我国高速列车强横风防风措施及对策研究

马志福周晓斌王 炜张孟彬李乾社马韫娟

1.国家发改委宏观院，北京100038；2.铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142； 3.中铁第四勘察设计院集体有限公司，武汉 430063；4.今创集团，北京100081

我国高速列车强横风防风措施及对策研究

马志福1周晓斌2王 炜2张孟彬3李乾社3马韫娟4

1.国家发改委宏观院，北京100038；2.铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142； 3.中铁第四勘察设计院集体有限公司，武汉 430063；4.今创集团，北京100081

为提高强横风天气条件下高速列车安全高效行车的目的，本文以全国高速铁路沿线738个气象站近40年（1971～2009年）风向和风速资料为基础，结合沿线100多个铁塔梯度风监测资料、兰新二线三十里风区和百里风区2个6要素5层梯度风风监测资料，以及2000个自动气象站和100个防灾安全风监测站近10年（2001年～2009年）风速和风向监测资料，进行信息化和规范化整编；将整编后的资料与高速铁路沿线各里程的地形地貌、路堤高和桥高、粗糙度等现状参数相结合，采用风监测技术、气象学、铁道工程技术、数理统计和概率论方法，即高速铁路沿线最大瞬时风速空间分布与铁路各里程点线结合的研究方法，对高速铁路沿线最大风速空间分布、垂直分布、水平分布进行系统分析研究。研究提出了我国高速列车强横风区间应按照运行管制规则，降低车速和设置防风栅及建设人工隧道降低横风强度来保证安全行车的防风对策。

高速列车；强风区间；距轨面4m高度处；最大瞬时风速；防护对策

1、概述

目前我国投入运营的高速铁路已达到7055公里，居世界第一位。特别是我国高速铁路以桥代路的特点，充分发挥了控制路基沉降、节约土地、降低工程造价、保护环境的优势。但也给高速铁路的防风减灾带来了极具挑战性的研究难题。

为防患强风引起的高速列车安全行车事故，铁道部发布了如下运行规定：按照防风布点原则在高速铁路沿线配置风向风速传感器对强风进行适时监测，当铁路沿线某处的风向风速传感器监测出风力7级～10级及以上强风时，高速列车则控速运行，风力11级及以上时，严禁动车组进入风区。

通过分析研究发现：在某一规定区间里，若在最大瞬时风速2年一遇设计值在15.0m·s-1～20.0m·s-1频率较高的地方设置风向风速传感器或布设防风栅的情况下，那么在整个区间内就可以有效的防止强风对运行中的高速列车造成危害。本文通过大量数据研究得出：高速铁路沿线距轨面4m高度处，最大瞬时风速2年一遇的设计值（10min平均最大风速30年一遇最大风速设计值）是高速铁路沿线风向风速传感器以及防风栅设置的主控因素。

我国地域辽阔，地形复杂，自然灾害频繁，对于高速列车而言，自然灾害中最为严重的是强风灾害，特别是强横风对我国高速列车的运营影响巨大。强风天气条件下高速列车行驶时不仅受行驶方向的气动阻力影响，还会受线路线走向与强风主风向之间夹角的影响。在特殊环境（特大桥梁、高路堤、高架桥、垭口、峡谷地带）会产生风的狭管效应或增速效应。当特殊环境线路走向与强风主风向之间夹角在75～95°时，强横风作用在列车上的气动力大大增加，列车车体会发生颤动，严重时甚至发生倾覆翻车事故。

本文采用工程气象学、流体力学、风监测技术、空气动力学、数理统计与概率论相结合方法，绘制高速公路沿线近40多年（1971～2009年）强风玫瑰图、最大瞬时风速玫瑰图、最大瞬时风速2年一遇设计值与10min平均最大风速30年一遇设计值对比曲线图、最大风速随高度变化廓线图，定量分析高速铁路沿线流场特征和最大瞬时风速水平、垂直分布。在上述工作基础上，进行了高速铁路沿线最大瞬时风速的等概率分区，并用等概率分区的级别和界限值（阈值）确定强风区间界限值。这项研究对于高速铁路强风灾害监测技术和强横风条件下安全行车对策研究具有重要的科学意义和工程价值。

