第4章 鐵路運輸安全技術(shù)及其管理

第4章鐵路運輸安全技術(shù)及其管理

第一節(jié)鐵路運輸概述第二節(jié)鐵路運輸安全技術(shù)及其事故預(yù)防第一節(jié)鐵路運輸概述1．鐵路運輸特點鐵路運輸是以機車為牽引動力，以客車或貨車為運載工具，沿著軌道載運旅客和貨物的運輸方式。鐵路運輸在我國客、貨運輸總量中承擔(dān)著相當(dāng)大的比重，是我國經(jīng)濟(jì)的大動脈，在綜合運輸體系中起著骨干和主導(dǎo)的作用。①運輸能力大。鐵路的運輸能力取決于貨物列車種類和每晝夜通過的列車對數(shù)，一列火車載運貨物和旅客的能力比汽車和飛機要大的多。②運輸成本低。鐵路運輸成本與運量的大小、運輸距離的遠(yuǎn)近密切相關(guān)。運輸量愈大、運輸距離愈遠(yuǎn)、單

位成本愈低。一般地說，鐵路的單位運輸成本比公路運輸和航空運輸要低的多。

③車路一體，路權(quán)專用，組成車群。鐵路運輸?shù)臋C車、軌道、站場以及其他一切營運設(shè)施，均由統(tǒng)一機構(gòu)配置，專供自己使用，雖投資龐大，但其管理效率比較高。鐵路運輸?shù)能壍?，由所有者獨享專用，鐵路運輸?shù)臋C車車輛，運用導(dǎo)向原理在軌道上行駛，自動控制行車，雖缺乏機動性，但具有極高的安全性。④動力電化，污染較輕。鐵路運輸?shù)能壍溃ǔ梢院蠊潭ú灰?，沿線架設(shè)電車線路，適宜以外來的電力供應(yīng)

機車的動力，雖然建設(shè)成本較高，但有利節(jié)約能源供應(yīng)，減輕環(huán)境污染。目前，電力機車已取代蒸汽機車、內(nèi)燃機車，空氣污染較輕。

⑤速度較高，行車平穩(wěn)。隨著高速鐵路技術(shù)的發(fā)展，其行車速度250km/h以上，同時由于鐵路機車已具有良好的避震功能，振動較小，行車平穩(wěn)，乘坐舒適。鐵路運輸具有較高的連續(xù)性和可靠性，適合于長、短途旅客的需要。

⑥資本密集。鐵路運輸因車路一體，所需機車車輛

的購置，通信系統(tǒng)的建立，軌道站場的建筑，以及建筑用地的取得，均需要巨額資金，故一次投入成本和維護(hù)成本均比較高。

2．鐵路運輸?shù)膬?yōu)缺點

優(yōu)點：①牽引力大，輸送能力強。目前復(fù)線鐵路每晝夜可通過貨物列車140對左右，每列貨車可運載3000噸左右的貨物，每列客運列車可載客近2000人，是陸路的主要運力。②運輸成本低。對于大宗運輸具有廉價的明顯優(yōu)勢。鐵路運輸?shù)某杀驹诟鞣N運輸方式中僅高于海洋運輸，明顯低于航空公路運輸。③安全程度高。鐵路運輸采用了大量的先進(jìn)技術(shù)用于行車控制，有效地防止了列車沖突事故和旅客的傷亡事故，使安全性大大提高，其事故率較公路運輸?shù)偷枚?；此外，受氣候、季?jié)等自然條件的影響較小，能保證運行的經(jīng)常性和持續(xù)性。④鐵路是互相銜接的整體，便于統(tǒng)一指揮和管理，計劃性強，客、貨到發(fā)的時間準(zhǔn)確性比較高，運輸?shù)牡貐^(qū)局限性較小。⑤收益隨運輸業(yè)務(wù)量的增加而增長。缺點：①始建投資大，建設(shè)時間長；②始發(fā)與終到作業(yè)時間長，不利于運距較短的運輸業(yè)務(wù)；③受軌道限制，靈活性較差，需有其他運輸方式為其集散客貨；④運輸總成本中固定費用所占的比重大(一般占60%)，大量資金、物資用于建筑工程，如路基、站場等，一旦停止?fàn)I運，不易轉(zhuǎn)讓或回收，損失較大。

