圖解724西班牙高鐵列車顛覆事故老鶴

1、圖解7.24西班牙高鐵列車顛覆事故  老鶴  閱讀：28902013-10-11 13:13標(biāo)簽：轉(zhuǎn)載太棒了！高手，佩服。原文地址：圖解7.24西班牙高鐵列車顛覆事故  老鶴  原文作者：laohelaohe2008圖解7.24西班牙高鐵列車顛覆事故 老鶴 ( 原創(chuàng) ）一、概要2013年7月24日西班牙當(dāng)?shù)貢r(shí)間20:41發(fā)生了高鐵列車整列顛覆重大事故，死亡79人，傷180人，全列車259名乘客無(wú)一幸免。圖1：正在清理中的現(xiàn)場(chǎng)X這是一列由西班牙首都馬德里開(kāi)往加利西亞自治區(qū)首府圣地亞哥.德孔波斯特拉市（以下簡(jiǎn)稱德孔市）

2、的Talgo系列高舒適型電動(dòng)客車。事故發(fā)生在距德孔市車站3.5公里的彎道上，駕齡達(dá)十年的高鐵列車司機(jī)加爾松正在打著手機(jī)穿越最后的直線段1500米長(zhǎng)的架空路橋和630米長(zhǎng)的隧道，他忽視了減速信號(hào)的數(shù)次警告。當(dāng)牽引機(jī)車駛出隧道時(shí)才發(fā)現(xiàn)，限速為80公里/小時(shí)的彎道已在跟前，減速來(lái)不及了，之后就發(fā)生了歐洲高鐵史上罕見(jiàn)的一幕慘劇。德孔市在西班牙的西北部，火車由首都馬德里開(kāi)往這里，地形較為復(fù)雜，這是由中部高原地區(qū)駛?cè)肫鸱嘧兊奈鞅鼻鹆甑貐^(qū)。進(jìn)入丘陵地區(qū)的高鐵線路主要路段大多是由路橋和隧道組成，這是一條設(shè)計(jì)時(shí)速在每小時(shí)200公里以上新建的電氣化高速鐵路，開(kāi)通不到兩年。線路設(shè)計(jì)特別要求在駛?cè)氲驴资星八墓镆酝?/p>

3、，列車必須減速到每小時(shí)80公里以下，以便安全通過(guò)在進(jìn)站前無(wú)法避開(kāi)的三個(gè)低小曲率半徑彎道。（注：筆者在衛(wèi)星圖像上測(cè)得三個(gè)彎道的曲率半徑R分別為： 400米; 500米; 400米。） 圖2圖3上圖是發(fā)生脫線事故的高鐵線路地理位置 下圖是發(fā)生事故區(qū)域的衛(wèi)星地圖該地區(qū)的衛(wèi)星圖片如下（2012-07-31成像）：圖04估計(jì)在線路設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)預(yù)料到列車駛出直線段隧道后，進(jìn)入限速?gòu)澋罆r(shí)，司機(jī)稍有疏忽可能就會(huì)發(fā)生脫線之類的災(zāi)害事故，因此，在這個(gè)容易出事的線路彎道外側(cè)，事先就用重型工字鋼栽樁，澆筑成了厚厚的混凝土防撞墻。這次發(fā)生列車脫線顛覆事故時(shí)，除僅有一個(gè)車廂從防撞墻前的缺口地段瞬間飛出之外，包括反向牽引

4、機(jī)車在內(nèi)的數(shù)節(jié)列車高速?zèng)_向了防撞墻，發(fā)生強(qiáng)烈的堆積性撞擊，后果慘不忍睹。圖5圖06這是一列由十三節(jié)車組合的高鐵客車，是西班牙研制和生產(chǎn)的Talgo250系列Hybrid型2012年6月啟用的最新式高速輕體電動(dòng)客車，全列編組為：正向/反向牽引機(jī)車2節(jié)，柴油發(fā)電車2節(jié)，36座二等車六節(jié)，26座一等車1節(jié)，23座（包括助殘輪椅車一席）一等車1節(jié)，以及酒吧車一節(jié)，全列車一共只有265席座位。整車組合排列如下圖：圖07獨(dú)特設(shè)計(jì)的氣密型擺式輕體客車，行駛在丘陵和多山地區(qū)乘坐舒適性極好。每節(jié)客車僅用一根從動(dòng)軸的空氣彈簧懸掛聯(lián)接技術(shù)在世界高鐵客車研發(fā)上獨(dú)樹(shù)一幟，見(jiàn)下圖的示意：圖8兩節(jié)安裝有6.6噸重的1800

5、KW柴油發(fā)電機(jī)與正反向牽引機(jī)車配套，使列車可以進(jìn)入無(wú)電網(wǎng)地區(qū)繼續(xù)行駛，轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)方式無(wú)需停車就可進(jìn)行。列車具備Talgo RD自動(dòng)變軌技術(shù)，以適應(yīng)國(guó)際運(yùn)行的過(guò)境需求，由西班牙的1668mm寬軌距直接駛?cè)?524mm或1435mm的標(biāo)準(zhǔn)軌距，并且可以是無(wú)電力驅(qū)動(dòng)網(wǎng)的國(guó)家和地區(qū)。特別需要注意的是它的列車制動(dòng)系統(tǒng)，這對(duì)本文后面的事故分析討論很重要，列車具備兩套制動(dòng)模式：a.對(duì)全列車都有效的氣動(dòng)防抱死制動(dòng); b.僅對(duì)牽引機(jī)車有效的電力再生/電阻制動(dòng)。二、珍貴的十秒鐘監(jiān)控錄像圖97.24事故發(fā)生后，西班牙鐵路方面公布了一段有效長(zhǎng)度只有十秒鐘的線路監(jiān)控?cái)z像頭拍到的錄像，真實(shí)地展現(xiàn)出脫線事故發(fā)生瞬間的驚駭過(guò)程