2、沿线风灾调查和资料分析

我国高速铁路沿线风灾调查和资料分析结果表明：兰新二线三十里风区、百里风区强横风区间是我国乃至世界铁路风灾最严重的地区之一，上述地区已发生过数十次大风吹翻列车的事故。如何使高速列车安全、高效的通过强横风区是防灾研究的重要课题之一。兰新二线路段的强横风区间包括百里风区、三十里风口以及铁路高路堤和弯道强横风区间。其中百里风区全年强风日数236天，大风日数207天，其特点是风力强劲、持续时间长、风向稳定、季节性强，从3月～9月的风季中，每月平均都有20天以上大风；三十里风口和达坂城风区强度日数130天～189天，大风日数100天～146天，风季期平均每月都有10天以上大风，如图1所示。三十里风区、百里风区的最大风力达17级以上（瞬时风速60.0 m·s-1～64.0 m·s-1），是目前全球内陆风力最为强劲的地区之一，该区间大风类型为寒潮大风和夏季特强阵风，对交通运输的危害很大。还有我国东南沿海甬台温高速铁路的象山湾、三门湾、台州湾、雁荡山、温州湾特大桥及垭口等区间，全年大风日数可达100～142天，属于大风日数频发区。主要大风类型为台风型大风和季风型大风以及过渡季节短时雷雨大风。台风型大风、暴雨和风暴潮对东南沿海甬台温线动车组的安全运营影响巨大。在现有观测数据中，甬台温线路象山湾区间最大瞬时风速为68.0 m·s-1，这个纪录不仅破了浙江省历史观测最强风速59.6 m·s-1极值，就是在登陆我国的台风实测最大瞬时风速记录中也十分罕见。

图1 兰新二线达坂城风区、百里风区各月大风日数曲线图

3、强横风定义和风害成因及分布特征

强横风定义：高速铁路沿线安全防灾风监测站，距轨面4.0m高度处风力达6级或以上（瞬时风速大于10.8m·s-1以上）称为强风。当线路走向与强风主风向垂直，即线路走向与强风主风向之间夹角在75°～95°范围内称为横风。

大风定义：高速铁路沿线安全防灾风监测站距轨面4.0m高度处瞬时风力达8级或以上（最大瞬时风速大于17.0m·s-1以上），以及对高速铁路设施、高速铁路交通安全高效行车严重影响的风称为大风。

我国铁路沿线大风类型主要有寒潮大风、短时雷雨大风、台风型大风。

高速铁路沿线的风害主要由于天气系统和地形条件影响所致。我国高速铁路沿线大风出现次数具有显著的年代变化特征，即20世纪60年代、70年代大风偏多，90年代以后大风日数偏少，但强度增加。近40年来我国铁路沿线大多数区间大风日数呈现下降趋势，但个别区间呈现增加趋势。

我国高速铁路沿线大风出现次数具有明显季节特征，其中兰新二线、郑西、京津城际、哈大高速铁路沿线大风出现次数最多的季节是春季，其次是夏季，然后是冬季，秋季。东南沿海高速铁路沿线大风出现频率一般由海岸线向内陆急剧减小，台风型大风出现次数在4～8月间逐渐增多，大风范围由南逐步向北推进，在9～11月台风型大风出现次数逐渐减少，大风范围逐步由北向南消退；台风登陆前的大风主要集中在沿海区间，登陆后台风型大风出现范围明显扩大。

4、强风区间确定方法概述

高速铁路沿线强风区间的确定及风险评估，关系到安全防灾监测布点的科学性和采集瞬时风速和风向数据的代表性及可靠性，并为行车指挥控制系统提供较为合理的限速指令信息，或为启动应急预案提供决策依据，从而达到安全、高效行车的目的。

