高鐵安全誰來保障

　　作為一名普通出行者，對鐵路最關(guān)心的無非有以下幾個(gè)要素：安全、快速、舒適、經(jīng)濟(jì)、便捷。鐵路客運(yùn)發(fā)展的最高目標(biāo)便是把旅客安全、及時(shí)地運(yùn)送到目的地，發(fā)展高速鐵路則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳途徑，這也成為世界各國的普遍共識。高速鐵路在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成功運(yùn)營47年，對于如何保障安全，已經(jīng)積累了一整套的技術(shù)體系。
　　
　　高鐵是個(gè)“巨系統(tǒng)”
　　
　　高速鐵路是一個(gè)紛繁復(fù)雜的巨系統(tǒng)，其運(yùn)用安全涉及到各個(gè)環(huán)節(jié)，從合理安排列車運(yùn)行圖和司乘人員，到運(yùn)營設(shè)備和線路的狀態(tài)檢測與維修保養(yǎng)，以及調(diào)度指揮和運(yùn)行控制等。
　　高速鐵路的指揮核心是運(yùn)營調(diào)度子系統(tǒng)，由其指揮、控制高速列車及司乘人員、線路、通信信號、牽引供電、旅客服務(wù)等其他子系統(tǒng)，并接收這些子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及安全狀態(tài)信息反饋。隨著科技水平和管理經(jīng)驗(yàn)的提升，運(yùn)營調(diào)度子系統(tǒng)的功能也在不斷改進(jìn)和完善。目前已經(jīng)可以在線掌握列車的運(yùn)行狀況，同時(shí)還能在線掌握基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)車車輛等運(yùn)輸設(shè)備的狀態(tài)以保證列車運(yùn)行的安全。
　　由此可見，高速鐵路運(yùn)用安全涉及人、設(shè)備、環(huán)境3個(gè)主要因素。這里的“人”包括運(yùn)營維護(hù)人員及旅客；“設(shè)備”既包括移動(dòng)的高速動(dòng)車組，又包括固定的基礎(chǔ)設(shè)施，如軌道、路基、接觸網(wǎng)、地面信號設(shè)備等。高速鐵路系統(tǒng)內(nèi)部蘊(yùn)含著巨大的、受控的能量，如高速列車的動(dòng)能、供電系統(tǒng)傳輸?shù)碾娔?，在不利條件下，人、設(shè)備和環(huán)境這3個(gè)因素都可能造成能量屏蔽的失效，從而導(dǎo)致事故的產(chǎn)生。另一方面，管理因素與這3個(gè)要素同時(shí)發(fā)生聯(lián)系，如果管理因素故障或管理因素與其他因素配合不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致事故。
　　
　　高鐵安保體系的構(gòu)成
　　
　　保障高速鐵路運(yùn)營安全，就是要保障人、設(shè)備、環(huán)境以及管理四個(gè)因素的各自完善和互相匹配，同時(shí)通過安全狀態(tài)檢測及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切斷事故發(fā)生和傳播的途徑。
　　一個(gè)完整的高速鐵路運(yùn)用安全保障體系至少應(yīng)包括人員安全保障系統(tǒng)、設(shè)備安全保障系統(tǒng)、環(huán)境安全預(yù)警系統(tǒng)、安全法規(guī)與管理系統(tǒng)和應(yīng)急救援系統(tǒng)5大部分。人員安全保障系統(tǒng)主要完成行車人員的安全教育和技能培訓(xùn)；設(shè)備安全保障系統(tǒng)一方面對橋梁、隧道、車站、軌道、接觸網(wǎng)、通信信號等固定設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的事故隱患，避免事故的發(fā)生。另一方面，利用列車狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及早探測移動(dòng)設(shè)備的故障，防止意外事故的發(fā)生，同時(shí)及早通知維修人員做好準(zhǔn)備；環(huán)境安全預(yù)警系統(tǒng)對鐵路沿線自然環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，內(nèi)容包括風(fēng)速、雨量、地震、降雪、線路塌方、落石等危及列車安全運(yùn)行的自然災(zāi)害。當(dāng)檢測到災(zāi)害或預(yù)測到可能發(fā)生災(zāi)害時(shí)發(fā)出警報(bào)；安全法規(guī)與管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)與行車安全相關(guān)的法令法規(guī)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)等的制定和監(jiān)督管理；行車安全應(yīng)急救援系統(tǒng)使列車意外事故能夠迅速地得到處理，并將損失控制到最小。受篇幅所限，本文只介紹其中3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
　　
　　保障動(dòng)車組安全的