6、。這段錄像可能是此次事故中唯一抓拍到的實(shí)況記錄，雖然是低分辨率的連續(xù)畫面，卻傳遞出來(lái)極多的珍貴信息，為脫線事故調(diào)查研究和取證，提供出最為重要的依據(jù)。為使讀者能夠更好查看這段珍貴的影像，筆者已將其列在文后的附錄中，可以下載后仔細(xì)觀看。為便于研究這段事故發(fā)生過(guò)程中的諸多現(xiàn)象，筆者以盡可能一致的間隔連續(xù)截取成34幅畫面，逐幅編輯和編號(hào)，做成了可以用幻燈形式觀看的圖片文件，也列在了本文后面的附錄中。還有，本節(jié)開(kāi)頭的圖09是這34幅一組圖片的集成畫面，在本文探討中準(zhǔn)備隨時(shí)抽取調(diào)用。探究這段只有十秒鐘的錄像，意義頗為重大和深遠(yuǎn)，下面本文分作了幾個(gè)專題來(lái)進(jìn)行研究和論述。1.事故初始狀態(tài)的真實(shí)速度。違章超速駛

7、入限速?gòu)澋?，這當(dāng)然是本次惡性事故發(fā)生的根本原因。事故發(fā)生后的頭一兩天中，各種媒體關(guān)于車速的報(bào)導(dǎo)很多，但都是估計(jì)或者是猜測(cè)的數(shù)字，甚至有媒體報(bào)道稱受傷司機(jī)加爾松承認(rèn)他開(kāi)得很快，當(dāng)時(shí)達(dá)到200公里/小時(shí)以上。之后西班牙事故調(diào)查部門檢查了行車“黑匣子”，公布該列車進(jìn)入彎道“前幾分鐘的時(shí)速”為192公里/小時(shí)。筆者在第一時(shí)間獲得這段珍貴錄像后，以谷歌-地球衛(wèi)星圖片為依據(jù)，及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)算，得出了駛進(jìn)彎道前列車的瞬間平均速度，略高于西班牙官方公布的數(shù)值。這個(gè)判定測(cè)算過(guò)程如下：首先在谷歌-地球上選出事故彎道的大比例衛(wèi)星圖片（圖10），標(biāo)出線路供電接觸網(wǎng)塔桿的準(zhǔn)確位置，再用同比例衛(wèi)星圖片上的測(cè)距標(biāo)尺測(cè)出塔桿

8、的平均桿距。谷歌提供的這個(gè)地區(qū)最新衛(wèi)星圖片拍攝于一年前的7月31日，線路塔桿的錨點(diǎn)與今年7月24日事故發(fā)生時(shí)的位置不會(huì)有變化。測(cè)量確定：列車駛出最后一個(gè)隧道并且穿過(guò)干線公路橋后，從第一根塔桿起算，到機(jī)車撞倒監(jiān)控?cái)z像頭所在的塔桿，一共是11根，塔桿的間距平均值為33米，總長(zhǎng)330米，這是衛(wèi)星圖片上的實(shí)測(cè)值。順便說(shuō)一下，從西班牙西北部這個(gè)廣袤的丘陵地區(qū)大范圍檢測(cè)中知道，西班牙高鐵接觸網(wǎng)塔桿間距的變化規(guī)律為：穩(wěn)定的直線路段為60-62米，線路曲線段變化較大為45-60米，進(jìn)入限速80公里/小時(shí)的彎道區(qū)域，最短間距甚至小到31米。下面圖10是7.24事故路段的衛(wèi)星圖片以及錨定的供電塔桿準(zhǔn)確位置：圖10

9、鐵路方面提供的這段監(jiān)控錄像幀率為每秒十五幅，每幀平均間隔為0.067秒，比常用的電視視頻50幀/秒或60幀/秒顯得低一些，但畫面播放的時(shí)間軸都是一致的，也就是說(shuō)當(dāng)畫面火車出現(xiàn)的時(shí)候，火車的行進(jìn)速度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況完全一致，因此，我們只要觀察播放畫面上火車通過(guò)接觸網(wǎng)塔桿的位置和數(shù)量，用秒表掐出時(shí)間，就能比較準(zhǔn)確地計(jì)算出該車的真實(shí)速度。下面的圖11就是我們?cè)O(shè)定的測(cè)試起始瞬間位置，圖12是設(shè)定的（尚未出事路段的）截止瞬間位置，塔桿號(hào)1 5，有4個(gè)塔桿間隔，列車通過(guò)的線路長(zhǎng)度為 33 × 4 = 132米圖11圖12把這段錄像循環(huán)播放，用秒表反復(fù)掐測(cè)從第1 塔桿行駛到第5塔桿的秒數(shù)，取數(shù)次測(cè)得的平

10、均值。筆者經(jīng)數(shù)十次的掐測(cè)取值，都很相近，平均數(shù)為2.40秒。這樣，經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算，事故列車的速度就求出來(lái)了：4 × 33 /2.4s ×3600s = 198,000m/h 198公里/小時(shí)198公里/小時(shí)這個(gè)速度確實(shí)不低，相當(dāng)限速值的2.5倍。此外，我們?nèi)詮臋C(jī)車通過(guò)第1塔桿開(kāi)始，延續(xù)到列車顛覆，到牽引機(jī)車躺倒滑行，到撞上監(jiān)控?cái)z像頭所在的第10根塔桿（監(jiān)控?cái)z像頭電源瞬間被切斷，信號(hào)消失，這是該錄像記錄的實(shí)際情景）來(lái)掐測(cè)，測(cè)得的平均速度也是高得離譜。牽引機(jī)車通過(guò)這10根塔桿掐得的時(shí)間為6.2秒，計(jì)算結(jié)果如下：（9 × 33）/6.2s ×3600s = 172

