徐繼航，周 楠

（上海鐵路公安處 刑事技術(shù)支隊，上海 200071）

隨著我國高速鐵路網(wǎng)建設(shè)的日趨完善，高鐵列車開行班次不斷增多，高鐵列車車窗玻璃破損情況時有發(fā)生。高鐵列車運(yùn)行時速快、密度高，一旦車窗玻璃破碎，不僅威脅乘客的人身安全，更有可能造成列車晚點(diǎn)，產(chǎn)生較大影響。目前，基層所隊技術(shù)員對這類現(xiàn)場的處置經(jīng)驗少、缺乏研判玻璃破損成因的客觀依據(jù)，導(dǎo)致有時不能準(zhǔn)確判斷案件性質(zhì)和擊打物種類。本文以上海鐵路局集團(tuán)公司管內(nèi)運(yùn)行的高鐵列車為例，介紹高鐵列車車窗玻璃構(gòu)造、制造工藝和破損特征，梳理分析勘查高鐵列車車窗玻璃破損現(xiàn)場時的難點(diǎn)和應(yīng)注意的事項，以期對車窗玻璃破損現(xiàn)場勘驗與性質(zhì)認(rèn)定工作提供借鑒。

一、高鐵列車車窗玻璃破損的一般特征

高鐵列車玻璃主要分為前窗玻璃、側(cè)窗玻璃和內(nèi)裝玻璃，通常遇到的擊打列車案件都是針對前兩種玻璃。

（一）列車車窗玻璃特點(diǎn)

1.前窗玻璃

（1）玻璃結(jié)構(gòu)。前窗玻璃為9層結(jié)構(gòu)，厚度為25.76mm，其中透明玻璃2層，其他為有機(jī)層。由外向內(nèi)依次是透明玻璃（8mm）、透明PVB（1.52mm）、XIR隔熱膜（0.18mm）、透明PVB（1.52mm）、灰色隔熱PVB（0.38mm）、透明PVB（6.84mm）、透明玻璃（4mm）、防飛濺層（3.22mm）、P18ARL隔熱膜（0.1mm），如圖1。

圖1 前窗玻璃結(jié)構(gòu)示意圖

（2）玻璃鋼化工藝。前窗玻璃采用化學(xué)鋼化，即通過改變玻璃表面的化學(xué)組成來提高玻璃的強(qiáng)度，將含有堿金屬離子的硅酸鹽玻璃，浸入到熔融狀態(tài)的硝酸鉀或硝酸鈉，使玻璃表層半徑較小的離子和溶液中半徑較大的離子發(fā)生交換，玻璃表面形成大離子交換層，產(chǎn)生壓應(yīng)力。

化學(xué)鋼化玻璃的彎曲強(qiáng)度要高于物理鋼化玻璃，其光學(xué)性能和表面平整度也優(yōu)于物理鋼化玻璃，因此前窗玻璃均采用化學(xué)鋼化。

（3）抗沖擊強(qiáng)度。前窗玻璃可以抵抗1kg鋁彈以580km/h（在試驗車上達(dá)到660km/h）的速度沖擊不穿透，且不產(chǎn)生傷害性飛濺物；抵抗20g鋁彈（模擬礫石）以440km/h的速度沖擊不開裂。

（4）化學(xué)鋼化玻璃破損特征?；瘜W(xué)鋼化玻璃破碎后，碎片呈塊狀（如圖2）。機(jī)車駕駛室前窗安裝化學(xué)玻璃就是利用了其破碎后仍有殘余可視性，從而不影響司機(jī)瞭望的特性。

圖2 化學(xué)鋼化玻璃破碎形態(tài)

（5）玻璃標(biāo)識。前窗玻璃上印有3C標(biāo)識、玻璃廠家3C認(rèn)證代碼、前窗追溯號等內(nèi)容，其中3C認(rèn)證代碼后面六位數(shù)字為生產(chǎn)廠家代碼，追溯號前四位為生產(chǎn)年月，后四位為產(chǎn)品序號（如圖3）。

圖3 前窗玻璃標(biāo)識

2.側(cè)窗玻璃

側(cè)窗玻璃分為司機(jī)室側(cè)窗玻璃、車廂門玻璃、客室普通側(cè)窗玻璃、應(yīng)急逃生玻璃、盲窗玻璃等。

（1）玻璃結(jié)構(gòu)。側(cè)窗玻璃為7層結(jié)構(gòu)，厚度為35.04mm，其中物理鋼化玻璃4層、有機(jī)層2層、惰性氣體空腔1層。由外向內(nèi)依次是灰色玻璃（6mm）、透明PVB（1.52mm）、LOWE鍍膜玻璃（4mm）、氬氣（14mm）、灰色玻璃（4mm）、透明PVB（1.52mm）、白玻璃（4mm），如圖4。

