靳帥 朱寶

摘要：安全性是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組先進(jìn)性、人性化設(shè)計(jì)的重要體現(xiàn)。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組設(shè)計(jì)有超員報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)每節(jié)車廂的載重量進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)超載，保證了動(dòng)車組安全運(yùn)行。本文主要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的超員報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡的介紹和闡述。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組 ? ?安全性 ? ?超員報(bào)警

1概述

高速動(dòng)車組作為我國(guó)現(xiàn)如今運(yùn)輸和人們出行的主要交通工具，在享受其高速帶來(lái)的快捷性、舒適性、便利性的同時(shí)，動(dòng)車組自身的安全性能也變的越來(lái)越重要[1]。為了適應(yīng)中國(guó)高速鐵路高安全性的需求，在中國(guó)鐵路總公司的主導(dǎo)之下，集合國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)、高校、科研單位等優(yōu)勢(shì)力量，開(kāi)展了時(shí)速350公里中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的研制工作。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在環(huán)保、節(jié)能、降低全壽命周期成本、進(jìn)一步提高安全冗余等方面加大了創(chuàng)新力度，具有創(chuàng)新性、智能化、安全性、人性化、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。

2安全性能分析

CR400BF標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組即復(fù)興號(hào)動(dòng)車組是我國(guó)自主研發(fā)的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的高速動(dòng)車組，其設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)到每小時(shí)350公里。標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組以其快捷、方便等特點(diǎn)迅速發(fā)展成為人們出行的主要交通工具，因此，其安全性也越來(lái)越惹人注目。標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在繼承了“和諧號(hào)”動(dòng)車組既有安全性能的同時(shí)，增加了動(dòng)車組超員檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1超員檢測(cè)系統(tǒng)必要性

相較于上一代“和諧號(hào)”動(dòng)車組，“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組除了經(jīng)濟(jì)性、創(chuàng)新性等方面的提升，在設(shè)計(jì)上更加智能，加載了超員自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)達(dá)到一定旅客量，單車超員20%時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，其實(shí)，無(wú)論“和諧號(hào)”還是“復(fù)興號(hào)”，都具備一定的超載能力，只是“復(fù)興號(hào)”在設(shè)計(jì)上更加以人為本，同時(shí)考慮運(yùn)行的安全性和乘坐的舒適性，包括空調(diào)供風(fēng)能力和給水衛(wèi)生能力在不影響旅客舒適性的前提下可以滿足多大超員負(fù)荷，經(jīng)核算，“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組超員20%時(shí)可正常運(yùn)行，超過(guò)后乘坐舒適性會(huì)有所下降;上一代“和諧號(hào)”動(dòng)車組并沒(méi)有設(shè)置超員自動(dòng)報(bào)警裝置，在春運(yùn)與暑運(yùn)期間，出現(xiàn)返程高峰時(shí)，高速鐵路的運(yùn)營(yíng)能力始終難以滿足返程高峰期時(shí)旅客的需求當(dāng)人員過(guò)多時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)超員。

2.2超員運(yùn)行危害

眾所周知，單獨(dú)的交通事故是一個(gè)隨機(jī)事件，具有不確定性。但是，大量這樣的隨機(jī)事件便構(gòu)成了安全性能影響的來(lái)源[2]。車輛超載對(duì)安全行車或運(yùn)輸造成極大的危害，嚴(yán)重危及群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全，成為大量道路交通事故的誘導(dǎo)因素，造成巨大的損失。所謂超限，是指裝載超過(guò)線路對(duì)其的限值，包括運(yùn)輸總重與軸荷等超過(guò)限定值[3]。

動(dòng)車組超員即旅客數(shù)量超過(guò)滿載人數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)超員時(shí)，會(huì)增加車重，導(dǎo)致列車加速時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成列車區(qū)間內(nèi)運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)或制動(dòng)距離延長(zhǎng)，兩種現(xiàn)象都是在列車運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)禁出現(xiàn)的，加速時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致列車晚點(diǎn)，制動(dòng)距離延長(zhǎng)會(huì)直接影響動(dòng)車組出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)的性能，極端情況下會(huì)導(dǎo)致列車相撞，后果不堪設(shè)想。