11、,451m/h 172公里/小時(shí)測(cè)算數(shù)值已經(jīng)超出限定80公里時(shí)速的1.15倍，這實(shí)在是個(gè)不可原諒的違章速度。2.解析監(jiān)控?cái)z像頭拍到的事故錄像經(jīng)過(guò)上百次反復(fù)播放這段10秒鐘的錄像和用幻燈形式逐片檢查列車在每個(gè)瞬間的畫面變化，如果用三個(gè)階段來(lái)劃分這個(gè)脫線事故演變的過(guò)程，就可以比較清晰地描述出來(lái)。a.初始階段：這一階段由第一幅畫面開(kāi)始，到第12幅。列車從第2幅開(kāi)始進(jìn)入畫面，直到第六幅，列車還看不出異常，見(jiàn)下圖情景：圖13此時(shí)車頭剛剛駛過(guò)供電網(wǎng)編號(hào)為2的塔桿位置，全列車13節(jié)基本上處在直線段的線路上。進(jìn)到第七幅，畫面顯示列車出現(xiàn)了異常，2號(hào)柴油發(fā)電車與3號(hào)二等車發(fā)生了擠撞現(xiàn)象：圖14之后,直到第11幅

12、，2號(hào)車一直呈現(xiàn)不穩(wěn)定的升高狀態(tài)，見(jiàn)下面的圖15圖15這是第11幅情景，從第12幅畫面起，2號(hào)車突然升的更高。b. 惡性發(fā)展：由第13幅畫面到第18幅。13幅之后，2號(hào)車在繼續(xù)升高。到第16幅畫面，2號(hào)車升高的同時(shí)，把后面數(shù)個(gè)撓性連接的單一懸掛軸客車一連串帶了起來(lái)，這些客車的車輪已經(jīng)高出鐵軌軌面，脫線事故將瞬間發(fā)生。第17到第18幅，包括2、3、4、5號(hào)已經(jīng)騰空的一串車體橫向爆發(fā)，沖向彎道的外側(cè)。很顯然，從第7幅開(kāi)始，2號(hào)車被一股巨大上升力抬起，并且逐步增大，直到帶起了后面一連串車體上升。升力呈現(xiàn)波形傳遞，一直傳遞到末尾把12號(hào)車抬起，拽開(kāi)了與13號(hào)反向牽引車的連接。從下面組合圖可以看出強(qiáng)大升

13、力呈波形傳遞的過(guò)程:圖16第20幅畫面顯示供電接觸網(wǎng)產(chǎn)生巨大火花，這現(xiàn)象說(shuō)明沖向外側(cè)的車體撞倒了供電塔桿，接觸網(wǎng)電纜瞬間被拽斷，機(jī)車與接觸網(wǎng)脫開(kāi)了（回送電或受電）關(guān)系。這里，請(qǐng)留意第21幅畫面，牽引機(jī)車受后車推撞此時(shí)剛剛脫軌。c. 毀滅性的撞擊：從18幅到34幅。如果仔細(xì)觀察，應(yīng)該說(shuō)是從第17幅開(kāi)始的，2號(hào)車及后面連接的車體沖向彎道外側(cè)，判讀的標(biāo)志是：原本清晰的車窗突然呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)模糊，這個(gè)極易被忽視的現(xiàn)象在說(shuō)明，這些車體發(fā)生突然快速移動(dòng)并且車身在向彎道外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。脫線繼續(xù)，直到整列火車傾覆。后來(lái)的慘景表明，1號(hào)牽引機(jī)車被2號(hào)和3號(hào)等幾個(gè)車廂撞倒，滑出大約八九個(gè)車體的距離；有一個(gè)車體從防撞墻前的缺口

14、飛出（可能是4號(hào)，二等車），甩到鐵路圈外約帶百分之十坡度的上坡公路上；由于速度太高和防撞墻的導(dǎo)向阻攔作用，大部分列車發(fā)生了嚴(yán)重的堆積性撞擊。在這里，筆者從盡可能搜集到的平面媒體圖片中進(jìn)行判讀和分析，用衛(wèi)星圖片繪制成了事故發(fā)生后的列車解體分布圖，列在下面供讀者們參考：圖17另外，為讓讀者們有點(diǎn)親臨實(shí)地的感覺(jué)，特介紹給讀者們一幅谷歌-地球提供的2011年9月拍攝的這段橋隧-彎道地形實(shí)景照片，拍攝位置恰好處于脫線事故甩出去的4號(hào)車體現(xiàn)在的位置上：圖18照片清晰展現(xiàn)出隧道-干線公路橋-高鐵彎道的關(guān)系，照片還顯示公路路面2011年正在改造施工中。下面的圖19是上圖的局部放大畫面:畫面里供電塔桿上還沒(méi)有安

15、裝接觸網(wǎng)的電纜支撐架，說(shuō)明2011年9月線路建設(shè)尚未完工，高鐵的試運(yùn)轉(zhuǎn)還不能進(jìn)行，線路的正式營(yíng)運(yùn)可能是在2012年之后開(kāi)始的。（畫面上的鐵路軌道有一些褶皺，這是原全景圖像拼接產(chǎn)生的缺陷。筆者注）3.動(dòng)態(tài)分析事故的三個(gè)階段a.首先，我們來(lái)研究這個(gè)第一階段，從第7幅畫面開(kāi)始，先是緊跟在牽引機(jī)車后面的2號(hào)車與3號(hào)車發(fā)生了擠撞，接著2號(hào)車被抬升起來(lái)了，直到第18幅畫面列車開(kāi)始脫線。2號(hào)車是輔助設(shè)備車，安裝有6.6噸重1800千瓦的柴油發(fā)電機(jī)組等，有三根標(biāo)稱軸重為18噸的從動(dòng)型承重軸。3號(hào)車是一個(gè)2等客車，只有一根標(biāo)稱軸重18噸的從動(dòng)型承重軸。若簡(jiǎn)單地看，兩車擠撞之后，像是3號(hào)車把相當(dāng)自身三倍重的2號(hào)車