由强风引起的高速列车脱轨事故，不是平均风速造成，而是瞬时风速达到倾覆临界风速产生的。因此，本文研究的目的就是计算出高速铁路沿线距轨面4.0m高度处，最大瞬时风速2年一遇设计值和高速铁路沿线距轨面4.0m高度处最大风速30年一遇设计值，并与动车组倾覆临界风速、防风栅设计风速的各个值进行风险评估，提出高速铁路沿线强风预警区间。一般来说，通过数值模拟很难直接求出最大瞬时风速的重现期设计值，所以应用全国著名工程气象学专家马淑红教授提出高速铁路沿线最大瞬时风速空间分布与铁路各里程点线结合的研究方法，确定强风区间。

5、高速铁路沿线平均风速的重现期设计值

5.1 最大风速风向资料信息化、规范化整理

在工程气象模型的初始条件和临界条件中，以全国738个基本气象站近40年（1971～2009年）日最大瞬时风速（≥6.0m·s-1）风向资料为基础，结合高速铁路沿线100个铁塔梯度风资料，沿线2000个自动气象站和100个防风安全监控监测站近10年（2001～2009年）风向和风速资料，进行信息化和规范化（1-2）整编。为了求出最大风速分布，设定1km网格点间隔100m、20m的解析领域，将反映到解析领域的上流侧的地形受到的影响作为临界条件。由此，设置距解析领域外侧20-40km的领域。地形对风向的影响根据强风主风向与线路走向夹角的不同，按照行业规范技术标准16点方位法，即以测站正北为中心，把整个圆周分为16等分，正东为90°，正南为180°，正西为270°分别进行计算操作。计算出沿线V4_2max、V4-30max、全年瞬时风速≥10.8m·s-1的强风出现频率以及寒潮强风出现频率、雷雨强风出现频率，绘制全年强风玫瑰图、寒潮强风玫瑰图、雷雨强风玫瑰图、四季强风玫瑰图，以16方位强风玫瑰图确定沿线强风主风向，定量分析沿线气流变化特征。

5.2 气象模型

所谓的气象模式就是把研究对象领域划分为经度、纬度和高度的“三维地带”概念，以三维的坐标轴表示气象要素空间分布三维结构的函数式：

F=X（φ，λ，H,δ）(1)

模式中的X为不同区域各气象要素(温度、雨量、风速等)，φ为纬度变化因素影响，λ为经度变化因素影响，H为高度变化因素影响，δ或k3为高速铁路沿线任意里程地形影响参数。该方法是依据宏观分布函数与地形订正相结合的原理。应用WSSTT软件，通过逐步回归剔除φ、λ因子后,比较真实地反映出路堤高和桥高增速、地形对最大风速空间分布的影响。

应用气象模型（1）可以求出高速铁路沿线10m高处最大风速。在此基础上，应用极值Ⅰ型和P－Ⅲ概率模式，不仅可以科学的计算出高速铁路沿线最大风速不同概率设计值，而且可以用40年来强风和横风的极值评价高速铁路强横风对动车组安全、高效行车的风险。

另外，若将高速铁路沿线最大风速不同概率设计值空间分布特征与线路任意里程构造物相结合，进行高速铁路任意里程最大瞬时风速时距订正，路堤、桥高增速订正，地形订正，建立高速铁路沿线任意里程距轨面4m高处最大瞬时风速2年一遇设计值V4_2max，计算模式（3）如下：

式（2）中V4_2max为高速铁路任意里程距轨面4m高处最大瞬时风速2年一遇设计值，V10为高速铁路沿线基本气象站最大风速设计值，K1强风或阵风系数；K2为路堤高和桥高增速订正系数；K3为地形订正系数。进一步推论，建立高速铁路沿线防风安全风监测点以外区间瞬时风速计算模式：

