大秦线3万t重载列车救援组织方案

2015-04-25丁永民马志强唐金金

铁道货运 2015年11期

关键词：大秦线机车车辆调度员

丁永民，马志强，张军，唐金金

（1.太原铁路局，山西太原 030013；2.太原铁路局运输处，山西太原 030013；3.北京交通大学交通运输学院，北京 100044）

大秦线3万t重载列车救援组织方案

丁永民1，马志强1，张军2，唐金金3

（1.太原铁路局，山西太原 030013；2.太原铁路局运输处，山西太原 030013；3.北京交通大学交通运输学院，北京 100044）

在阐述国内外铁路事故救援研究情况的基础上，针对大秦线特殊重载列车开行特点，分析重载铁路列车事故救援特点及重载铁路列车事故救援与处理情况，提出特殊条件下的事故救援组织，从事故致因及预防等方面探讨路基路面下沉、钢轨损伤及机车车辆故障等因素对重载列车事故的影响，并分别制订适用于重载列车行车事故的救援组织方案，为大秦线开行3万t重载组合列车提供安全保障。

大秦线；3万t重载列车；特殊条件；救援组织方案

1 概述

大秦线 (韩家岭—柳村南) 全线长为 653 km，是我国第一条双线电气化重载运煤专线，最先实现万吨、2 万 t 重载列车的开行。大秦线西端分别与京包线 (北京北—包头东) 古店站、北同蒲线 (大同—太原) 韩家岭站、大准线 (大同—薛家湾) 大同站、云岗支线小站站、口泉支线平旺站接轨；东端分别与京哈线 (北京—哈尔滨) 秦皇岛东站、沈山线 (沈阳—山海关) 柳村南站接轨；中部分别与京承线 (北京—承德) 高各庄站、津蓟线 (汉沟镇—蓟县) 蓟县西站、迁曹线 (迁安北—曹妃甸南) 迁安北站接轨。大秦线计划在条件成熟时开行 3 万 t 重载列车提高运能，而 3 万 t 重载列车与 2 万 t 重载列车 (或质量更轻) 在运行过程中存在明显差异，主要表现为 3 万 t 重载列车在制动时间和距离方面明显加长，所需牵引机车数量增多，而出现路基路面下沉、钢轨损伤及机车车辆故障等的可能性相应提高，直接影响救援的实施。因此，需要针对 3 万 t 重载列车研究设计救援组织方案。

目前国内外已有大量针对铁路事故救援的研究，Kraemer P 等[1]针对德国全国铁路轨道系统事故救援行动的指导方针，讨论高速铁路事故救援任务的注意内容和实施准则；Durrani S 等[2]分析美国培训消防人员在突发机车事故时对货运机车乘务员进行救援的实验方法和经验教训；CHENG Yung-hsing 等[3]通过考虑救援需求概率、独立的繁忙救护车及铁路线路风险水平，建立模糊多目标规划模型，并且利用非支配排序遗传算法进行求解；ZHOU Hui-Jian 等[4]针对应急预案的概念和特点，利用详细的流程图，从系统角度提出铁路应急预案的实施方案。但是，上述研究重点均为一般铁路事故，对重载列车，特别是大秦铁路的事故救援组织情况研究较少。良好的救援措施和方案不仅是维持铁路系统正常运行的重要支撑，而且能够对列车的安全运营起到重要作用；同时还可以减小突发事故所造成的直接和间接损失，减少应急救援费用，加快运输生产秩序的恢复。因此，研究大秦线特殊条件下的列车救援组织方案具有重要现实意义。

