技术解读7-23特大动车组相撞事故

新闻事件:

2011年7月23日20时50分,杭深线永嘉至温州南间,北京南至福州D301次列车与杭州至福州南D3115次列车发生追尾事故。D301次列车第1至4位脱线,D3115次列车第15、16位脱线。
据事发后第一时间消息称,其撞击原因是D3155次列车遭到雷击后失去动力停车,D301次未接到同轨线路前方有车的信号而高速正常行驶,造成这一特大事故的发生。
事发背景:

1. 当日当时极为恶劣的天气情况
笔者有位朋友凌晨三点连夜赶往温州的事发地点。在与附近民众的交流过程中,得知昨晚8点-9点期间,当地条件十分恶劣,雷电交加暴雨侵袭,甚至当时雷电的声音盖过了列车相撞的声音,很多铁路附近的民众竟然也是从新闻上得知几百米开外的这场事故。
2. 事发地的特殊地形情况
事发地是双层悬架铁路,下层通行普通列车,上层通行动车组高速列车。这一地形造成了D3115次列车受撞后不仅脱轨,并有两节车厢垂直悬空。
据称,下层普通列车的通行没有造成任何影响。
技术解读:

1. 什么是动车组?什么是高铁?
动车组的名称来源于该种列车的动力分布方式,这是一种动力分散式列车。其组成结构为一组带动力的列车车厢(简称动车)和一组不带动力的列车车厢(拖车),在正常使用寿命周期内始终以固定编组运行,不能随意更改编组和车厢顺序。
高铁是高速铁路客运列车的简称,泛指运行速度大于200公里的铁路运输设备。
2. 动车组的运行原理
动车组按其驱动力类型可分为:内燃型动车组和电力型动车组。内燃型动车组主要用于城际和城郊的短途客运,其时速大约为160公里-180公里之间。我国近几年引进、研发和使用的动车组,均为电力型动车组。
电力型动车组,顾名思义,是由电力为驱动力的。这种列车的车顶均有受电弓与25000伏以上的高压接触网相连接,受电弓将接收到的高压电输送给牵引变压 器,降压成1500V的交流电。降压后的交流电再输入牵引变流器,通过一系列的处理,变成电压和频率均可控制的三相交流电,输送给牵引电机,通过电机的转 动而牵引整个列车的运行,并且提供车厢内的供电。
据称,目前动车组的供电只能通过电网来进行,受电弓除了供电外,还要防止噪声和火花,因此对其技术要求很高。
本次事故中D3115次动车组的型号为CRH1B型,于2010年4月交付使用。
3. 雷击和断电会造成动车组的正常运行造成什么影响
自动车组正式运营以来,因为天气情况造成的停运和延误事故已经屡见不鲜。造成原因主要有两种情况:
其一,列车自身的原因。在暴风雨等恶劣天气条件下,受电弓随着车体的高速运动,很难保持与接触网的正常接触,供电质量就会下降,影响列车的正常运行。
其二,高压接触网的原因。接触网一旦在暴风雨中,原本预设均匀的电压就会发生改变,不能保持恒定的电压。严重情况下会造成供电的中断。
铁道部新闻发言人王勇平在24日的答记者问中表示,“初步了解,事故原因是雷击造成设备故障导致的。”
4. 动车组的调度问题
动车组的调度有两部分组成,一部分是自动化检测、监测、警报系统,另一部分是人工调度系统。
我们首先来看一下自动监测系统。
在动车组铁路运行的沿线,均安装有风力监测子系统、雨量监测子系统、地震监控子系统和异物侵限监控子系统构成的防灾安全监控系统,能在运营过程中及时监控地质灾害信息并采相应措施。
同时,动车组所运行的铁轨也有防碰撞检测方面的设计。其轨道设计是以区间为单位,每一个区间的划分由绝缘接头依次分隔开。每个区间内为一个连通的检测单 元,当两列列车同时存在于同一区间时,就会形成会回路信号,该信号会立刻发出警报。铁轨的警报存储在每个区间的起始部分,编码信号经轨道电路传送到途经该 处的列车轮对,信息解码后会立刻显示在驾驶室中。
因为动车组的速度非常快,所以铁轨上的障碍物也会对其安全性能产生很大影响。所以,该铁轨设计技术对于障碍预警也有所帮助。如果有一根钢条搭在两根铁轨中 间,列车运行到同一轨道时也能形成回路从而产生预警。由此可见,该技术下,停电与否对铁轨的自动障碍检测不会造成任何影响。并且,区间占用信号是由铁轨发 出,与前方停运的列车无关。
以上这些监测和检测的信号会有两种方式来控制列车的运行情况,一种是将信息输送到人工调度中心,调度中心给即将经过该路段的司机发出指令,指挥列车减速或停车。
另一种调度是自动传送给列车司机,由其作出判断并采取相应措施。
据2007年4月铁道部所印发的《动车组列车调度命令无线传送和CTC区段无线列调使用管理办法》中相关条例:
机车装置(指调度命令机车装置,以下同)收到调度命令及行车凭证等信息时,能自动向系统回送自动确认信息,在机车装置上自动储存显示,发出提示阅读音,并可打印;司机签收确认后,机车装置能向系统发送签收信息。签收信息应在发送方终端设备上显示。
系统具有自动重发功能。在调度命令发出后15秒内收不到自动确认信息时,系统则自动重发。重发后仍收不到自动确认信息时,在列车调度员TDCS/CTC终端上提示,由调度员选择重发或结束。
当列车接近关系区间两端站前,调度命令仍未发送成功时,列车调度员应按原规定发布调度命令。
本次事故中,当时正常行驶中的D301列车既没有接收到前方有列车或是障碍物的报警信号,又没有接收到人工调度中心的调控信号,才造成了以高速撞向D3115次列车的惨剧发生。
由此可以推测,雷击只可能影响高压线路,不可能影响到铁轨的检测信号,所以可能是该轨道区间段存储信号的系统发生了故障,也可能是雷电造成D301次列车的解码和信号传输系统障碍。

萝卜网

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