式（3）中V4_V为高速铁路沿线防风安全风监测点以外区间，距轨面4.0m高度处瞬时风速计算值（m·s-1），V为高速铁路沿线强风区间防风安全风监测站监测瞬时风速（m·s-1），K0为比值系数。该模式的建立有助于提高高速铁路沿线强风预警系统中短期风速预测模式的精度，同时可以预测高速铁路防风监测点以外区间任意里程距轨面4m高处瞬时风速和风向，从而为动车组强风区间安全高效行车提供技术保障。

高速铁路任意里程距轨面4m高处最大瞬时风速2年一遇设计值计算模式，适用于全国高速铁路各个区间，具有空间性、可比性和可操作性。利用这一模式可以客观的分析高速铁路沿线最大风速垂直和水平分布特征，以及最大瞬时风速对动车组安全、高效行车影响。因此，这一模式对于我国高速铁路防灾监控与安全行车风险评估以及安全行车规范化、标准化的制定具有一定意义。

表1 高速铁路沿线不同下垫面特征下α取值

5.3 最大风速不同概率设计值结果

我国高速铁路沿线最大风速概率模式，除东南沿海最大风速遵循皮尔逊Ⅲ（简称P--Ⅲ）型外，其他高速铁路大多区域最大风速遵循极值Ⅰ型概率模型（4）。应用极值Ⅰ型概率模型可以计算出高速铁路沿线10m高度处最大风速不同概率设计值。

5.4 高速铁路沿线最大风速垂直分布特征

通过对高速铁路沿线100个铁塔梯度风资料分析结果表明：沿线最大风速垂直分布遵循幂指数规律，幂指数取值1/4～1/12，其中A类α在0.10～0.13，B类α在0.14～0.18，C类α在0.19～0.26，D类的α在0.28～0.32（5），这与建筑荷载规范α取值基本一致。但是跨海大桥、沙漠、砾漠风区α在0.08～0.10，以α=0.10出现频率最高。在文献[4]基础上，建议增加0类（跨海大桥、沙漠、戈壁等区间）最大风速幂指数α取值为0.10，结合我国建筑结构荷载规范有关α取值，以表2所示。依据表2，同时考虑路堤高度、桥高增速效应可将我国高速铁路沿线所有气象台（站）最大风速订正到任意里程不同高度处的最大风速。当存在两种粗糙度相差较大的地表类型时，地表粗糙度系数可取两者的平均值，当两类别不同时，可按照较小类别取值。

5.5 高速铁路沿线最大风速水平分布特征

应用模式可以计算出高速铁路沿线任意里程距轨面4m高处，最大瞬时风速2年一遇设计值V4_2max。计算结果表明：我国高速铁路沿线V4_2max水平分布与地形关系密切，是随着特殊环境（高架桥、特大桥、高路堤、路堑、垭口、峡谷）呈现独特特征，以10m以上高架桥、特大桥、高路堤、垭口、峡谷、狭管效应区间瞬时风速最大，深路堑和山谷瞬时风速最小。将距轨面4.0m高度处，2年一遇最大瞬时风速V4_2max与30年一遇最大风速V4-30max进行对比分析，结果表明：高速铁路沿线的V4-2max与V4-30max水平分布特征基本一致，两者数据相差不大。

5.6 强风盛行风向特征及其对动车组安全行车影响

由于我国高速铁路以桥代路的特点，当高速列车行车在特大桥、高路堤、垭口、峡谷区间遭遇强横风时，即线路走向与强风风向夹角在75～95°范围内，列车安全运行的危险度极大；当线路走向与强风风向夹角＜45°时，动车组受强侧风影响。因此，强风主风向与线路之间夹角是动车组安全行车规则中的重要参数之一，如兰新二线吐鲁番和百里风区区间全年强风玫瑰图，图5.b所示。兰新二线吐鲁番和十三间房区间线路走向是E━W向，吐鲁番区间线路走向与强风主风向之间夹角＜45°，主要受强侧风影响，百里风区区间线路走向与强风主风向之间夹角75°～90°，主要受强横风影响，这是导致数十次大风吹翻列车事故的主要因素之一。