2 大秦线3万t重载列车事故救援特点分析

2.1 重载铁路列车事故救援特点

与非重载列车事故救援相比，重载列车事故在救援时具有以下特点。

（1）无论是牵引工况还是制动工况，机车与车辆或车辆与车辆间的纵向冲击力较大，机车车辆及货物的损伤情况更加严重，救援复杂度大大增加。

（2）目前铁路事故采用吊复法实施救援起复，很大程度上依赖于起重机。普通起重机的起复能力无法单独完成重载列车的救援工作，救援难度增加。

（3）重载列车的编组辆数较多，列车长度较长，需要的救援人员、救援设备及救援时间也大大增加。

2.2 大秦线 3 万 t 重载列车事故救援特点

2.2.1 路基路面下沉引发事故救援特点

随着大秦线运量的逐年增加，大秦线的路基病害将更加严重，部分地段路基出现下沉病害，而路桥、路涵过渡地段的不均匀沉降病害尤为严重，此外一些地段因路基翻浆冒泥出现道床翻浆冒泥和板结。这些病害的存在给 3 万 t 重载列车的运行带来安全隐患。此外，大秦线开行 3 万 t 重载列车会使路基承受的连续动荷载继续增加，因而需要对线路路基进行充分调查和检测，将路基下沉严格控制在一定范围内，预防事故发生，具体的调查和检测措施可以包含以下 3 个方面[5]。①分析大秦线路基与轨道的设计资料，充分掌握 3 万 t 重载列车的通过总重、车速及轴重等列车运行数据，对照相应标准进行技术评估。②进一步调查路基形态等技术特点，采用车载探地雷达等方法对运行3 万 t 重载列车时道床病害的类型和分布进行分析。③选定代表性路段进行详细的质量检测和动态监测，根据试验结果分析大秦线既有线路条件能否顺利运行 3 万 t 重载列车，并给出整改方案。

大秦线开行 3 万 t 重载列车，会因机车车辆轴重增大、速度提高加剧列车线路系统的作用。路基基床及整个路基系统应具有稳固支撑轨道的能力，同时给轨道提供适当的弹性。为使路基系统能够稳固支撑轨道并令其具备一定弹性，针对开行 3 万 t 重载列车，对大秦线路基进行以下改造[6]。①强化路基基床，严格把控基床表层的填料和强度。②严格控制路基填筑，把控路基填料的分类、填筑压实标准和检测方法，并开发相应的施工机械和检测设备。③加强路基防排水功能，增强对边坡和灾害的防护。

2.2.2 钢轨损伤引发事故救援特点

大秦线的钢轨损伤主要有曲线上股侧磨、曲线下股压宽、轨面擦伤等，主要发生在小曲线半径、隧道地段[7]。大秦线产生钢轨损伤的原因主要与其重载大运量线路条件、钢轨材质和养护维修有关。在开行 3万 t 重载组合列车后，对于重载运输形式下的钢轨损伤，应当采取防治并行的措施，来防止设备故障进一步引发严重后果。考虑采取以下措施预防钢轨损伤。①探伤检测能够有效控制钢轨损伤程度，对 3 万 t 重载组合列车带来的加速钢轨损伤问题，可以同时加大工务段小探伤仪和探伤车的检查力度来避免钢轨的重伤及断轨。②加强道床修理是有效减少钢轨损伤的基础工作，应在大修天窗点和每旬的天窗维修时间对大秦线合理安排道床大机清筛、捣固作业，实现全面覆盖。③通过涂固体润滑油脂减少钢轨磨耗，同时通过打磨钢轨减小轮轨作用力、提高钢轨疲劳抗力。④采用钢轨预防性打磨减少钢轨的剥离掉块等[4]。

2.2.3 机车车辆故障引发事故救援特点

铁路机车车辆在运行过程中可能发生车辆轮轴故障、车体下沉 (倾斜)、车辆剧烈振动或与障碍物相撞，导致机车车辆发生侧翻、脱轨、火灾甚至爆炸等影响铁路正常行车的铁路交通事故。由于大秦线 3 万 t重载列车牵引质量较大，当机车车辆发生故障时相应的制动难度也增加，列车在制动或缓解时产生的纵向冲动和拉拽力可能继续影响行车安全，导致车辆牵引、缓冲装置损坏，甚至发生短路、脱轨事故；大秦线为北煤运通道，其重载组合列车运输的物资主要为煤炭资源，运输不当可能会引起火灾，在隧道等半封闭空间内甚至有爆炸的危险。