同濟(jì)大學(xué)教授、鐵路專家孫章從應(yīng)用力學(xué)設(shè)計(jì)的角度剖析了動(dòng)車超員的危害。列車是通過(guò)軸和轉(zhuǎn)向架對(duì)軌道的力的傳遞向前運(yùn)行的，其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性是三大重要數(shù)據(jù)。軸的運(yùn)轉(zhuǎn)是在軌道上往復(fù)交替載荷的疲勞破壞，特別是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，這種破壞更大。動(dòng)車曾經(jīng)做過(guò)試驗(yàn)，在高速下超載運(yùn)行，車輛的軸承就出現(xiàn)了細(xì)微裂縫。當(dāng)軸承出現(xiàn)裂紋時(shí)，若列車在此車重條件下持續(xù)運(yùn)行便會(huì)導(dǎo)致軸承斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致列車脫軌、翻車，嚴(yán)重危害旅客人身安全[4]。

同時(shí)，動(dòng)車組超員車重增加同樣會(huì)對(duì)軌道及相關(guān)設(shè)施造成損傷，由于超載超限車輛的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鐵路和橋梁的設(shè)計(jì)載荷，致使鋼軌平穩(wěn)度降低，導(dǎo)致列車蛇形運(yùn)動(dòng)和搖晃，影響旅客舒適度的同時(shí)還會(huì)增加脫軌的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3動(dòng)車組超員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理

動(dòng)車組的超員報(bào)警通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛重量來(lái)實(shí)現(xiàn)，列車所有載荷狀態(tài)均通過(guò)空氣彈簧壓力來(lái)體現(xiàn)，即不同的載荷狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的空簧壓力，各車制動(dòng)控制裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)本車的空氣彈簧壓力，將采集到的空氣彈簧壓力通過(guò)壓力傳感器轉(zhuǎn)化為車輛重量信息（單位：t），并通過(guò)列車數(shù)據(jù)傳輸總線發(fā)送到列車控制系統(tǒng)，列車控制系統(tǒng)將接收到的車重與軟件“超員警告閾值”預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，進(jìn)行超載信息的整車超員報(bào)警或單車超員報(bào)警判斷。

動(dòng)車組超員報(bào)警值的設(shè)置是根據(jù)車輛超員人數(shù)確定超員報(bào)警閾值，并考慮適當(dāng)?shù)挠嗔俊Ａ熊嚤O(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有維持列車載客運(yùn)行所必需物品的載荷量，并將該載荷量定義為整備量，在此基礎(chǔ)上增加定員重量（每乘客80公斤）定義為定員載荷量，將超過(guò)20%的定員載荷定義為超員報(bào)警值。當(dāng)單車超員20%時(shí)，進(jìn)行預(yù)警，提示乘客向未超員車輛疏散;整列超員20%時(shí)，在司機(jī)室、機(jī)械師室、乘務(wù)員室進(jìn)行報(bào)警，在客室內(nèi)進(jìn)行聲光報(bào)警，提示乘務(wù)員進(jìn)行應(yīng)急處置。

為排除車輛運(yùn)行中過(guò)曲線等路況對(duì)空氣彈簧壓力值的影響，列車運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)不進(jìn)行超員報(bào)警檢測(cè)。當(dāng)列車靜止時(shí)，超員報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)單車超員報(bào)警和整車超員報(bào)警進(jìn)行監(jiān)控，并在發(fā)生超員報(bào)警時(shí)在相應(yīng)部位進(jìn)行聲光報(bào)警提醒。

2.4超員報(bào)警措施

當(dāng)單車發(fā)生超員報(bào)警時(shí)，會(huì)在司機(jī)室、機(jī)械師室進(jìn)行聲光報(bào)警（單車超員時(shí)，司機(jī)室不報(bào)警;整列超員時(shí)，司機(jī)室進(jìn)行聲光報(bào)警），并在司機(jī)室顯示各車廂“單車超員報(bào)警”狀態(tài);同時(shí)列車控制系統(tǒng)把相應(yīng)車廂超員報(bào)警信息發(fā)送旅客信息系統(tǒng)，旅客信息系統(tǒng)控制超員車廂車內(nèi)顯示器顯示“本車已超員，請(qǐng)站立乘客到相鄰車輛乘坐”，同時(shí)本車廣播喇叭發(fā)出與車內(nèi)顯示屏顯示文字內(nèi)容一致的語(yǔ)音播報(bào)信息。

3.結(jié)論

本文介紹了CR400BF標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組超員檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的必要性及工作原理，通過(guò)動(dòng)車組超員檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置使其安全性能大大提高，證明中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組不僅滿足了我國(guó)持續(xù)高速運(yùn)行、長(zhǎng)距離、開(kāi)行密度較高、載客量較大等要求，更讓旅客在享受到快速、高效生活的同時(shí)，安全也得到了保障。

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