3．當(dāng)前世界鐵路發(fā)展趨勢鐵路作為陸上運輸?shù)闹髁?，在長達(dá)一個多世紀(jì)的時間里居于壟斷地位。但自本世紀(jì)以來，隨著汽車、航空和管道運輸?shù)难杆侔l(fā)展，鐵路運輸不斷受到挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，適應(yīng)貨主和旅客——安全、準(zhǔn)確、快速、方便、舒適的要求，各國鐵路部門紛紛進(jìn)行大規(guī)模的現(xiàn)代化技術(shù)改造，同時改革運輸組織工作，積極采用高新技術(shù)，在重載、高速運輸和信息技術(shù)方面取得了新的突破，再加之現(xiàn)代化管理和優(yōu)質(zhì)服務(wù)以及鐵路的區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、洲際聯(lián)網(wǎng)，使鐵路增添了新的活力，在陸路運輸中仍繼續(xù)發(fā)揮著骨干作用，在現(xiàn)代化運輸方式中占著重要的地位。

1）高速、大密度，擴編或采用雙層客車是各國鐵路客運發(fā)展的共同趨勢采用動車組和電力機車牽引旅客列車是實現(xiàn)客運高速化的重要條件。輕軌交通倍受青睞，它是改善城市交通環(huán)境的一種有效交通工具；市郊鐵路與地下鐵道、輕軌鐵路緊密合作，共線、共站，共同組成大城市的快速運輸系統(tǒng)，是各國解決人口密度較大地區(qū)客運繁忙的有效措施。在未來的鐵路發(fā)展中，大城市快速運輸系統(tǒng)將同全國鐵路網(wǎng)連接，緊密配合，形成客運統(tǒng)一運輸網(wǎng)。

2）貨物運輸方面，集中化、單元化和大宗貨物運輸重載化是各國鐵路發(fā)展的共同趨勢重載單元列車是用同型車輛，固定編組、定點定線循環(huán)運轉(zhuǎn)，首先用于煤炭運輸，后來擴展到其他散裝貨物，對提高運能，降低能源消耗，減少乘務(wù)人員等都有顯著效果，經(jīng)濟(jì)上受益很大，如美國鐵路貨運量有60％是由單元列車這種方式完成的。俄羅斯曾試驗開行了重量為43407噸的超長重載列車，列車由440輛車組成，全長6.5公里，由4臺電力機車牽引，情景十分壯觀。重載運輸?shù)牧熊囍亓吭?000噸以上。

3）提高管理水平與改進(jìn)控制技術(shù)，使鐵路的技術(shù)設(shè)備發(fā)揮更高效能現(xiàn)代鐵路的列車性能已趨于能源和維護(hù)費用的極限，旅客列車的速度受到安全的約束，貨物列車的重量也已達(dá)到橋梁和線路的貨載極限。通過鐵路的軟件革命即改進(jìn)管理與控制，使鐵路的技術(shù)設(shè)備發(fā)揮更高效能。由電子計算機、光導(dǎo)纖維、數(shù)字技術(shù)構(gòu)成的信息系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的通信、信號兩個領(lǐng)域的關(guān)系。發(fā)展趨勢是以計算機聯(lián)鎖，取代目前的電氣—機械聯(lián)鎖；另外，自動排列進(jìn)路，可使密集列車運行作業(yè)最優(yōu)化，并使調(diào)度員擺脫人腦速度和能力的限制。

4）在電氣化鐵路上采用最高用電量控制技術(shù)，以保證正常牽引用電。即在峰值時，自動地暫時切斷采暖等用電。目前，日本及西歐各國大部分電氣化鐵路都采用了遠(yuǎn)動系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的發(fā)展過程是：從有接點的繼電系統(tǒng)，到無接點的半導(dǎo)體電子系統(tǒng)，直至電子計算機控制系統(tǒng)。