16、給抬升起來(lái)了，這樣的理解顯然不夠合理。那么，在高速移動(dòng)中總軸重為54噸的2號(hào)車所受到的升力是怎么產(chǎn)生的呢？是1號(hào)牽引機(jī)車司機(jī)撥動(dòng)了緊急減速制動(dòng)手柄的作用結(jié)果！從運(yùn)動(dòng)力學(xué)上看，2號(hào)車被抬升起來(lái)至少需要兩個(gè)作用力：總軸重為72噸的牽引機(jī)車在運(yùn)行中突然產(chǎn)生了反向牽引力-也就是通常所說(shuō)的機(jī)車制動(dòng)力，和2號(hào)車及以其后的11節(jié)軸重總數(shù)為306噸車體向前運(yùn)動(dòng)的慣性力。這兩個(gè)作用力的對(duì)峙點(diǎn)恰好發(fā)生在2號(hào)車上，慣性力遠(yuǎn)大于牽引機(jī)車的制動(dòng)力，一小部分不太穩(wěn)定的分力將3號(hào)車抬升起來(lái)，其余的巨大慣性力推著牽引機(jī)車?yán)^續(xù)向前高速移動(dòng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這種狀態(tài)就是列車高速運(yùn)行中，牽引機(jī)車突然啟動(dòng)了“緊急減速制動(dòng)”（筆者提示：不是

17、最高級(jí)別的“非常制動(dòng)”），并且是“非全列車的”機(jī)車單獨(dú)制動(dòng)。本文前面提到過(guò)Talgo250系列客車具備兩種制動(dòng)模式，此刻列車制動(dòng)呈現(xiàn)的就是其中的電力再生/電阻制動(dòng)模式。這種模式只對(duì)受電弓升起成運(yùn)行狀態(tài)的牽引機(jī)車有效，列車尾部的反向牽引機(jī)車受電弓是睡下?tīng)顟B(tài)，沒(méi)有制動(dòng)功效，還加大了列車的總慣性力。所謂電力再生/電阻制動(dòng)模式，就是把高速運(yùn)行的牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換運(yùn)行狀態(tài)，變?yōu)榘l(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，利用列車的運(yùn)動(dòng)慣性力帶動(dòng)發(fā)電，經(jīng)逆序變換向供電網(wǎng)回送電力，或直接將電力送入大功率電阻器變?yōu)闊崮芟牡簟＿@種制動(dòng)模式只在列車高速運(yùn)行時(shí)有較好效果，隨著列車速度下降制動(dòng)力會(huì)成倍地衰減，因此，各國(guó)高鐵一般都由計(jì)算機(jī)智能控制，

18、甚至只在運(yùn)行速度200km/h以上才可啟動(dòng)這個(gè)制動(dòng)程序。查閱7.24事故的新聞報(bào)導(dǎo)中，司機(jī)加爾松承認(rèn)在當(dāng)時(shí)使用了緊急制動(dòng)，這與我們上述分析是吻合的，而且，基本上可以肯定第6幅畫面恰恰是加爾松拉動(dòng)制動(dòng)手柄的瞬間，他啟動(dòng)的正是電力再生/電阻制動(dòng)模式。b.再來(lái)說(shuō)第13幅畫面之后。2號(hào)車不穩(wěn)定的上升動(dòng)作，除了使列車運(yùn)行產(chǎn)生不良影響以外，最主要的是它會(huì)拽斷貫穿全列車的“氣壓儲(chǔ)能-氣動(dòng)控制”撓性連接管路。一般來(lái)說(shuō)，列車正常運(yùn)行都有兩條貫穿全列車的氣壓管路，一條是全車壓縮空氣儲(chǔ)能輸送管路和一條是氣動(dòng)控制管路。列車正常運(yùn)行時(shí)，壓縮空氣輸送管路要保持最高的額定氣壓，才可以保證全車車輪輕快滾動(dòng)，如果這個(gè)管路突然失

19、壓，全列車所有車輪會(huì)全部抱死，使列車進(jìn)入“意外非常制動(dòng)”狀態(tài)。我們現(xiàn)在順序看到的第16幅，發(fā)現(xiàn)2號(hào)車升到了最高，能看出該車升起超過(guò)了一個(gè)車輪的高度，這個(gè)高度把氣壓管路拽斷或嚴(yán)重破壞是毫無(wú)疑問(wèn)的，管路破壞瞬間導(dǎo)致了全列車氣動(dòng)系統(tǒng)失壓，車輪全部抱死。不過(guò)，由于長(zhǎng)長(zhǎng)的車頂管路存在阻力，尾部反向牽引機(jī)車的八個(gè)車輪抱死要比管路最短的前部牽引機(jī)車滯后。前部牽引機(jī)車管路最短，反映最快，車輪立即抱死，瞬間加大了剎車力度。由于2號(hào)車是離軌狀態(tài)，并且已經(jīng)帶起了后面數(shù)節(jié)列車升高，車輪不接觸軌面，剎車已經(jīng)無(wú)效，巨大的慣性力進(jìn)一步擠撞1號(hào)牽引機(jī)車，而處于彎道狀態(tài)所產(chǎn)生的橫向分力促使鏈狀連接的列車“環(huán)節(jié)崩開(kāi)”，全列車傾覆