圖4 側(cè)窗玻璃結(jié)構(gòu)示意圖

（2）玻璃鋼化工藝。側(cè)窗玻璃多采用物理鋼化，玻璃在加熱爐內(nèi)按一定升溫速度加熱到低于軟化溫度，然后將此玻璃迅速送入冷卻裝置，用低溫高速氣流進(jìn)行淬冷，玻璃外層首先收縮硬化，待到玻璃內(nèi)部也開始硬化時，已硬化的外層將阻止內(nèi)層的收縮，從而使先硬化的外層產(chǎn)生壓應(yīng)力，后硬化的內(nèi)層產(chǎn)生張應(yīng)力。

因為與化學(xué)鋼化玻璃相比，物理鋼化玻璃制造成本相對較低，所以上海鐵路公安局管內(nèi)大部分高鐵列車側(cè)窗玻璃均已采用物理鋼化玻璃。

（3）抗沖擊強(qiáng)度。側(cè)窗玻璃可以抵抗20g鋁彈（模擬礫石）以200km/h的速度沖擊不開裂。

（4）物理鋼化玻璃破損特征。物理鋼化玻璃破碎后，碎片呈顆粒狀（如圖5），較化學(xué)鋼化玻璃破碎后的碎片更安全，有利于緊急逃生，所以列車側(cè)窗玻璃采用物理鋼化玻璃更安全。

（5）玻璃標(biāo)識。側(cè)窗玻璃上印有3C標(biāo)識、玻璃廠家3C認(rèn)證代碼、側(cè)窗生產(chǎn)年月等內(nèi)容（如圖6）。

圖5 物理鋼化玻璃破碎形態(tài)

圖6 側(cè)窗玻璃標(biāo)識

（6）自爆現(xiàn)象。物理鋼化玻璃存在自爆（自己破裂）的可能性，通常是由于生產(chǎn)鋼化玻璃的原片內(nèi)部存在一些結(jié)石而導(dǎo)致的鋼化玻璃破碎，在鋼化玻璃自爆起始點(diǎn)處，會存在硫化鎳結(jié)石，這些硫化鎳結(jié)石在鋼化玻璃生產(chǎn)過程中會把高溫晶態(tài)（α-NiS）“凍結(jié)”并保留到常溫下。這種高溫晶態(tài)在常溫狀態(tài)下并不穩(wěn)定，會隨著時間逐步向常溫晶態(tài)（β-NiS）轉(zhuǎn)變，在轉(zhuǎn)變的同時會伴隨著一定的體積膨脹；若結(jié)石恰好存在于鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)（玻璃板厚度方向的中部），則這種相變過程往往會導(dǎo)致鋼化玻璃突然破碎，即我們通常所說的鋼化玻璃“自爆”現(xiàn)象。此外，應(yīng)力分布的不均勻也可能會造成自爆。

（二）列車車窗玻璃裂紋形態(tài)

1.層裂區(qū)。玻璃表面受到擊打時，在沖擊波的作用下玻璃中會產(chǎn)生一個應(yīng)力波，擊打點(diǎn)處出現(xiàn)裂口，并迅速向四周擴(kuò)展，在自由面形成表面凹凸不平的層層剝裂狀痕跡（如圖7）[1]。

2.末梢紋。末梢紋是指應(yīng)力波沿平面方向傳播，在孔洞周圍形成的緊密均勻的放射狀細(xì)小裂紋，呈規(guī)則的環(huán)形分布（如圖7）[2]。

3.放射紋。放射紋是指在末梢紋之外，以擊打點(diǎn)為中心向四周呈輻射狀分布的裂紋（如圖8）[3]。

4.切向紋。切向紋是指以擊打點(diǎn)為中心，以某一長度為半徑的圓環(huán)狀或弧狀裂紋（如圖8）[4]。

圖7 層裂區(qū)和末梢紋

圖8 放射紋和切向紋

二、高鐵列車車窗玻璃破損現(xiàn)場勘查工作的難點(diǎn)和解決辦法

（一）對勘查工作的時間要求高

由于高鐵列車實行公交化運(yùn)行模式，中途?？恐挥袔追昼姇r間，終到后折返間隔也只有二三十分鐘，這就對快速有效地勘查此類現(xiàn)場提出了更高的要求。解決方法：一是要有充分的勘查預(yù)案和必要的勘查器材，保證抵達(dá)現(xiàn)場后能有條不紊開展勘查工作；二是要加大對所隊技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，提高技術(shù)人員勘查此類現(xiàn)場的能力。