2.2.4 网压波动过大引发事故救援特点

3 万 t 重载列车运行试验数据表明，在某些区段，3 台和谐电力机车和 1 台 SS4电力机车牵引 3 万 t 重载列车的牵引负荷电流大于牵引变压器容量；在长大下坡道容易发生 3 台和谐电力机车同时电制动反馈而接触网压过高，导致电制封锁无法正常使用，因而 3 万 t重载列车运行存在一定安全隐患。在 3 万 t 重载列车试验过程中，曾多次检测到网压波动过大和机车因接触网电压转矩受限制[8]。在突发紧急情况下，网压波动过大可能引起列车被迫停车、侧翻甚至脱轨。因此，需要严格制定网压波动过大而引发的事故的救援机制。

3 大秦线3万t重载列车事故救援组织

3.1 路基路面下沉引发事故救援组织

当 3 万 t 重载列车在运行过程中由于路基下沉发生紧急停车、列车脱轨甚至严重侧翻时，需要迅速启动应急指挥方案，各相关部门的应急措施如下。①列车司机：所有列车司机必须紧急停车并上报列车调度员，随后按照调度员指示采取应急措施。如果出现人员伤亡，一名司机应向邻近车站或列车调度员请求援助，剩余司机及时将伤亡人员移出线路、做好标记，列车上有专业救护人员时应对伤员实施抢救。②列车调度员：列车调度员应立即封锁事故区间，下达出动救援列车、工务抢修队的调度命令，并逐级上报。③救援列车：救援列车负责人在接到调度命令时应立即组织救援工作，及时利用多台起重机起复机车车辆，清除线路上的障碍，当发生人员伤亡时，积极抢救，妥善处理。④工务抢修队：工务救援班值班人员接到调度命令后，救援班长应立即召集人员迅速赶到救援列车处，与救援列车协同行动。到达事故现场后，抢修受损路基，确保尽快恢复行车。⑤货运部门：运输处应迅速组织装卸人员和机械工具清理事故货车及煤炭，编制货运记录。路基下沉引发事故的应急预案流程如图 1 所示。

3.2 钢轨损伤引发事故救援组织

由于重载组合列车运量和轴重的增加，加速了钢轨损伤的形成和发展。大秦线在开行 2 万 t 列车后，线路的病害有较大加剧，增大维修养护工作，钢轨的使用寿命也相应缩短。因此，大秦线增开 3 万 t 重载列车后，需要重点考虑钢轨损伤可能带来的问题。当沿线工务人员发现钢轨损伤可能危及重载组合列车行车安全时，须立即采用应急措施避免列车在经过钢轨损伤路段时发生脱轨甚至倾覆等事故。此时路段存在较大安全隐患，应及时封锁区间或限速运行，并尽快组织人力、物力赶赴现场紧急抢修以及时恢复正常行车，各相关部门的应急措施如下。

图 1 路基下沉引发事故的应急预案流程

（1）工务人员：迅速通过列车无线调度通信设备指示车站值班员或列车司机实施紧急停车，并在故障地段显示停车信号；对故障设备实施紧急修复，立即通报邻近车站的工长或车间主任。