20、事故至此形成。那么，第16幅之后存在這個(gè)“意外非常制動(dòng)”嗎？這個(gè)判讀有什么憑據(jù)不？有的，這不是筆者的閉門杜撰。請(qǐng)看下面第24、25、26和27幅的局部組合圖：圖202號(hào)車和3號(hào)車形成的波形升力傳遞到尾部，帶動(dòng)12號(hào)車升起離軌，但是并沒(méi)有聯(lián)帶起總軸重為72噸的第13號(hào)反向牽引機(jī)車，而是脫開(kāi)了連接關(guān)系?！耙馔夥浅Ｖ苿?dòng)”確實(shí)在13號(hào)反向牽引機(jī)車的車輪上發(fā)生了制動(dòng)作用，它的有效滯阻使它不能跟著12號(hào)車“飛脫”，兩車脆弱的連接被拽開(kāi)了，在此之前，這個(gè)13號(hào)車一直是個(gè)被牽引無(wú)滯阻的巨大慣性力。當(dāng)然，12號(hào)車的“飛脫”對(duì)13號(hào)車也有一定的作用，那就是促使13號(hào)車脫線，向前滑出。在堆積性撞擊的最后，13號(hào)反向

21、牽引機(jī)車擠靠在了12號(hào)車的車體上。作用力的這一連串變化直到受力最強(qiáng)并且“牽手騰空的”前部分列車“環(huán)節(jié)崩開(kāi)”，都是在全列車快速移動(dòng)中演變的，我們可以用下列幾幅圖來(lái)解釋這個(gè)只有一兩秒鐘的驚險(xiǎn)過(guò)程：圖21-圖25圖21 圖22圖23圖24 圖25環(huán)節(jié)崩開(kāi)，2號(hào)車受到的總慣性力立時(shí)被釋放，這個(gè)總軸重達(dá)54噸已經(jīng)懸空的發(fā)電車就自然回落下來(lái)了，作用力的這個(gè)演化過(guò)程，在錄像中記錄得清清楚楚。（ 注：9號(hào)是個(gè)窗子較少并且位置較高的酒吧車，是判讀該監(jiān)控錄像的重要標(biāo)志。）c.上面把兩個(gè)階段的動(dòng)態(tài)分析過(guò)之后，現(xiàn)在剩下第三階段的動(dòng)態(tài)分析就比較簡(jiǎn)單了，但又不太容易說(shuō)清楚，因?yàn)橹蟮亩逊e性撞擊已被車頭

22、及后面的煙霧遮擋住，難以辨別，不過(guò)，也有幾點(diǎn)值得探討。其一，從錄像開(kāi)頭到第20幅畫面，1號(hào)牽引機(jī)車一直是在軌運(yùn)行，直到第21幅畫面才被后面的2號(hào)3號(hào)車體推離軌道，然后向彎道外側(cè)躺倒，滑行中撞倒了第8、9、10號(hào)供電塔桿，穿過(guò)第11號(hào)塔桿外側(cè)，奇跡般地站立在了12號(hào)塔桿之前。第21幅畫面中，機(jī)車已經(jīng)越過(guò)7號(hào)塔桿約半個(gè)車體，這個(gè)彎道位置恰好是線路曲率中心附近，如果不是被先脫線的2號(hào)3號(hào)車體推撞，牽引機(jī)車還不至于脫軌，直至駛出限速?gòu)澋?。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)出了一個(gè)值得商榷的重要現(xiàn)實(shí)：盡管列車以2.5倍于限速80公里/小時(shí)的速度駛?cè)肓诉@個(gè)曲率半徑為400米的彎道，如果無(wú)任何人為的加速或減速動(dòng)作，列車完全可以自由

23、滑行安全通過(guò)整個(gè)彎道區(qū)段。曲率半徑400米是筆者用衛(wèi)星圖片導(dǎo)出的測(cè)定結(jié)果，測(cè)定的方法如下：圖26其二，上一節(jié)曾提到有一個(gè)車體從防撞墻前的缺口飛出（可能是4號(hào)，二等車），甩到鐵路圈外約帶百分之十坡度的上坡公路上。這節(jié)車體在飛出過(guò)程中似乎是撞掉了前部的懸掛承重軸，亦或許是被拽掉了這個(gè)東西，但是車體好像沒(méi)有發(fā)生翻滾，平平地坐到了路面上，并且向偏右的前方滑出十幾米，如果不是上坡，可能會(huì)滑出更遠(yuǎn)的距離。這個(gè)滑出過(guò)程在地面上留下了明顯的平移擦痕。為什么這個(gè)車體沒(méi)有翻滾，筆者對(duì)此感到驚訝。見(jiàn)下圖：圖27其三，在列車“環(huán)節(jié)崩開(kāi)”之前，2號(hào)車一直處于不穩(wěn)定的升浮中，與3號(hào)車體的撓性連接以及車頂電纜等都會(huì)遭到嚴(yán)重

24、破壞，但是在事故的末尾，兩車一同側(cè)靠在11號(hào)塔桿的路邊上，排列整齊得連車頂電纜都好像完好無(wú)損，為什么在這些凹凸不平的邊墻和排水溝上劃過(guò)一百多米距離，兩車卻沒(méi)有脫開(kāi)，筆者再感驚訝。圖28：三、近一步的探討1. 盡管超速了，7.24事故仍然可以避免。打手機(jī)開(kāi)車忽略了減速警告，這當(dāng)然是司機(jī)加爾松不可推卸的罪責(zé)，以致在限速?gòu)澋栏盎帕耸帜_，撥動(dòng)了緊急制動(dòng)，釀成大禍。從表面上看，因果關(guān)系是這樣，但是，筆者并不認(rèn)同。上一節(jié)在動(dòng)態(tài)分析中，筆者曾導(dǎo)出來(lái)一個(gè)論點(diǎn)：盡管列車以2.5倍于限速80公里/小時(shí)的時(shí)速駛?cè)肓诉@個(gè)曲率半徑為400米的彎道，如果無(wú)任何人為的加速或減速動(dòng)作，列車完全可以自由滑行安全通過(guò)整個(gè)彎道區(qū)