依据全年盛行风向玫瑰图、雷雨强风盛行风向玫瑰图、寒潮强风盛行风向玫瑰图和大风出现频率，确定防风区间以及单侧或两侧布设防风栅。建议在黄河特大桥两则设置防风栅；其次在北京特大桥右侧设置防风栅；在天津特大桥至沧德特大桥、高路堤弯道左侧横风处设置防风栅。京沪高速铁路强侧风和横风区间防风栅设置后，行驶动车组在遭遇强风中不受运行管制时间的约束。

表2 京沪高速铁路(京徐段) 动车组运行10m以上特大桥遭遇强风管制时间（h）

6、不同等级瞬时风速累计时数及持续时间

依据高速铁路沿线地形系数、路堤高和桥高桥、特大桥弯道中心里程等资料，结合高速铁路沿线气象站近40年来（1971～2009年）瞬时风速和风向资料，进行10m以上特大桥不同等级瞬时风速累计时数统计。京沪高速铁路(京徐段)动车组运行10m以上特大桥遭遇强风管制时间（h），如表2所示。分析结果表明：不同等级瞬时风速累计时数对遭遇强风时的动车组安全是非常重要的因素，京沪高速铁路（京徐段）10m以上特大桥不同等级瞬时风速累计时数以黄河特大桥最多，黄河特大桥不同等级瞬时风速持续时间长（管制时间长）；其次是沧州特大桥和北京特大桥及天津特大桥。

7、防风标准和抗风标准

日本高速铁路强横风区间防风、防雪栅设计标准：空旷平坦的地面上离地10m高度处30年一遇10min平均最大风速达到25.0～35.0m·s-1之间。即最大风速重现期30年, 防风、防雪设计风速25.0～35.0 m·s-1。防风栅抗风标准：设计风速60.0m·s-1, 设计风速重现期100年。

我国兰新铁路防风标准：空旷平坦的地面上离地10m高度处30年一遇10min平均最大风速达32.0m·s-1，即最大风速重现期30年, 防风设计风速32m·s-1。挡风墙抗风标准：设计风速60.0m·s-1, 设计风速重现期100年。

我国高速铁路强侧风和强横风区间防风栅抗风标准：设计风速60.0m·s-1, 设计风速重现期100年。我国高速铁路强侧风和强横风区间防风栅设计标准如下：

强风区间最大瞬时风速2年一遇设计值V4-2max＞15.0m·s-1，主风向与线路走向之间夹角≥45°，且频率10%以上，V4-2max最大值所在里程设置防风栅。强横风的区间15.0≤V4-2max≤30.0m·s-1，8.0m以上高路堤和10m以上高架桥及弯道偏角＞10°里程置防风栅。强横风区间15.0≤V4-2max≤30.0m·s-1，主风向与线路走向之间夹角75°～95°，且频率10%左右里程设置防风栅。

8、横风和强风对策

我国高速铁路强横风对策：如遇到强风天气时，列车调度员按照运行管制的最大风级向相关列车发布相关限速规定降低车速和设置防风栅及设计建设人工隧道降低横风强度来保证。

8.1 运行管制

运行管制指风速超过一定值后车辆慢行或停止运行的制度。为了实行运行管制，首先必须得到列车倾覆的临界风速。通过数据分析得知，列车运行速度越快，临界风速越小。运行管制便是根据这种结果来制定的。

建立高速铁路大风预警系统，可以有效地实现高速列车的运行管制机制。在不同类型大风条件下，大风预警系统可实时监控侧风、横风的风速风向，经过系统对地理信息、地形因数、高度因数运算和导入历史资料、沿线风监测点数据库以及内嵌程序的判断，为行车指挥控制系统提供较为合理的行车速度限制指令信息。正确的应用高速列车管制体系，既可以降低大风对客运专线动车组安全行车的影响和危害程度，也保证了最大程度的行车效率。