　　車載診斷技術(shù)
　　
　　動(dòng)車組的運(yùn)用安全保障包括兩個(gè)主要環(huán)節(jié)：一是借助車載診斷技術(shù)，高效率地完成對各種功能設(shè)備的故障檢測、預(yù)報(bào)和排除；二是建立良好的運(yùn)行檢修體系，確保動(dòng)車組運(yùn)用的安全與高效。
　　車載診斷技術(shù)可以識別部件磨耗和偶發(fā)性故障，顯示故障發(fā)生的部位和功能范圍，并記錄故障信息。在故障情況下，車載診斷系統(tǒng)會(huì)提示司機(jī)迅速排除故障的維修方式，以及提出保持功能措施的建議，并在必要時(shí)采取緊急制動(dòng)的方式。
　　動(dòng)車組的車載診斷技術(shù)分為下列3個(gè)層次：（1）部件診斷：由各計(jì)算機(jī)控制裝置對其本身進(jìn)行自診斷，并對被控對象進(jìn)行監(jiān)測診斷，然后按事先確定的編碼將診斷數(shù)據(jù)輸入控制單元。（2）單節(jié)車輛診斷：包括動(dòng)車和拖車，診斷數(shù)據(jù)獲取并被存儲(chǔ)后，將按事先確定的單車診斷參數(shù)編碼，傳輸?shù)絼?dòng)力車主控單元中進(jìn)行故障列表。（3）列車診斷：由列車安裝在動(dòng)力車上的主控單元（診斷中心）獲取、分類、評估和存儲(chǔ)列車的診斷結(jié)果，并在前導(dǎo)動(dòng)力車上顯示，同時(shí)可將這些信息存儲(chǔ)在其他動(dòng)車的主控單元中。
　　目前動(dòng)車組的維修方式有三種：定期維修（又稱計(jì)劃修）、狀態(tài)修（又稱視情維修）和事后維修（又稱故障修）。定期維修是以使用時(shí)間作為維修期限，只要設(shè)備到了預(yù)先規(guī)定的時(shí)間，不管其技術(shù)狀態(tài)如何，都要進(jìn)行規(guī)定的維修工作，這是一種強(qiáng)制性的預(yù)防修理。因?yàn)楦咚勹F路的旅客運(yùn)載工具是由牽引動(dòng)力和運(yùn)輸載體一體化的“動(dòng)車組”構(gòu)成，這同常規(guī)鐵路有很大不同，因此必須按照動(dòng)車組實(shí)際走行公里數(shù)和定檢期限及時(shí)安排相關(guān)的檢修作業(yè)，以保證動(dòng)車組在運(yùn)用中的高可靠性。
　　
　　維護(hù)設(shè)施安全的綜合檢測列車
　　
　　列車與軌道、接觸網(wǎng)、通信、信號等基礎(chǔ)設(shè)施組成列車運(yùn)行的設(shè)備體系。由于高速鐵路的運(yùn)用特點(diǎn)是行車密度高、可供養(yǎng)護(hù)維修使用的線路占用時(shí)間短，因此，綜合檢測必須快速而準(zhǔn)確地完成。隨著綜合檢測技術(shù)的發(fā)展，高速鐵路確立了“綜合檢測列車為主，營業(yè)列車和人工巡檢為輔”的安全檢測模式。
　　綜合檢測技術(shù)將全斷面限界、軌道狀態(tài)、輪軌作用力、接觸網(wǎng)、通信信號、環(huán)境監(jiān)視等檢測系統(tǒng)集成在一列綜合檢測列車上，實(shí)現(xiàn)了信息同步采集和數(shù)據(jù)共享。綜合檢測列車一般由4～6節(jié)檢測車輛組成，裝載著各種專項(xiàng)檢測設(shè)備。更為重要的是，這些專項(xiàng)檢測設(shè)備在數(shù)據(jù)采集時(shí)能夠依靠列車的中央控制網(wǎng)絡(luò)在速度、時(shí)間和里程位置上保持嚴(yán)格同步。各專項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)還可利用列車網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全列車的數(shù)據(jù)共享。
　　隨著技術(shù)的發(fā)展，綜合檢測列車的檢測內(nèi)容越來越豐富，從道床、軌枕、扣件、鋼軌、軌道幾何、隧道限界、線路全斷面和環(huán)境，到電氣化設(shè)備和通信信號設(shè)備，都開發(fā)了相應(yīng)的檢測技術(shù)及設(shè)備。激光和攝像檢測技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，提高了檢測速度、精度和可靠性。此外，采用了輪軸計(jì)數(shù)、加速度計(jì)、測速雷達(dá)、車上與軌道間的應(yīng)答技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等多信息源融合的策略來精確定位檢測數(shù)據(jù)的里程位置。檢測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)代通訊技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時(shí)地傳送到地面調(diào)度中心或工務(wù)部門。檢測數(shù)據(jù)還通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)與電子地圖、線路設(shè)備數(shù)據(jù)庫、維修計(jì)劃決策等集成到一個(gè)系統(tǒng)，指導(dǎo)對線路進(jìn)行科學(xué)化的維護(hù)和管理。