25、段。這是從10秒鐘監(jiān)控錄像里推導(dǎo)出來(lái)的一個(gè)結(jié)論，也就是說(shuō)假如司機(jī)有這個(gè)經(jīng)驗(yàn)，他完全可以不去碰那個(gè)有一定危險(xiǎn)性的制動(dòng)手柄，讓列車在自由狀態(tài)中滑行過(guò)去，躲過(guò)這一劫。但是，他做不到，因?yàn)樗麤](méi)有這個(gè)經(jīng)驗(yàn)，也不可能有這個(gè)認(rèn)識(shí)，即使是鐵路高層研究部門也難有這個(gè)認(rèn)識(shí)，為什么？因?yàn)檫@是現(xiàn)今高速鐵路發(fā)展在技術(shù)層面研究上的一個(gè)盲區(qū)。就鐵路運(yùn)轉(zhuǎn)專業(yè)術(shù)語(yǔ)上講，彎道區(qū)段的限速那是命令，通過(guò)這種彎道是司機(jī)在執(zhí)行限速命令。其實(shí)，限速命令裕度是很大的，對(duì)于超過(guò)限速值多少還可以安全通過(guò)，恐怕極少有確切的研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，尤其是近些年發(fā)展起來(lái)比較年輕的高速鐵路研究方面，可能更為欠缺。試想經(jīng)過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的直線段行駛到了小曲率彎道前，如

26、果已經(jīng)超速了，赫然見(jiàn)到限速標(biāo)志（牌或光視信號(hào)），司機(jī)會(huì)怎么反應(yīng)？恐怕司機(jī)第一想到的就是“剎車”，去撥動(dòng)制動(dòng)手柄減速，或者說(shuō)是下意識(shí)地制動(dòng)，這是一個(gè)長(zhǎng)期技術(shù)教育（和開(kāi)汽車實(shí)踐）的結(jié)果，其實(shí)，對(duì)于駕駛火車來(lái)說(shuō)，這是個(gè)有危險(xiǎn)的操作，西班牙7.24事故就是個(gè)極好的例證。命令是必須執(zhí)行的，但是，命令必須考慮到人的變數(shù)，疏忽不時(shí)會(huì)偶然出現(xiàn)，那么疏忽了應(yīng)該怎么補(bǔ)救？這應(yīng)該是鐵道命令研究上的重要課題。其實(shí)在這種狀態(tài)下，司機(jī)可以使用制動(dòng)，但是必須去認(rèn)真選擇合理的制動(dòng)模式，比如前面提到的司機(jī)是在第6幅畫面那個(gè)時(shí)機(jī)撥動(dòng)的制動(dòng)手柄，全列車還基本上處于直線狀態(tài)，假如他撥動(dòng)的模式是氣壓制動(dòng)，甚至是最高級(jí)別的“非常制動(dòng)”，

27、全列車22根軸44個(gè)車輪會(huì)瞬間全部抱緊，那就不會(huì)出現(xiàn)2號(hào)車被抬升起來(lái)的不正常狀態(tài)，列車速度會(huì)急速下降，至少在進(jìn)入彎道時(shí)，速度能夠降到比較安全通過(guò)的程度。換句話說(shuō)，制動(dòng)操作正確，7.24事故完全可以避免！為什么加爾松啟動(dòng)的是再生/電阻制動(dòng)模式呢？筆者認(rèn)為有兩種可能性：a.司機(jī)的操縱習(xí)慣，認(rèn)為高速狀態(tài)使用電力再生/電阻制動(dòng)平穩(wěn)，減速效果好，這是司機(jī)從培訓(xùn)教程里掌握的知識(shí)。b.Talgo250 Hybrid 列車的智能化制動(dòng)模式存在著不完善的預(yù)設(shè)程序問(wèn)題，也就是說(shuō)電腦智能選項(xiàng)做出了當(dāng)列車高速運(yùn)行在某一個(gè)速度級(jí)別以上時(shí)，只能啟動(dòng)電流再生/電阻制動(dòng)模式。前一種與司機(jī)本身的技術(shù)認(rèn)知深度相關(guān)，不同智慧的司機(jī)

28、會(huì)有不一樣的制動(dòng)方式選擇。如果是后一種，那就不該是司機(jī)加爾松要承擔(dān)的責(zé)任了，而是Talgo250系列高鐵列車研發(fā)技術(shù)上的嚴(yán)重缺失。不論是哪種可能性，結(jié)論卻只有一個(gè)：電力再生/電阻制動(dòng)方式是7.24旅客列車特大事故的禍根，而更深一層因素，則必須要從Talgo250系列研制中存在的問(wèn)題上去找答案。2. Talgo250 Hybrid列車適合高速鐵路運(yùn)行嗎？在西班牙7.24鐵路事故中，從高鐵研發(fā)技術(shù)層面上看，暴露出來(lái)了Taglo250系列高速旅客列車存在著重大缺陷高速運(yùn)行中使用電力再生/電阻模式緊急制動(dòng)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)大慣性力，造成車體擠撞，傳輸操控系統(tǒng)遭受破壞，進(jìn)而造成全列車失控。擺在我們面前的問(wèn)題就是：

