關(guān)于CR400BF標(biāo)準(zhǔn)動車組安全性分析

靳帥 朱寶

摘要：安全性是中國標(biāo)準(zhǔn)動車組先進(jìn)性、人性化設(shè)計的重要體現(xiàn)。中國標(biāo)準(zhǔn)動車組設(shè)計有超員報警監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)對每節(jié)車廂的載重量進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)超載，保證了動車組安全運(yùn)行。本文主要對標(biāo)準(zhǔn)動車組的超員報警系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡的介紹和闡述。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)動車組 ? ?安全性 ? ?超員報警

1概述

高速動車組作為我國現(xiàn)如今運(yùn)輸和人們出行的主要交通工具，在享受其高速帶來的快捷性、舒適性、便利性的同時，動車組自身的安全性能也變的越來越重要[1]。為了適應(yīng)中國高速鐵路高安全性的需求，在中國鐵路總公司的主導(dǎo)之下，集合國內(nèi)有關(guān)企業(yè)、高校、科研單位等優(yōu)勢力量，開展了時速350公里中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的研制工作。中國標(biāo)準(zhǔn)動車組在環(huán)保、節(jié)能、降低全壽命周期成本、進(jìn)一步提高安全冗余等方面加大了創(chuàng)新力度，具有創(chuàng)新性、智能化、安全性、人性化、經(jīng)濟(jì)性等特點。

2安全性能分析

CR400BF標(biāo)準(zhǔn)動車組即復(fù)興號動車組是我國自主研發(fā)的具有國際領(lǐng)先水平的高速動車組，其設(shè)計時速達(dá)到每小時350公里。標(biāo)準(zhǔn)動車組以其快捷、方便等特點迅速發(fā)展成為人們出行的主要交通工具，因此，其安全性也越來越惹人注目。標(biāo)準(zhǔn)動車組在繼承了“和諧號”動車組既有安全性能的同時，增加了動車組超員檢測監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1超員檢測系統(tǒng)必要性

相較于上一代“和諧號”動車組，“復(fù)興號”動車組除了經(jīng)濟(jì)性、創(chuàng)新性等方面的提升，在設(shè)計上更加智能，加載了超員自動報警功能，當(dāng)達(dá)到一定旅客量，單車超員20%時，會自動報警，其實，無論“和諧號”還是“復(fù)興號”，都具備一定的超載能力，只是“復(fù)興號”在設(shè)計上更加以人為本，同時考慮運(yùn)行的安全性和乘坐的舒適性，包括空調(diào)供風(fēng)能力和給水衛(wèi)生能力在不影響旅客舒適性的前提下可以滿足多大超員負(fù)荷，經(jīng)核算，“復(fù)興號”動車組超員20%時可正常運(yùn)行，超過后乘坐舒適性會有所下降;上一代“和諧號”動車組并沒有設(shè)置超員自動報警裝置，在春運(yùn)與暑運(yùn)期間，出現(xiàn)返程高峰時，高速鐵路的運(yùn)營能力始終難以滿足返程高峰期時旅客的需求當(dāng)人員過多時，就會出現(xiàn)超員。

2.2超員運(yùn)行危害

眾所周知，單獨的交通事故是一個隨機(jī)事件，具有不確定性。但是，大量這樣的隨機(jī)事件便構(gòu)成了安全性能影響的來源[2]。車輛超載對安全行車或運(yùn)輸造成極大的危害，嚴(yán)重危及群眾生命和財產(chǎn)安全，成為大量道路交通事故的誘導(dǎo)因素，造成巨大的損失。所謂超限，是指裝載超過線路對其的限值，包括運(yùn)輸總重與軸荷等超過限定值[3]。

動車組超員即旅客數(shù)量超過滿載人數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)超員時，會增加車重，導(dǎo)致列車加速時間過長，造成列車區(qū)間內(nèi)運(yùn)行時間加長或制動距離延長，兩種現(xiàn)象都是在列車運(yùn)行過程中嚴(yán)禁出現(xiàn)的，加速時間過長會導(dǎo)致列車晚點，制動距離延長會直接影響動車組出現(xiàn)突發(fā)情況時的性能，極端情況下會導(dǎo)致列車相撞，后果不堪設(shè)想。