5）在硬件方面，各國都加強了鐵路機車車輛的技術(shù)改造隨著內(nèi)燃機車代用燃料的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)內(nèi)燃機車發(fā)動機重新優(yōu)化已成必然，目前，大部分電力機車采用直流串勵電動機，這種電機盡管有良好的牽引特性，但易發(fā)生空轉(zhuǎn)。采用交流電力機車已是發(fā)展方向。

關(guān)于高速鐵路自1964年日本建成東京至大阪世界上第一條高速鐵路40多年來，高速鐵路從無到有。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界擁有或正在建設(shè)高速鐵路的國家和地區(qū)及進(jìn)行研究和規(guī)劃的國家達(dá)幾十個。在21世紀(jì)，鐵路運輸業(yè)將會出現(xiàn)輪軌系高速鐵路的全面發(fā)展，全球性高速鐵路網(wǎng)建設(shè)的時期已經(jīng)到來。高速鐵路發(fā)展的三個不同的階段1）1964年至1990年是世界上高速鐵路發(fā)展的最初階段。以日本、法國、意大利、德國為代表。2）20世紀(jì)90年代初高速鐵路網(wǎng)建設(shè)的第二次高潮。20世紀(jì)80年代末，世界各國對高速鐵路的關(guān)注和研究醞釀了第二次建設(shè)的高潮。歐洲主要有法國、德國、意大利、西班牙、比利時、荷蘭、瑞典和英國等國家；日本高速路網(wǎng)的建設(shè)開始向全國普及發(fā)展。3）20世紀(jì)90年代中期形成第三次高潮。波及到亞洲、北美、澳洲以及整個歐洲。

我國高速鐵路進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國高速鐵路獲得了快速發(fā)展。2008年建成的京-津高速鐵路投入使用后，為國內(nèi)高速鐵路的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、使用均積累了寶貴經(jīng)驗。目前通車的還有京武廣、京滬高速鐵路等。4．其他

牽引機車類別。我國鐵路運輸采用的牽引機車分為電力機車、內(nèi)燃機車、蒸汽機車三類，目前主要采用的是電力機車。列車的分類和等級列車。按運輸性質(zhì)可分為旅客列車、混合列車、行包快運專列、軍用列車、貨物列車、路用列車。每類列車又分不同的等級，如旅客列車分為直達(dá)特快旅客列車、快速旅客列車、普通旅客列車等。鐵路信號機類型。按類型分為色燈信號機、臂板信號機和機車信號機。信號機按用途分為進(jìn)站、出站、通過、進(jìn)路、預(yù)告、遮斷、駝峰、駝峰輔助、復(fù)示、調(diào)車信號機。鐵路線路類別。鐵路線路分為正線、站線、段管線、岔線及特別用途線。列車編組。列車應(yīng)按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定及列車編組計劃和列車運行圖規(guī)定的編掛條件、車組、重量或長度編組。

第二節(jié)鐵路運輸安全技術(shù)及其事故預(yù)防一、鐵路運輸安全技術(shù)目前，確保機車運行的4大裝置（簡稱“四項設(shè)備”）為：列車無線調(diào)度電話；機車信號；列車自動停車裝置；列車運行監(jiān)控系統(tǒng)（俗稱黑匣子）。鐵路運輸安全技術(shù)措施包括：鐵路運輸安全設(shè)計技術(shù)、鐵路運輸安全監(jiān)控與檢測技術(shù)、鐵路運輸事故救援技術(shù)3大類。

1．鐵路運輸安全設(shè)計技術(shù)

目的：消除和控制各種危險，減少鐵路運輸設(shè)備損壞和人員傷亡。常用的鐵路運輸安全設(shè)計技術(shù)方法主要為：強化運輸設(shè)備的安全性；隔離；閉鎖；閉塞隔離技術(shù)等。

