,可以相应地缩短紧急制动的距离,但这里存在着技术瓶颈;另一方面,如果在紧急刹车过程中,人或列车的减速度(速度变化率)过大,也会危及安全,导致人仰车翻。

智能化列车可避免类似风险

这次的事故中,铁路职工尽职了,想尽办法报警的老百姓也尽职了,虽然损失已经减少,但还是没能避免灾难的发生。孙章相信,今后这类问题要靠智能化来从根本上解决。在智能列车上,有北斗卫星导航系统与铁道线路和车站系统以及行车指挥系统互联,智能化的传感器发现线路上的塌方异物后,会马上自动报警,整个铁路的指挥中心和运维系统都会接收到警报,并可通过调度系统提醒司机在安全制动距离以外紧急制动。

又如当年起因于雷击引起信号设备损坏的温州动车追尾事故,如果采用了如今的智能化铁路信号与控制系统,同样可以避免。

“列车运行安全是一个复杂的人机系统,人机互动很重要。”孙章教授说。

人有灵活性,但人不是随时随地百分之百可靠的。人有情绪,会开小差,有时还会误操作,以往还发生过司机在驾驶途中突然大脑出问题的状况。据悉,应用智能系统可提高交通可靠性至百分之九十九点几。北京市轨道交通燕房线、上海市轨道交通10号线和京张高铁已可做到全自动无人驾驶。

据孙章教授介绍,智能化已成为当前世界高速铁路的主要发展方向,如德国铁路公司提出的“铁路4.0”发展规划、日本推出的CyberRail系统、法国国家铁路公司提出的数字化铁路项目;瑞士也制定了铁路智能化发展的战略规划,将先进信息技术与铁路基础设施、运输装备、调度指挥、运输服务、养护维修等各领域进行深度融合,重点方向主要集中在列车自动驾驶、基于BIM的智能建造、智能调度指挥、基础设施智能运维、智能综合运输服务等方面。

我国目前也正在布局多层次的智能高铁和智能货运铁路,包括已开通运营的京(北京)张(张家口)高铁,正在建设、今年可能试运行的京(北京)雄(雄安)高铁,还有福(福州)厦(厦门)高铁、珠三角城际铁路以及浩吉铁路(即蒙华铁路项目,从内蒙古鄂尔多斯市的浩勒报吉至江西吉安)等5条线路,除了最后一条为北煤南运的货运专线外,其余4条均为客运专线。2049年前,我国可望完成整个铁路网络系统的智能化改造。这主要指信号控制等软件的改造。“与线路、桥梁、隧道等硬件的更新改造不同,一般来说,列车的速度越低,智能化改造反而容易实现。这对于包括货运干线网在内的全国铁路网实现智能化十分有利。”孙章解释道。

 




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