29、西班牙Talgo 250系列（也包括速度級(jí)別更高的Talgo 350系列）的牽引方式能否適應(yīng)現(xiàn)代高速鐵路的運(yùn)行。Talgo系列旅客列車發(fā)展幾十年來(lái)，主打技術(shù)一直是無(wú)轉(zhuǎn)向架每車一個(gè)從動(dòng)軸型的連掛輕體客車產(chǎn)品系列，采用的依然是一個(gè)車頭拉動(dòng)的傳統(tǒng)牽引方式。在低速鐵路運(yùn)行時(shí)代，這種牽引方式有著一百幾十年的歷史經(jīng)驗(yàn)，可靠性無(wú)容置疑。但是，當(dāng)進(jìn)入到電力驅(qū)動(dòng)的高速鐵路時(shí)代，世界各國(guó)大多采用的是動(dòng)車組合運(yùn)行方式，這種組合使全列車近一半多的車體都有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸，啟動(dòng)迅速不用說(shuō)，而在高速運(yùn)行中需要減速或緊急制動(dòng)時(shí)，采用電力再生/電阻制動(dòng)模式能讓全列車50%以上的車輪呈現(xiàn)有效制動(dòng)，并且是均勻作用到全列車。Talgo系

30、列就差多了，尤其是這次事故中運(yùn)行的Talgo250 Hybrid型列車就更差些，啟動(dòng)電力再生/電阻制動(dòng)后，全列車22個(gè)軸中只有4個(gè)軸有效制動(dòng)，僅占全列車的18%，并且只發(fā)生在前端的牽引機(jī)車上，其后的82%都是不受控的高速前沖巨大慣性力，這是Talgo系列致命性的缺憾，若是運(yùn)行在線路的下坡區(qū)段，那就更為嚴(yán)重。因此，Talgo這個(gè)系列產(chǎn)品是否適于高鐵運(yùn)行，答案是否定的，除非徹底改造讓客車廂的從動(dòng)型單一軸也變?yōu)轵?qū)動(dòng)型的。此外，Talgo250Hybrid型列車的研發(fā)偏重于為乘客創(chuàng)造良好的舒適乘坐環(huán)境，以及國(guó)際過(guò)境通行的多重適應(yīng)性（指軌距變換和無(wú)電力驅(qū)動(dòng)網(wǎng)），在現(xiàn)今能源緊張和提倡減排的國(guó)際環(huán)境下，這個(gè)

31、型號(hào)的系列產(chǎn)品應(yīng)屬高能耗類型。像運(yùn)行在馬德里-德孔市的這種固定線路上，無(wú)用負(fù)載能占去全列車將近一半的營(yíng)運(yùn)能耗，如果僅是一次兩次按需要做不經(jīng)常的營(yíng)運(yùn)，倒也無(wú)所謂，但這可是要長(zhǎng)年累月地運(yùn)行下去，需要浪費(fèi)過(guò)多的能源，那就不很合理。寫到這里，筆者忽然感到這樣分析問(wèn)題是不是太“中國(guó)化”了，西班牙是個(gè)非常有智慧的民族，這么做一定有她的道理，那就是說(shuō)，還有我們不了解的環(huán)境因素。于是，筆者再上“谷歌地球”來(lái)到西班牙境內(nèi)，沿著德孔市到馬德里的鐵路，一公里一公里的“實(shí)地”踏勘一番?！俺涂诊w行”了三個(gè)多小時(shí)，終于明白，原來(lái)這條鐵路并不都是電氣化復(fù)線高速鐵路，復(fù)線電氣化鐵道只占全線路很小的一段，即德孔市到奧倫塞（省

32、府）的80公里。從加利西亞首府德孔市到首都馬德里，鐵道線一直是蛇行在彎彎曲曲的丘陵和山地中，隧道和路橋占據(jù)了線路的大部分，彎道近乎是連續(xù)的，超過(guò)5公里以上的純直線地段幾乎找不到。近千公里的無(wú)電力驅(qū)動(dòng)單行線，數(shù)不清的彎彎曲曲隧道和路橋，進(jìn)進(jìn)出出隧道的壓力變化等等，讓Talgo250Hybrid型列車的混合動(dòng)力/自然擺動(dòng)車體/氣壓恒定的密閉車廂優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，就目前這個(gè)線路狀況來(lái)說(shuō)，這種系列列車至少是個(gè)別無(wú)一二的選擇。這條電氣化鐵路最初的起點(diǎn)是在重要港口城市拉科魯尼亞，逐漸延伸到德孔市，大約一年半之前完成了無(wú)電力網(wǎng)的德孔到奧倫塞單行線改造，電氣化線路由原來(lái)的50公里左右延伸到130多公里，成為現(xiàn)

33、在的雙線電氣化高速鐵路，（見(jiàn)下圖玫瑰色那一段鐵路）。圖297.24出事故所在的地段是從南部進(jìn)入德孔火車站前的3.5公里處，這個(gè)位置應(yīng)該是全部線路中最特殊的一個(gè)區(qū)段。列車從馬德里開(kāi)出，行駛了近千公里的彎道、坡道(最大坡道超過(guò)千分之三十，最長(zhǎng)隧道超過(guò)四公里)，以及還有動(dòng)力轉(zhuǎn)換作業(yè)等等，司機(jī)差不多是以疲憊的狀態(tài)駛?cè)胱詈筮@段長(zhǎng)達(dá)5.16公里的高速直線線路，而前端卻是一個(gè)躲不開(kāi)的限速急彎。恰恰是司機(jī)駛到這個(gè)直線路段比較容易放松和疏忽，所以新線路開(kāi)通僅僅一年半就發(fā)生了這樁慘劇。筆者覺(jué)得這個(gè)路段的線路設(shè)計(jì)似乎預(yù)先就埋下了某種重大事故的必然性。見(jiàn)下面這段線路的示意圖：圖303. 4.28旅客列車顛覆事故的西班