閉塞是鐵路信號的專用名詞，是指列車進(jìn)入?yún)^(qū)間后，使之與外界隔離起來，區(qū)間兩端車站都不再向這一區(qū)間發(fā)車，以防止列車相撞和追尾。

強化運輸設(shè)備的安全性是減少鐵路運輸事故的重要措施，如平交道口改立交，鋪設(shè)重型鋼軌、采用自動閉塞、電氣集中、調(diào)度集中，增加各類道口信號的裝備率等。隔離也是一種常用的安全設(shè)計技術(shù)，如采用物理分離、護(hù)板和柵欄等將已識別的危險同人員和設(shè)備隔開以降低危險的影響。閉鎖是指防止某事件發(fā)生或防止人、物等進(jìn)入危險區(qū)域，如油罐車上的閉鎖裝置可防止在車體未接地的情況下向車內(nèi)加注易燃液體。

自動閉塞技術(shù)

——是利用通過信號機把區(qū)間劃分為若干個裝設(shè)軌道電路的閉塞分區(qū)，通過軌道電路將列車和通過信號機的顯示聯(lián)系起來，使信號機的顯示隨著列車運行位置而自動變換的一種閉塞方式。在每個閉塞分區(qū)始端都設(shè)置一架防護(hù)該分區(qū)的通過色燈信號機。這些信號機平時顯示綠燈，稱為“定位開放式”；只有當(dāng)列車占用該閉塞分區(qū)或發(fā)生斷軌故障時，才自動顯示紅燈，要求后續(xù)列車停車。

2．鐵路運輸安全監(jiān)控與檢測技術(shù)鐵路運輸安全監(jiān)控與檢測技術(shù)有：鐵路列車檢測、鐵路列車超速防護(hù)、鐵路車載監(jiān)控系統(tǒng)等。

鐵路列車檢測。常見的列車檢測技術(shù)有軌道電路、查詢應(yīng)答器（通常被安裝在軌道上，當(dāng)列車通過查詢應(yīng)答器時，查詢應(yīng)答器進(jìn)行識別，并通過無線電把列車的位置回傳到信號控制點）系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)和車上檢測感知器等。鐵路列車超速防護(hù)。就是對列車實際速度和最大安全速度進(jìn)行比較，當(dāng)出現(xiàn)超速時，就實施安全制動。列車行駛速度越高，超速防護(hù)越要自動化。鐵路車載監(jiān)控系統(tǒng)

。鐵路車載監(jiān)控系統(tǒng)有軸箱發(fā)熱探測器、車輪發(fā)熱探測器、脫軌或拖掛設(shè)備檢測器、臨界限界檢查器等。軸箱發(fā)熱探測器：是一種地面熱傳感裝置，可檢測車軸軸承發(fā)熱情況。當(dāng)車輛通過時，探測器測量軸承發(fā)射的紅外線輻射熱，并與同一列車的相鄰軸承進(jìn)行比較，如果記錄到一個高讀數(shù)，則向列車監(jiān)控中心發(fā)出信號，給出懷疑發(fā)熱軸箱的位置，以便及時對發(fā)熱軸承進(jìn)行處理。熱輪探測器：其工作原理類似于軸箱發(fā)熱探測器，用于檢測抱閘踏面制動，如果檢測到抱閘制動，列車乘務(wù)員應(yīng)請求列車停車，并在抱閘車輛上松開制動器。脫軌或拖掛設(shè)備檢測器：用在橋梁、隧道等處，用來檢測車輛是否仍在鋼軌上，以及設(shè)備是否仍完整無損。臨界限界檢查器：常用在橋梁或隧道入口前，以檢驗裝備或碴石沒有超出正前方固定設(shè)備圍砌的限界之外。典型的用于貨運鐵路線上?；疖嚨闹苿臃绞椒彩遣捎媒饘佥喓蛙壍赖倪\輸工具（不管是火車還是地鐵）的制動方式都是一樣，采用氣壓制動。當(dāng)需要行進(jìn)時，通過各車節(jié)聯(lián)接管給“抱閘”施加高氣壓，使抱閘松開，火車就可以前進(jìn)；需要剎車時，放掉“抱閘”氣壓，抱閘抱死制動鼓，使車輛停止。這種制動方式安全，只需要調(diào)好每節(jié)車“抱閘”的力度，在剎車時就不會因剎車過快導(dǎo)致脫軌。