同濟(jì)大學(xué)教授、鐵路專家孫章從應(yīng)用力學(xué)設(shè)計的角度剖析了動車超員的危害。列車是通過軸和轉(zhuǎn)向架對軌道的力的傳遞向前運(yùn)行的，其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性是三大重要數(shù)據(jù)。軸的運(yùn)轉(zhuǎn)是在軌道上往復(fù)交替載荷的疲勞破壞，特別是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，這種破壞更大。動車曾經(jīng)做過試驗，在高速下超載運(yùn)行，車輛的軸承就出現(xiàn)了細(xì)微裂縫。當(dāng)軸承出現(xiàn)裂紋時，若列車在此車重條件下持續(xù)運(yùn)行便會導(dǎo)致軸承斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致列車脫軌、翻車，嚴(yán)重危害旅客人身安全[4]。

同時，動車組超員車重增加同樣會對軌道及相關(guān)設(shè)施造成損傷，由于超載超限車輛的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了鐵路和橋梁的設(shè)計載荷，致使鋼軌平穩(wěn)度降低，導(dǎo)致列車蛇形運(yùn)動和搖晃，影響旅客舒適度的同時還會增加脫軌的風(fēng)險。

2.3動車組超員監(jiān)測系統(tǒng)工作原理

動車組的超員報警通過監(jiān)測車輛重量來實現(xiàn)，列車所有載荷狀態(tài)均通過空氣彈簧壓力來體現(xiàn)，即不同的載荷狀態(tài)對應(yīng)不同的空簧壓力，各車制動控制裝置實時檢測本車的空氣彈簧壓力，將采集到的空氣彈簧壓力通過壓力傳感器轉(zhuǎn)化為車輛重量信息（單位：t），并通過列車數(shù)據(jù)傳輸總線發(fā)送到列車控制系統(tǒng)，列車控制系統(tǒng)將接收到的車重與軟件“超員警告閾值”預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，進(jìn)行超載信息的整車超員報警或單車超員報警判斷。

動車組超員報警值的設(shè)置是根據(jù)車輛超員人數(shù)確定超員報警閾值，并考慮適當(dāng)?shù)挠嗔俊Ａ熊嚤O(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有維持列車載客運(yùn)行所必需物品的載荷量，并將該載荷量定義為整備量，在此基礎(chǔ)上增加定員重量（每乘客80公斤）定義為定員載荷量，將超過20%的定員載荷定義為超員報警值。當(dāng)單車超員20%時，進(jìn)行預(yù)警，提示乘客向未超員車輛疏散;整列超員20%時，在司機(jī)室、機(jī)械師室、乘務(wù)員室進(jìn)行報警，在客室內(nèi)進(jìn)行聲光報警，提示乘務(wù)員進(jìn)行應(yīng)急處置。

為排除車輛運(yùn)行中過曲線等路況對空氣彈簧壓力值的影響，列車運(yùn)行時控制系統(tǒng)不進(jìn)行超員報警檢測。當(dāng)列車靜止時，超員報警檢測系統(tǒng)開始對單車超員報警和整車超員報警進(jìn)行監(jiān)控，并在發(fā)生超員報警時在相應(yīng)部位進(jìn)行聲光報警提醒。

2.4超員報警措施

當(dāng)單車發(fā)生超員報警時，會在司機(jī)室、機(jī)械師室進(jìn)行聲光報警（單車超員時，司機(jī)室不報警;整列超員時，司機(jī)室進(jìn)行聲光報警），并在司機(jī)室顯示各車廂“單車超員報警”狀態(tài);同時列車控制系統(tǒng)把相應(yīng)車廂超員報警信息發(fā)送旅客信息系統(tǒng)，旅客信息系統(tǒng)控制超員車廂車內(nèi)顯示器顯示“本車已超員，請站立乘客到相鄰車輛乘坐”，同時本車廣播喇叭發(fā)出與車內(nèi)顯示屏顯示文字內(nèi)容一致的語音播報信息。

3.結(jié)論

本文介紹了CR400BF標(biāo)準(zhǔn)動車組超員檢測監(jiān)控系統(tǒng)的必要性及工作原理，通過動車組超員檢測監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置使其安全性能大大提高，證明中國標(biāo)準(zhǔn)動車組不僅滿足了我國持續(xù)高速運(yùn)行、長距離、開行密度較高、載客量較大等要求，更讓旅客在享受到快速、高效生活的同時，安全也得到了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張杰.動車組安全回路簡析[J]. 無線互聯(lián)科技，2015（05）：88-89.

[2] 張紅衛(wèi)，王文龍.車輛超限、超載與公路運(yùn)輸安全性分析[J].公路交通科技，2004（03）：132-134.

[3] 王起全，馮志斌. 道路交通安全性評價分析與研究[J].中國職業(yè)安全健康協(xié)會2007年學(xué)術(shù)年會，2017，11：310-311.

[4]王廣凱，李培署. 專家釋疑“動車超員報警”事件：超員超載很危險[J].人民日報，2013（03）.