高原鐵路旅客列車供氧現(xiàn)狀調(diào)查

趙 靜，馬世偉，栗 麗，胡光亞，黃曉瑞

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081）

1 概述

自青藏鐵路開通運(yùn)營(yíng)以來，鐵路部門為保障進(jìn)出藏旅客的旅行安全，采取了車廂供氧等一系列的保障措施[1]。為了解高原鐵路旅客列車供氧現(xiàn)狀，對(duì)旅客列車供氧口及車廂供氧情況進(jìn)行調(diào)查分析。投入運(yùn)營(yíng)的旅客列車皆為全封閉供氧列車，列車均配置車載制氧設(shè)備，采用彌散式供氧與分布式供氧相結(jié)合的供氧方式，車內(nèi)氧濃度的穩(wěn)定和控制通過調(diào)節(jié)空調(diào)新風(fēng)量的大小加以實(shí)現(xiàn)[2]。

1.1 測(cè)試對(duì)象

共測(cè)試5列旅客列車，涉及區(qū)段1、區(qū)段2，并保證了車底不重復(fù)。測(cè)試軟臥、硬臥、硬座及餐車的供氧口和車廂環(huán)境氧濃度。

1.2 測(cè)試設(shè)備

便攜式氣相色譜儀(具備熱導(dǎo)檢測(cè)器)，氧氣標(biāo)準(zhǔn)氣、氦氣(載氣，純度99.999%)、氣袋(1 L)、氣筒等。

1.3 測(cè)試步驟

區(qū)段1檢測(cè)時(shí)車廂均為滿員狀態(tài)，區(qū)段2為空載狀態(tài)。在不同海拔高度，于客車車廂中部高1.5 m處和供氧口處連續(xù)采樣并進(jìn)行測(cè)試分析。測(cè)試過程不定時(shí)進(jìn)氧氣標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

使用數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入整理、簡(jiǎn)單描述性統(tǒng)計(jì)計(jì)算和各類差異性檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析，檢驗(yàn)水平α=0.05。

2 測(cè)試結(jié)果及分析

2.1 區(qū)段1供氧口及車廂環(huán)境

2.1.1 列車供氧口

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)段1旅客列車供氧口氧濃度121樣次，供氧口氧濃度≥35%占總數(shù)的71.9%，其中軟臥車廂供氧口氧濃度達(dá)標(biāo)率最高，其他依次為硬座、硬臥和餐車；不同海拔高度分析，列車運(yùn)行在4 500 m以上時(shí)供氧口氧濃度合格率較其他海拔高度偏低。海拔＜4 000 m氧濃度數(shù)據(jù)中，最低值30.29%，最高值39.66%，平均值36.10%；海拔＞4 000 m氧濃度數(shù)據(jù)中，最低值30.11%，最高值39.96%，平均值36.13%。詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1供氧口氧濃度數(shù)據(jù)可知，軟臥不同海拔之間比較F=0.323、P=0.726＞0.05，硬臥不同海拔之間比較F=0.179、P=0.184＞0.05，硬座不同海拔之間比較F=0.213、P=0.810＞0.05，餐車不同海拔之間比較F=3.680、P=0.054＞0.05，同一類型車廂供氧口在不同海拔氧濃度不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

根據(jù)表1，不同類型車廂比較，在海拔3 500～4 000 m時(shí)，F(xiàn)=6.324，P=0.001＜0.05；海 拔4 000～4 500 m時(shí)，F(xiàn)=3.741，P=0.019＜0.05；海 拔4 500～5 000 m時(shí)，F(xiàn)=61.399，P=0.000＜0.05，表明不同車廂供氧口氧濃度在同一海拔區(qū)間內(nèi)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2.1.2 列車車廂環(huán)境

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)段1旅客列車車廂氧濃度205樣次，滿足氧濃度≥22.3%規(guī)定的占94.1%。其中，4 500 m以上車廂環(huán)境氧濃度100%符合，3 500～4 000 m車廂環(huán)境氧濃度92.5%符合，4 000～4 500 m以上車廂環(huán)境氧濃度95%符合。區(qū)段1旅客列車軟臥、硬臥、餐車車廂環(huán)境中各海拔高度氧濃度達(dá)標(biāo)率均能達(dá)到90%以上，但硬座3 500～4 000 m氧濃度達(dá)標(biāo)率為77.8%。