3．鐵路運輸事故救援技術(shù)

鐵路運輸事故救援包括事故調(diào)查處理與救護(hù)救援兩部分。事故調(diào)查處理包括：行車事故的分類等級、事故報告程序、事故調(diào)查程序、事故責(zé)任判定的基本原則、主要行車設(shè)備破損鑒定和直接經(jīng)濟(jì)損失估算方法和事故調(diào)查處理報告的編寫原則等六項內(nèi)容。

事故救援包括：及時對受傷人員進(jìn)行救護(hù)；盡快恢復(fù)運輸生產(chǎn)等。二、鐵路典型行車事故預(yù)防1．機車車輛沖突脫軌事故及其防范1）機車車輛沖突事故的主要原因機車車輛沖突事故的原因主要為車務(wù)、機務(wù)兩方面。車務(wù)方面主要是作業(yè)人員向占用線接入列車，向占用區(qū)間發(fā)出列車，停留車輛未采取防溜措施導(dǎo)致車輛溜逸，違章調(diào)車作業(yè)等；機務(wù)方面主要是機車乘務(wù)員運行中擅自關(guān)閉“三項設(shè)備”（即機車信號、列車無線調(diào)度電話、列車運行監(jiān)控記錄裝置）盲目行車，作業(yè)中不認(rèn)真確認(rèn)信號盲目行車，區(qū)間非正常停車后再開時不按規(guī)定行車，停留機車不采取防溜措施，列車運行及調(diào)車作業(yè)不按規(guī)定速度行車等。

2）機車車輛脫軌事故的主要原因機車車輛配件脫落，機車車輛走行部構(gòu)件、輪對等限度超標(biāo)，線路及道岔限度超標(biāo)，線路斷軌脹軌，車輛裝載貨物偏載或墜落，線路上有異物侵限等。3）防止機車車輛沖突脫軌安全措施嚴(yán)格執(zhí)行行車作業(yè)崗位的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，認(rèn)真落實非正常行車安全措施，強化機車作業(yè)安全聯(lián)控，加強機車車輛檢修和機車出庫、車輛列檢的檢查質(zhì)量，提高線路道岔養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，落實工務(wù)防折、防脹和施工安全措施，加強貨物裝載加固措施和商檢檢查作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。4）車輛預(yù)防大部件折斷脫落安全措施車輛轉(zhuǎn)向架側(cè)架、搖枕實行壽命管理，凡使用年限超過28年的配件全部報廢；車輛入廠、段修轉(zhuǎn)向架除銹后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)分解探傷，重點檢查；車輛輪對入廠、段修時，嚴(yán)格執(zhí)行除銹探傷檢查；加強制動梁端軸分解探傷檢查等安全措施。5）停留機車車輛的防溜措施編組站、區(qū)段站在到發(fā)線、調(diào)車線以外線路上停留車輛，應(yīng)連掛在一起，并須擰緊兩端車輛的手制動機，并牢靠固定。中間站停留車輛，無論停留線路是否有坡道，均應(yīng)連掛在一起，擰緊兩端車輛的手制動機，并以鐵鞋牢靠固定。車站對停留車輛防溜措施執(zhí)行情況每天要實行定期檢查。2．機車車輛傷害事故及其防范1）營業(yè)線上作業(yè)人員被機車車輛撞、軋、擠、壓慣性傷害事故的主要原因2）營業(yè)線上作業(yè)人員安全防范措施

3）有人看守道口安全防范措施

3．電氣化