（2）车站值班员：钢轨的损伤不能在列车运行间隔时间内修复时，立即向列车调度员请求封锁区间。

（3）列车调度员：发布命令限速运行或封锁区间，并逐级上报。确认安全状态后解除区间封锁。

（4）工务部门：迅速赶赴故障地点组织和指挥抢修受损钢轨工作，必要时线路工长或车间主任应及时赶到现场。

（5）线路工长或车间主任：根据故障判断影响行车的程度，确定运行办法。在线路工长或领工员到达故障地点前，列车运行办法可以由现场工务人员确定[9]。

钢轨损伤应急处置流程如图 2所示。

3.3 机车车辆故障引发事故救援组织

图 2 钢轨损伤应急处置流程

重载列车在行车过程中如果发现车体下沉或倾斜、车辆剧烈振动，应立即紧急停车。列车在区间内被迫停车、不能继续运行时，各部门应采取以下应急措施。①司机：迅速通过列车无线调度通信设备通报两端车站、列车调度员，报告列车停车原因和停车位置，并根据实际需要尽快请求救援。②车站值班员：在收到司机通报后，立即将区间内列车运行情况告知司机和区间内运行的相关列车，并禁止向区间内继续放行追踪和续行的列车[9]。③列车调度员：发布命令封锁区间，并逐级上报。确认安全状态后解除区间封锁。④工务抢修队：迅速赶赴故障地点组织和指挥抢修工作，按照故障原因尽快修复故障机车车辆。必要时，线路工长或车间主任应及时赶到现场。

当重载列车发生冲突、脱轨或颠覆事故时，各部门采取应急措施如下。①司机：立即通知列车调度员。②列车调度员：发布命令封锁区间，并逐级上报；需要触动救援列车时，直接向救援列车发布救援出动命令，事故紧急时，应向相关部门发布出动事故救援班指示。③机车调度：发布救援列车出动命令。由于大秦线线路自山西省大同市至河北省秦皇岛市，地理跨度较大，发生行车事故时救援列车可能需要跨铁路局出动，此时由上级机车调度发布出动命令[10]。④救援列车：救援列车负责人在接到调度命令时应立即组织救援工作，及时起复机车车辆，清除线路上的障碍；当发生人员伤亡时，积极抢救，妥善处理。⑤工务抢修队：工务救援班值班人员接到调度命令后，救援班长应立即召集人员迅速赶到救援列车处报到，与救援列车协同行动。到达事故现场后，抢修受损路基，确保尽快恢复通车。⑥货运部门：运输处应马上了解发生事故的货车和受影响货车的货物装载信息，迅速调集装卸机械和工作人员进行现场清理并编制货运记录。

重载列车发生火灾、爆炸时，各部门采取应急措施如下。①司机：必须紧急停车等待救援，停车应选择远离特大桥梁、长大隧道的地方，同时迅速通报供电部门停止接触网供电。由于 3 万 t 重载列车编组车辆较多，总长接近 4 km，可以采用分隔甩车的方式甩下着火车辆，然后将未着火车辆拉至安全地段，避免着火车辆引燃未着火车辆；对甩下的车辆，由司机负责采取防溜措施。②列车调度员：发布命令封锁区间，并逐级上报，向救援列车发布救援出动命令；事故紧急时，应向相关部门发布出动事故救援班指示。③机车调度：发布救援列车出动命令。由于大秦线线路地理跨度较大，发生行车事故时救援列车可能需要跨铁路局出动，此时由上级机车调度发布出动命令[11]。④救援列车：接到出动命令后，应立即召集救援列车当班和休班人员，以及随行的通信、电力、接触网和医护人员，保证及时出动。同时，所属单位领导也须随救援列车赶赴事故现场。⑤工务抢修队：工务救援班值班人员接到调度命令后，救援班长应立即召集人员迅速赶到救援列车处报到，与救援列车协同行动；到达事故现场后，抢修受损路基，确保尽快恢复通车。⑥货运部门：运输处应马上了解发生事故的货车和受影响货车的货物装载信息，迅速调集装卸机械和工作人员进行现场清理并编制货运记录。

综上所述，对于故障的机车车辆，如果经抢修后，故障得以快速消除，并且经确认重载列车能够保证继续安全行车时，列车调度员应在确认安全状态后及时解除区间封锁，恢复区间行车，避免过多影响线路运输能力；如果工务抢修队赶赴现场后判断机车车辆故障不能在短时间内消除，则应尽快安排故障列车避让正线列车，严重时需要出动救援列车及时起复列车、抢修线路，以恢复正线行车，并尽快安排故障机车车辆回段检查、进行检修。在机车设备故障回段后，段总工程师应组织各科室对故障机车进行调查、取证、处理和分析。