海拔＜4 000 m氧濃度數(shù)據(jù)中，最低值21.64%，最高值37.52%，平均值23.88%；海拔≥4 000 m氧濃度數(shù)據(jù)中，最低值21.82%，最高值27.73%，平均值23.71%。詳細(xì)數(shù)據(jù)如表2所示。

由表2列車車廂環(huán)境氧濃度可知，軟臥不同海拔之間比較F=0.365、P=0.696＞0.05，硬臥不同海拔之間比較F=0.358、P=0.784＞0.05，硬座不同海拔之間比較F=0.495、P=0.687＞0.05，餐車不同海拔之間比較F=0.580、P=0.563＞0.05，同一類型車廂在不同海拔氧濃度不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

根據(jù)表2，不同類型車廂比較，海拔3 500～4 000 m時(shí)，F(xiàn)=1.142，P=0.335＞0.05；海拔4 000～4 500 m時(shí)，F(xiàn)=0.302，P=0.824＞0.05；海 拔≥5 000 m時(shí)F=0.000，P=1.000＞0.05，表明在海拔3 500～4 500 m和5 000 m以上時(shí)不同車廂環(huán)境氧濃度不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；海拔在4 500～5 000 m時(shí)，F(xiàn)=16.229，P=0.000＜0.05，同一海拔點(diǎn)不同車廂環(huán)境氧濃度存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

表1 區(qū)段1旅客列車供氧口測(cè)試結(jié)果

表2 區(qū)段1旅客列車車廂測(cè)試結(jié)果

2.2 區(qū)段2供氧口及車廂環(huán)境氧濃度

本次試驗(yàn)共測(cè)得車廂環(huán)境供氧數(shù)據(jù)53份，車廂環(huán)境氧濃度大于22.3%的53樣次，占總測(cè)試樣品100%。氧濃度平均水平為(24.3±1.1)%，測(cè)得供氧口數(shù)據(jù)6份，達(dá)標(biāo)率為100%。氧濃度平均水平為(35.70±0.70)%。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 區(qū)段2供氧口及車廂環(huán)境氧濃度測(cè)試結(jié)果

2.3 測(cè)試結(jié)果分析

2.3.1 車廂氧濃度

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中高原運(yùn)營(yíng)列車的氧濃度按相關(guān)要求“高原旅客列車供氧系統(tǒng)開啟穩(wěn)定后，車內(nèi)彌散式供氧環(huán)境氧濃度應(yīng)大于或等于22.3%，安全用氧濃度不應(yīng)高于25.5%”[3]進(jìn)行判定。本次測(cè)試結(jié)果表明，在客車滿員情況下，區(qū)段1旅客列車94.1%車廂的供氧情況符合要求；空載狀態(tài)下，區(qū)段2車廂100%符合要求。

分析區(qū)段1旅客列車車廂環(huán)境氧濃度數(shù)據(jù)可知：實(shí)際數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)限值的差距在0.34%±0.23%之間，最小差距為0.05%，最大差距0.66%。其中，差值在0.2%以內(nèi)5個(gè)、占比41.7%。按照差值分析，部分車廂氧濃度尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，需進(jìn)一步提升供氧效果。

2.3.2 供氧口濃度

在旅客滿員條件下，區(qū)段1測(cè)試車廂供氧口濃度大部分能夠滿足《高原旅客列車供氧技術(shù)要求》(TB/T 3573—2022)[3]標(biāo)準(zhǔn)限值要求，區(qū)段2車廂供氧口濃度100%能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

分析區(qū)段1旅客列車供氧口氧濃度數(shù)據(jù)可知：實(shí)際數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)限值的差距在2.50%±1.96%之間，最小差距為0.4%，最大差距7.3%。按照差值分析，部分供氧口濃度尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限值≥35%的要求，需進(jìn)一步提升。

3 結(jié)束語

高原鐵路開通運(yùn)營(yíng)至今，氧氣分離、空氣壓縮系統(tǒng)等供氧設(shè)備已達(dá)到一定的使用年限，應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注供氧設(shè)備的維護(hù)與檢修，提高供氧能力，保證旅客和職工的身體健康。