（二）勘查時要有自我防護(hù)意識

列車到站停車時，只有一側(cè)玻璃臨靠站臺，另一側(cè)則在股道中間。由于現(xiàn)在高鐵均采用電氣化，因此如破損玻璃在股道一側(cè)，從安全角度考慮，勘查人員不應(yīng)進(jìn)入股道搭梯子對外層玻璃進(jìn)行勘查。解決方法：技術(shù)部門接到此類現(xiàn)場出警指令后，應(yīng)及時與治安部門聯(lián)系，搞清該次列車前方站的停點(diǎn)和破損玻璃側(cè)車窗是否臨靠站臺，以便有效組織技術(shù)力量進(jìn)行勘查。

（三）勘查玻璃破損現(xiàn)場對刑事照相技能要求較高

由于受損客體為玻璃，且擊打點(diǎn)一般較微小，有時留給技術(shù)人員的勘查時間又較短，這就要求勘查人員在照相固定時能熟練運(yùn)用微距、配光等照相技能，把破損玻璃的擊打點(diǎn)或自爆點(diǎn)清晰地固定下來，以利于案情的分析研究。

三、列車車窗玻璃破損現(xiàn)場勘查工作要點(diǎn)

（一）勘驗一般流程

第一，現(xiàn)場方位照與概覽照相的技術(shù)要求：應(yīng)準(zhǔn)確固定車窗的方位，反映車次、車廂位置、車廂號、破損車窗對應(yīng)的座位號等。照相固定玻璃破碎的整體形態(tài)，從內(nèi)外兩個方向分別拍攝，必要時可打側(cè)光。

第二，測量玻璃破損中心點(diǎn)距任意兩個相鄰邊框的距離，準(zhǔn)確記錄擊打點(diǎn)位置?，F(xiàn)場細(xì)目照相應(yīng)固定擊打點(diǎn)處痕跡，注意加放標(biāo)尺，利用側(cè)光垂直拍攝，并分別從內(nèi)外兩個方向拍攝。有透明膠帶覆蓋的，應(yīng)移除膠帶后再次拍照固定，注意膠帶上是否黏附其他物質(zhì)。

第三，使用專門的微量物證提取盒提取孔洞處微量物證，用以確定擊打物種類。

第四，放大鏡觀察擊打點(diǎn)形態(tài)，測量孔洞大小，未發(fā)現(xiàn)明顯孔洞的，可用手觸摸玻璃表面，確定凹陷缺損程度。

第五，尋找擊打玻璃的物體，如果外層玻璃被擊穿，應(yīng)注意查看兩層玻璃之間是否有擊打物或其碎屑；如兩層玻璃均被擊穿，應(yīng)在車廂內(nèi)尋找擊打物。

第六，記錄破碎玻璃的3C認(rèn)證代碼和追溯號（內(nèi)側(cè)拍攝），便于后期查詢生產(chǎn)廠家和型號，確定玻璃的結(jié)構(gòu)。

第七，遇到一時難以判明破損性質(zhì)的車窗玻璃，可以要求鐵路有關(guān)部門在更換玻璃時整體取下，以便后續(xù)仔細(xì)研究。

（二）玻璃破損原因分析的技術(shù)要點(diǎn)

1.玻璃被擊打破損與自爆的裂紋形態(tài)區(qū)別

當(dāng)玻璃受到物體擊打時，在玻璃介質(zhì)內(nèi)形成的應(yīng)力峰值超過玻璃強(qiáng)度極限，使其發(fā)生破碎，玻璃上有明確的擊打點(diǎn)，并形成以擊打點(diǎn)為中心的放射狀裂紋。自爆的玻璃沒有擊打點(diǎn)，起爆點(diǎn)部位呈“蝴蝶斑”狀，其厚度方向往往能夠看到小黑點(diǎn)，這就是硫化鎳結(jié)石。在勘查中，要注意分辨玻璃被擊打和自爆形成裂紋形態(tài)的區(qū)別。

2.被擊打破損玻璃的裂紋特征

（1）槍擊裂紋特征。彈孔呈近圓形或橢圓形,斷面粗糙,孔徑略大于彈徑，彈孔斷面分布有白色玻璃粉末[5]；層裂區(qū)呈喇叭狀，出口直徑大于入口直徑，出入口直徑比值約為3∶1；彈孔附近區(qū)域內(nèi)形成放射紋，裂紋在內(nèi)應(yīng)力作用下迅速擴(kuò)展并分叉，在邊界附近形成矩形碎塊[6]。