3.4 网压波动过大引发事故救援组织

当出现网压大幅度波动而引发 3 万 t 重载列车被迫停车、侧翻甚至脱轨时，各相关部门应迅速采取以下应急措施。①列车司机：所有列车司机应当立即采取停车措施，紧急上报供电调度员和列车调度员，并按照调度员指示采取安全措施。②列车调度员：列车调度员应立即封锁事故区间，对救援列车下达出动命令。③救援列车：救援列车负责人在接到调度命令时应立即组织救援工作，及时利用多台起重机起复机车车辆，清除线路障碍。④供电调度员：供电调度员应立即安排电务抢修队对接触网进行抢修。⑤电务抢修队：电务抢修队迅速安排值班人员到达事故地点对接触网进行抢修，通过检测确保网压正常后，上报供电调度员和列车调度员恢复行车。

网压波动过大引发事故的应急预案流程如图 3所示。

4 结束语

大秦线 3 万 t 重载组合列车的开行，在提高大秦线货运量和掌握 3 万 t 重载列车运行的关键技术方面具有重要意义，但由于其更大的列车质量和更长的列车长度，发生行车事故的概率较其他重载列车而言更大，特别是路基路面下沉、钢轨损伤、机车车辆故障及网压波动过大等引发的事故。在参考现行的非重载列车、万吨及 2 万 t 重载列车行车事故应急处理方案的基础上，针对 3 万 t 重载组合列车的特点，给出合适的救援组织方案。通过制订不同影响因素引发列车事故的救援方案，可以方便重载列车事故救援工作的开展，减少直接和间接事故损失，促进铁路正常安全运营。同时，上述救援组织方案对其他重载线路在开行 3 万 t 重载列车时也具有较好借鉴价值，对大秦线开行列车质量更大的重载列车具有一定参考作用。

图 3 网压波动过大引发事故的应急预案流程

[1] Kraemer P，Aul A，Vock B，et al. Emergency Response Management near the Tracks of the Public Railway Network[J]. Der Anaesthesist，2010，59(11)：1021-1028.

[2] Durrani S，Gertler J，Punwani S. Emergency Response Training for Locomotive Accidents[C]//ASME 2012 Rail Transportation Division Fall Technical Conference. Proceedings of the ASME Rail Transportation Division Fall Conference. Omaha：American Society of Mechanical Engineers，2012：101-106.

[3] CHENG Yung-hsing，LIANG Zhengxian. A Strategic Planning Model for the Railway System Accident Rescue Problem[J]. Transportation Research Part E Logistics & Transportation Review，2014，69(3)：75-96.

[4] ZHOU Hui-jian，JIA Li-min，QIN Yong. Railway Emergency Planning System and Its Implementation[C]//4th International Conference on Information Systems for Crisis Response and Management. Proceedings of ISCRAM China 2010.Harbin：Harbin Engineering University，2010：368-374.

[5] 赵欣. 大秦线重载铁路路基质量评估理论与方法的研究[D]. 北京：北京交通大学，2011.

[6] 王立军. 重载铁路路基评估的试验研究[D]. 北京：铁道部科学研究院，2005.

[7] 王金虎. 大秦线运量逐年递增情况下的钢轨伤损分析及对策[J]. 铁道建筑，2008(10)：98-100.

[8] 王志强. 大秦线开行 3 万吨重载列车存在安全风险的探讨[J]. 科技与创新，2014(16)：122-123.

[9] 秦勇. 交通运输安全工程[M]. 北京：北京交通大学出版社，2005.

[10] 中国铁路总公司. 铁路技术管理规程[M]. 北京：中国铁道出版社，2014.

[11] 中华人民共和国铁道部. 铁路交通事故应急救援规则[S]. 北京：中国铁道出版社，2007.

责任编辑：吴文娟