　　0號高速綜合檢測列車是我國首列250千米時(shí)速的綜合檢測列車，該車集成世界先進(jìn)的檢測設(shè)備，可在高速條件下，實(shí)時(shí)檢測前面提到的各種狀態(tài)、指標(biāo)。
　　
　　監(jiān)測環(huán)境安全的預(yù)警系統(tǒng)
　　
　　高速鐵路除了要保證動(dòng)車組、供電、線路、通信、信號等設(shè)備安全外，對各種可能發(fā)生的災(zāi)害，如強(qiáng)風(fēng)、暴雨、大雪、地震等自然災(zāi)害，以及塌方落石、異物侵限、列車事故等突發(fā)性災(zāi)害，都要實(shí)施全面監(jiān)測，建立安全預(yù)警系統(tǒng)和緊急救災(zāi)系統(tǒng)，科學(xué)地預(yù)防和應(yīng)對災(zāi)害的突然襲擊。
　　強(qiáng)風(fēng) 強(qiáng)風(fēng)可以引起接觸網(wǎng)強(qiáng)烈擺動(dòng)、翻轉(zhuǎn)，此時(shí)如果動(dòng)車組通過，受電弓和接觸網(wǎng)將無法保持應(yīng)有的幾何關(guān)系，造成離線放電，甚至刮斷接觸網(wǎng)和受電弓的支撐機(jī)械。另一方面，作用于列車側(cè)面的強(qiáng)風(fēng)，將影響列車運(yùn)行的橫向穩(wěn)定性，尤其是在列車通過曲線時(shí)，極有可能造成列車的傾覆。
　　高鐵的強(qiáng)風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)可提前告知列車注意或不要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。由于氣象部門只能提供大范圍的氣象概況，這種粗略的天氣形勢不能可靠的對具體的地段進(jìn)行預(yù)報(bào)，所以鐵路沿線需要設(shè)置的風(fēng)速探測器。這些探測器一般安裝在特大橋梁、車站、變電所、空曠地帶以及風(fēng)期長、風(fēng)力強(qiáng)勁的風(fēng)口地區(qū)。在檢測到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，需要對列車立即進(jìn)行管制運(yùn)行。如當(dāng)風(fēng)力達(dá)到35米/秒以上時(shí)，列車一般要停止運(yùn)行。
　　暴雨 雨害不像風(fēng)災(zāi)、地震那樣具有突發(fā)性，它是按積少成多、循序漸進(jìn)的規(guī)律形成災(zāi)害的，但破壞力大，影響面寬。目前，我國采用基于降雨量為主要依據(jù)的監(jiān)控系統(tǒng)，在年降水量大于200毫米的地區(qū)均裝有雨量計(jì)，并設(shè)置3級降雨量警戒線，實(shí)行警戒、限速和停運(yùn)等行車規(guī)則。對于雨害，除了沿線設(shè)置的雨量計(jì)，在一些必要的地點(diǎn)，如立交橋、隧道口以及可能發(fā)生嚴(yán)重坡面破壞的地方，還要增設(shè)攝像機(jī)、傾斜計(jì)、應(yīng)變計(jì)、檢測網(wǎng)等傳感器，監(jiān)測路基災(zāi)害。
　　地震 地震是當(dāng)今人類所面臨的重大自然災(zāi)害之一，是一種發(fā)生概率小，但危害性大，監(jiān)測投資高，暫時(shí)無法完全預(yù)測的一種自然災(zāi)害。與國家地震預(yù)報(bào)目的不同，鐵路地震監(jiān)測系統(tǒng)的目的是當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，分析、判斷所監(jiān)測到的地震信號是否對列車運(yùn)行造成危害。如達(dá)到預(yù)警水平，將自動(dòng)切斷相關(guān)區(qū)段接觸網(wǎng)電源，使本區(qū)段上的列車停止運(yùn)行，并使在相鄰區(qū)段上運(yùn)行的列車不再進(jìn)入地震災(zāi)區(qū)，達(dá)到防止、減輕地震災(zāi)害和次生災(zāi)害的目的。
　　高速鐵路地震監(jiān)測系統(tǒng)對系統(tǒng)響應(yīng)要求極高。由于點(diǎn)信號的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地震波的傳播速度。當(dāng)強(qiáng)烈地震波首先到達(dá)設(shè)置于距離震源中心最近的地震儀后，系統(tǒng)能在幾秒內(nèi)做出綜合判斷，并發(fā)出警報(bào)。
　　其他突發(fā)性災(zāi)害 雪災(zāi)是寒冷地區(qū)高速鐵路需要面對的自然災(zāi)害。如果積雪過高，列車底架粘附積雪，將造成車下設(shè)備損壞。當(dāng)積雪融化下落時(shí)，威脅線路兩側(cè)地面設(shè)備和引起道渣飛濺。積雪還會(huì)影響道叉的正常工作。因此在相關(guān)區(qū)段應(yīng)設(shè)置降雪計(jì)、積雪深度計(jì)、自動(dòng)融雪等設(shè)備。
　　在有可能有閑人進(jìn)入高速鐵路線路范圍的路段、可能發(fā)生崩坍、落石的路段，公路跨越高速鐵路、公路并行高速鐵路的路段，應(yīng)設(shè)置金屬防護(hù)網(wǎng)、異物檢測網(wǎng)和監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)，以保證高速鐵路受侵的信息及時(shí)傳輸?shù)骄C合調(diào)度中心，控制列車的運(yùn)行。
　　【責(zé)任編輯】龐云