（2）高速拋擊裂紋特征。高速拋擊一般是采用拋射器或彈弓將物體拋出，孔洞接近于圓形或不規(guī)則形態(tài)；層裂區(qū)呈喇叭狀，出口直徑大于入口直徑；玻璃碎成大量的多邊形碎片[7]。在有效距離內(nèi)，用鋼珠射擊，擊打點(diǎn)處玻璃粉碎，中心孔洞區(qū)呈現(xiàn)一個逐漸擴(kuò)大的碗狀小孔；用石子射擊，玻璃孔洞呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，層裂區(qū)剝離較少，并且部分石子在射擊玻璃后會出現(xiàn)破裂粉碎，容易有殘留物遺留[8]。

另外，高速行駛的列車被列車運(yùn)行時所產(chǎn)生的氣流卷起的石子相撞擊，作用效果與高速拋擊相似。

四、高速列車車窗破損案件勘驗實戰(zhàn)分析

（一）軌道異物侵界擊打造成玻璃破損

2018年4月26日，G××次列車行駛至京滬高鐵下行常州至無錫區(qū)間發(fā)生車窗玻璃破碎，破碎的玻璃位于1號車廂前進(jìn)方向右側(cè)，該側(cè)位于上下行線之間。

經(jīng)現(xiàn)場勘查，擊打點(diǎn)距窗框上邊沿25cm，距窗框左邊沿43cm。玻璃未被擊穿，入射面有一處直徑2mm環(huán)形裂紋，無明顯凹陷，玻璃內(nèi)側(cè)層裂區(qū)形成長軸為12mm喇叭狀橢圓洞孔。內(nèi)層玻璃未破損。根據(jù)洞孔痕跡判斷，擊打方向為右下方向左上方（由車廂內(nèi)向外觀察）。

由于車窗玻璃破碎發(fā)生的路段距離地面較高，且被擊打一側(cè)位于線路中間，綜合勘查情況研判，應(yīng)為車輛高速交會時，軌道地面上的異物被垂直拋起擊打形成。

（二）冰棱擊打造成玻璃破損

2018年1月4日，合肥開往上海的G××次列車有兩面玻璃發(fā)生破碎，分別位于1號車廂前進(jìn)方向左側(cè)2A座位處（如圖9）、3號車廂前進(jìn)方向右側(cè)10A座位處（如圖10）。根據(jù)現(xiàn)場玻璃破碎形態(tài)可以看出破碎的側(cè)窗玻璃有物理鋼化和化學(xué)鋼化兩種類型，因為列車兩側(cè)均有玻璃破碎，且出現(xiàn)擊打點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)時為雨雪冰雹天氣，判斷玻璃破碎為冰棱擊打所造成。

圖9 1號車廂2A座位處玻璃（物理鋼化）

圖10 3號車廂10A座位處玻璃（化學(xué)鋼化）

（三）石擊列車造成的玻璃破損

2008年2月23日，南京開往杭州的D××次列車12車廂運(yùn)行方向左側(cè)車窗玻璃遭擊打。玻璃上共有三處擊打點(diǎn)，其中兩處位于外層玻璃右側(cè)邊緣，孔洞大小分別為35mm×18mm和10mm×8mm；一處位于右側(cè)窗框，孔洞大小為25mm×20mm（如圖11）。被擊打的玻璃孔洞尺寸較大，且均呈現(xiàn)出明顯的不規(guī)則形狀，裂紋以孔洞為中心向四周擴(kuò)散，為典型的石塊擊打形成。

圖11 擊打點(diǎn)形態(tài)（入射面）

（四）玻璃自爆案例

圖12 自爆破裂的玻璃形態(tài)

2018年5月11日，合肥開出的××次列車3號車廂有一塊外層車窗玻璃發(fā)生破碎。玻璃上未發(fā)現(xiàn)異物擊打點(diǎn)，在中心點(diǎn)有一處符合鋼化玻璃自爆破裂特征的蝴蝶斑痕跡（如圖12），因此該玻璃排除被擊打，為自爆破裂。綜上所述，目前我國生產(chǎn)的高鐵車窗玻璃防破損飛濺的性能指標(biāo)已較高，能為旅客安全出行提供保障。但由于高鐵線路運(yùn)行里程長，沿途區(qū)間環(huán)境情況復(fù)雜，人為因素、氣候因素、地理環(huán)境因素、線路質(zhì)量因素以及玻璃質(zhì)量因素等均有可能造成高鐵列車車窗玻璃破損，及時判明玻璃破損原因，對進(jìn)一步改善高鐵沿線治安狀況、線路工程質(zhì)量以及車窗玻璃制造安裝工藝等系統(tǒng)性工作都能提供第一手的客觀資料，這也是鐵路公安服務(wù)于鐵路運(yùn)輸安全生產(chǎn)的職責(zé)所在。