采用等概分级方法[6]，以《京津城际轨道铁路技术管理办法》第170条界限值为阈值，将高速铁路沿线V4_2max分为4级，设定我国客运专线一般路段高速列车运行大风预警信号标准，京津城际高速列车运行大风预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。其中1级为蓝色预警信号，瞬时风速范围15.0～20.0m·s-1，运行速度控制在300km·h-1；2级为黄色预警信号，瞬时风速范围20.0～25.0m·s-1，运行速度控制在200km·h-1；3级为橙色预警信号，瞬时风速范围25.0～30.0m·s-1之间，运行速度控制在120 km·h-1；4级为红色预警信号，瞬时风速范围＞30.0m·s-1，动车组停运。

在我国高速铁路的特殊环境区间（路堤、特大桥梁、埡口、峡谷、山区的风口、狭管效应），红色预警信号，瞬时风速范围＞25.0m·s-1，停运。因为特殊路段的瞬时风速一般增加1.23～1.50倍，最大1.7倍，这是一种风速和高度增加的效应。如果线路与大风风向夹角垂直，列车受大风天气条件下瞬时风速和横风因素合力影响，气动力显著增大，列车倾覆、脱轨的可能性明显增加，当监测瞬时风速达到25.0m·s-1以上时高速列车停运。这与日本特殊路段风洞实验结果相一致。如果在特殊环境区间强横风区间设置防风栅、设计建设人工隧道保障高速列车安全高效行车。

8.2 防风栅设置对策

日本高速铁路羽越线2005年12月25日列车倾覆翻车后[7]，日本铁路部门进行了大量的高速铁路防风对策研究，其中包括铁路强横风路段增设风速计、高性能透风式防风栅布设，制定防风栅设置区间列车运行规则。日本高速公路强横风区间布设高性能透风式柔性防风栅，它的优势是可以有效地减小风速。加装防风栅后风速可减弱20%左右，且在防风墙后可产生大范围、强度较弱的涡流区域，保证不同类型汽车强横风天气条件下经过强横风路段按照防风栅设置下运行规则安全行车。

防风栏栅能够有效地直接减小作用在动车组的气动力。为了防止动车组在高架桥、大桥、特大桥、山口、垭口、峡谷等强横风路段倾覆翻车事故的发生，作为运行管制大风事故多发区的有效防风对策，我国兰新铁路三十里风区和百里风区已布修筑100km防风墙，日本在铁路的强侧风和横风路段都设置防风栅[8]。防风栅主要布设在高路堤、高架桥、特大桥强横风路段，并且依据强风盛行风向和最大瞬时风速以及风压设计值，采用高架桥、大桥、特大桥强横风路段两侧布设和强侧风特殊路段单侧布设。兰新二线百里风区十三间房至了墩段强横风区间设计38km人工隧道，保障高速列车安全高效行车。

9、应用前景

本研究成果不仅可以有效解决高速铁路强风天气下动车组安全高效行车技术问题，全面提高我国高速铁路安全行车技术水平，而且对于全国的高速铁路防风减灾技术研究具有重要的示范和借鉴作用。因此，具有广阔的应用前景。

10、结语与建议

综上所述，可以得出如下结论：

1）在大风天气条件下，影响高速铁路动车组安全行车的主要气象参数有：瞬时风速、强风主风向。因此，瞬时风速和强风主风向是设定高速铁路动车组安全行车事故风险值中的重要参数。

2）高速铁路主要大风类型：寒潮大风、短时雷雨、台风型大风。其中以台风型大风对东南沿海高速铁路动车组安全高效运行危险度极大，其次是寒潮大风、夏季的短时雷雨大风及特强阵风。

3）速铁路沿线的风害主要由于天气系统和地形条件影响所致。我国高速铁路沿线大风出现次数具有显著的年代变化特征，即20世纪60年代、70年代大风偏多，90年代以后大风日数偏少，但强度增加。近40年来我国铁路大多数区间大风日数呈现下降趋势，但个别区间大风气候特征呈增加趋势。