34、牙版2008年4月28日凌晨4:38在中國(guó)山東膠濟(jì)鐵路線上，發(fā)生了一起在限速?gòu)澋郎弦虺僖鸬腡195次旅客特別快車脫線特大事故，有八節(jié)25.5米長(zhǎng)的車廂從6米高路基彎道上沿切線方向飛出，留空時(shí)間最長(zhǎng)達(dá)四秒鐘，落下翻滾。見(jiàn)下面各圖：圖31五年后西班牙這次發(fā)生的7.24事故和中國(guó)山東的這起事故極其相似，如：不同國(guó)度兩個(gè)地區(qū)鐵路區(qū)段的線路曲率半徑都是400米，限速命令都是80km/h，這兩列都是電力牽引型旅客列車，牽引方法也都是單一機(jī)車拖拽方式，而且兩位司機(jī)都是由于疏忽限速警告標(biāo)志高速駛?cè)氲较匏賲^(qū)段。中國(guó)的司機(jī)以131公里的時(shí)速闖入，超速比值是1.63倍，西班牙的司機(jī)更甚，他以每小時(shí)192公里的高

35、速闖入彎道，超速比值是2.4倍。中國(guó)發(fā)生的這起事故由于彎道路基很高，脫線的列車呈飛行狀態(tài)沖出然后落地翻滾。西班牙這起事故彎道的路基很低，列車速度更快，脫線的列車一飛出就直接撞上了防撞墻，并且是堆積性的撞擊，死傷要比中國(guó)山東的4.28事故更慘烈。r> 請(qǐng)看兩起事故的脫線瞬間示意圖：圖32 圖33西班牙此次事故的死亡人數(shù)為79個(gè)，約占全列車總旅客數(shù)量的30%。中國(guó)的4.28事故屬于復(fù)合事故，見(jiàn)下面的示意圖：圖34/圖35。列車脫線后，有一節(jié)車體斜跨在上行線上，阻擋了對(duì)面即將通過(guò)的5034次旅客列車。圖34 圖35僅過(guò)2分鐘，5034次的東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車高速撞上了那節(jié)跨線車體，跟在后面帶著巨大

36、慣性力的一連串車體發(fā)生了堆積性撞擊，這一個(gè)慘烈的次生事故加大了4.28事故的傷亡總數(shù)。兩列車乘客的總數(shù)估計(jì)為2300左右，新聞?wù)綀?bào)道的死亡總數(shù)是71個(gè)，約占兩列車旅客總數(shù)量的3% 。受傷人員的總數(shù)，筆者可能有些疏忽，一直沒(méi)有得到新聞報(bào)道的確切數(shù)目。兩起事故的值乘司機(jī)都有瀆職的罪責(zé)，這是無(wú)疑的?；蛟S跟國(guó)情有關(guān)，兩位司機(jī)的表現(xiàn)截然不同，西班牙司機(jī)加爾松坦率承認(rèn)自己開(kāi)的時(shí)速達(dá)200公里，并且應(yīng)急使用了剎車。而在中國(guó)，從新聞報(bào)道中看，那位北京鐵路局的司機(jī)好像什么也沒(méi)說(shuō)，保持了緘默。2008年的那次事故發(fā)生后，筆者研究了盡可能多的各種各樣媒體報(bào)道和圖片、錄像，于18天后的5月15日在新浪網(wǎng)上發(fā)表了判讀

37、四二八旅客列車特大事故專題文章。文中著重研究了這個(gè)131公里的時(shí)速是否會(huì)導(dǎo)致列車脫線，特別指出包括重達(dá)百噸的牽引機(jī)車在內(nèi)的前八節(jié)車體已經(jīng)安全通過(guò)了曲率半徑400米的彎道，那么，跟在后面的九節(jié)車體照理說(shuō)也應(yīng)該安全順利通過(guò)。如今7月24日發(fā)生在西班牙的這起事故給中國(guó)五年前的4.28事故提供了最好的實(shí)證，即：時(shí)速超過(guò)190公里的列車還可以安全駛過(guò)相同曲率的彎道（這是本文在前一個(gè)章節(jié)論述中得出的結(jié)論），那我們就有了百分之百的把握肯定：131公里時(shí)速的列車在曲率半徑為400米的彎道上可以安全通過(guò)。中國(guó)的那次4.28事故中，之所以從第9節(jié)車體開(kāi)始出現(xiàn)脫軌，筆者推論出的論點(diǎn)是：司機(jī)在不當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)操縱了減速制動(dòng)

38、手柄，促使列車中部產(chǎn)生了升力。判讀四二八旅客列車特大事故專題文章發(fā)表后，數(shù)十家網(wǎng)站都予以了轉(zhuǎn)載，跟帖評(píng)論的不算少，但反駁的技術(shù)性意見(jiàn)并不多，對(duì)于筆者的這個(gè)關(guān)鍵性論點(diǎn)只發(fā)現(xiàn)一位網(wǎng)名叫晴朗天空的網(wǎng)友提出了反駁意見(jiàn)，他認(rèn)為不是司機(jī)制動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果，而是相反，之前已經(jīng)晚點(diǎn)的T195列車在機(jī)車駛出彎道一段距離后，司機(jī)覺(jué)得有了安全感，為了“趕點(diǎn)”，操控了加速手柄，促使未走出彎道的中部列車離心力增大，超過(guò)臨界脫線力而甩出，造成了這起惡性事故。這是個(gè)很好的反駁意見(jiàn)，孰對(duì)孰錯(cuò)一直沒(méi)能確定下來(lái)。如今西班牙的加爾松以時(shí)速192公里闖彎道的經(jīng)歷，給解決這個(gè)論點(diǎn)分歧幫了大忙。2008年我們國(guó)家的鐵路在大提速，那時(shí)最快的速度在膠濟(jì)線也上不了200Km/h, T195牽引機(jī)