4）我国高速铁路沿线V4_2max水平分布与地形关系密切，是随着特殊环境（高架桥、特大桥、高路堤、路堑、垭口、峡谷）呈现独特特征，以10m以上高架桥、特大桥、高路堤、垭口、峡谷、狭管效应区间瞬时风速最大，深路堑和山谷瞬时风速最小。

5）通过对高速铁路沿线100个铁塔梯度风资料分析结果表明：沿线最大风速垂直分布遵循幂指数规律，幂指数取值1/4～1/12，其中A类α在0.10～0.13，B类α在0.14～0.18，C类α在0.19～0.26，D类的α在0.28～0.32，这与建筑荷载规范α取值基本一致。但是跨海大桥、沙漠、砾漠风区α在0.08～0.10，以α=0.10出现频率最高。建议增加0类（跨海大桥、沙漠、砾漠风区等区间）最大风速幂指数α取值为0.10。

6）我国高速铁路沿线最大风速概率模式，除东南沿海最大风速遵循皮尔逊Ⅲ（简称P-Ⅲ）型外，其他高速铁路大多区域最大风速遵循极值Ⅰ型概率模型。

7）以最大瞬时风速2年一遇设计值，制定高速铁路沿线横风和强风时动车组管制规则，京沪高速铁路（京徐段）沿线动车组大风预警信号分4级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。

8）建立高速铁路沿线防风安全风监测点以外区间瞬时风速计算模式，该模式的建立有助于提高高速铁路沿线强风预警系统中短期风速预测模式的精度，同时可以预测高速铁路防风监测点以外区间任意里程距轨面4m高处瞬时风速和风向，从而为动车组强风区间安全高效行车提供技术保障。

9）由于我国高速铁路以桥代路的特点，当高速列车行车在特大桥、高路堤、垭口、峡谷区间遭遇强横风时，即线路走向与强风风向夹角在75～95°范围内，列车安全运行的危险度极大；当线路走向与强风风向夹角＜45°时，动车组受强侧风影响。因此，强风主风向与线路之间夹角是动车组安全行车规则中的重要参数之一。

10）我国高速铁路强侧风和强横风区间防风栅抗风标准：设计风速60.0m·s-1, 设计风速重现期100年。我国高速铁路强侧风和强横风区间防风栅设计标准如下：强风区间最大瞬时风速2年一遇设计值V4-2max＞15.0m·s-1，主风向与线路走向之间夹角≥45°，且频率10%以上， V4-2max最大值所在里程设置防风栅。强横风的区间15.0≤V4-2max ≤30.0m·s-1，8.0m以上高路堤和10m以上高架桥及弯道偏角＞10°里程置防风栅。强横风区间15.0≤V4-2max≤30.0m·s-1，主风向与线路走向之间夹角75°～95°，且频率10%左右里程设置防风栅。

[1]地面气象观测规范.QX/T 61—2007.2007年

[2]建筑结构荷载规范.GB 50009-2001.2002年

[3]马韫娟，马志福，樊艳，马淑红等.高速铁路防灾系统防风布点方案优化研究.中国科技信息.2010，第21期

[4]马淑红，马韫娟.瞬时风速对高速列车安全运行的影响及其控制.铁道工程学报〔J〕.2009.01：11～16

[5]马韫娟，马淑红.我国高速铁路客运专线桥梁设计风速研究.铁道技术监督〔J〕.2009，37（10）：34～37

[6]马淑红，李振山，刘涛，冯立群.新疆公路沿线近50年来湿润指数区域特征及变化趋势〔J〕.干旱区地理.32（5）：746～752

[7]風規制による輸送障害対策について.東日本旅客鉄道株式会社[R].2006年

[8]羽越线列车倾覆翻车事故对策[R].东日本铁路公司.2009年

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.06.083

铁道部科学技术司重大课题项目，合同书编号：2009G027

马志福（1958-），男，博士，研究员，从事高速铁路防灾研究工作。