高原铁路旅客列车供氧现状调查

赵 静，马世伟，栗 丽，胡光亚，黄晓瑞

（中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所，北京 100081）

1 概述

自青藏铁路开通运营以来，铁路部门为保障进出藏旅客的旅行安全，采取了车厢供氧等一系列的保障措施[1]。为了解高原铁路旅客列车供氧现状，对旅客列车供氧口及车厢供氧情况进行调查分析。投入运营的旅客列车皆为全封闭供氧列车，列车均配置车载制氧设备，采用弥散式供氧与分布式供氧相结合的供氧方式，车内氧浓度的稳定和控制通过调节空调新风量的大小加以实现[2]。

1.1 测试对象

共测试5列旅客列车，涉及区段1、区段2，并保证了车底不重复。测试软卧、硬卧、硬座及餐车的供氧口和车厢环境氧浓度。

1.2 测试设备

便携式气相色谱仪(具备热导检测器)，氧气标准气、氦气(载气，纯度99.999%)、气袋(1 L)、气筒等。

1.3 测试步骤

区段1检测时车厢均为满员状态，区段2为空载状态。在不同海拔高度，于客车车厢中部高1.5 m处和供氧口处连续采样并进行测试分析。测试过程不定时进氧气标准气进行校准。

1.4 统计方法

使用数据处理及统计学检验软件进行数据录入整理、简单描述性统计计算和各类差异性检验的统计分析，检验水平α=0.05。

2 测试结果及分析

2.1 区段1供氧口及车厢环境

2.1.1 列车供氧口

现场试验区段1旅客列车供氧口氧浓度121样次，供氧口氧浓度≥35%占总数的71.9%，其中软卧车厢供氧口氧浓度达标率最高，其他依次为硬座、硬卧和餐车；不同海拔高度分析，列车运行在4 500 m以上时供氧口氧浓度合格率较其他海拔高度偏低。海拔＜4 000 m氧浓度数据中，最低值30.29%，最高值39.66%，平均值36.10%；海拔＞4 000 m氧浓度数据中，最低值30.11%，最高值39.96%，平均值36.13%。详细数据如表1所示。

由表1供氧口氧浓度数据可知，软卧不同海拔之间比较F=0.323、P=0.726＞0.05，硬卧不同海拔之间比较F=0.179、P=0.184＞0.05，硬座不同海拔之间比较F=0.213、P=0.810＞0.05，餐车不同海拔之间比较F=3.680、P=0.054＞0.05，同一类型车厢供氧口在不同海拔氧浓度不存在统计学差异。

根据表1，不同类型车厢比较，在海拔3 500～4 000 m时，F=6.324，P=0.001＜0.05；海 拔4 000～4 500 m时，F=3.741，P=0.019＜0.05；海 拔4 500～5 000 m时，F=61.399，P=0.000＜0.05，表明不同车厢供氧口氧浓度在同一海拔区间内存在统计学差异。

2.1.2 列车车厢环境

现场试验区段1旅客列车车厢氧浓度205样次，满足氧浓度≥22.3%规定的占94.1%。其中，4 500 m以上车厢环境氧浓度100%符合，3 500～4 000 m车厢环境氧浓度92.5%符合，4 000～4 500 m以上车厢环境氧浓度95%符合。区段1旅客列车软卧、硬卧、餐车车厢环境中各海拔高度氧浓度达标率均能达到90%以上，但硬座3 500～4 000 m氧浓度达标率为77.8%。

海拔＜4 000 m氧浓度数据中，最低值21.64%，最高值37.52%，平均值23.88%；海拔≥4 000 m氧浓度数据中，最低值21.82%，最高值27.73%，平均值23.71%。详细数据如表2所示。

由表2列车车厢环境氧浓度可知，软卧不同海拔之间比较F=0.365、P=0.696＞0.05，硬卧不同海拔之间比较F=0.358、P=0.784＞0.05，硬座不同海拔之间比较F=0.495、P=0.687＞0.05，餐车不同海拔之间比较F=0.580、P=0.563＞0.05，同一类型车厢在不同海拔氧浓度不存在统计学差异。

根据表2，不同类型车厢比较，海拔3 500～4 000 m时，F=1.142，P=0.335＞0.05；海拔4 000～4 500 m时，F=0.302，P=0.824＞0.05；海 拔≥5 000 m时F=0.000，P=1.000＞0.05，表明在海拔3 500～4 500 m和5 000 m以上时不同车厢环境氧浓度不存在统计学差异；海拔在4 500～5 000 m时，F=16.229，P=0.000＜0.05，同一海拔点不同车厢环境氧浓度存在统计学差异。

表1 区段1旅客列车供氧口测试结果

表2 区段1旅客列车车厢测试结果

2.2 区段2供氧口及车厢环境氧浓度

本次试验共测得车厢环境供氧数据53份，车厢环境氧浓度大于22.3%的53样次，占总测试样品100%。氧浓度平均水平为(24.3±1.1)%，测得供氧口数据6份，达标率为100%。氧浓度平均水平为(35.70±0.70)%。测试结果如表3所示。

表3 区段2供氧口及车厢环境氧浓度测试结果

2.3 测试结果分析

2.3.1 车厢氧浓度

现场测试中高原运营列车的氧浓度按相关要求“高原旅客列车供氧系统开启稳定后，车内弥散式供氧环境氧浓度应大于或等于22.3%，安全用氧浓度不应高于25.5%”[3]进行判定。本次测试结果表明，在客车满员情况下，区段1旅客列车94.1%车厢的供氧情况符合要求；空载状态下，区段2车厢100%符合要求。

分析区段1旅客列车车厢环境氧浓度数据可知：实际数据与标准限值的差距在0.34%±0.23%之间，最小差距为0.05%，最大差距0.66%。其中，差值在0.2%以内5个、占比41.7%。按照差值分析，部分车厢氧浓度尚未达到标准要求，需进一步提升供氧效果。

2.3.2 供氧口浓度

在旅客满员条件下，区段1测试车厢供氧口浓度大部分能够满足《高原旅客列车供氧技术要求》(TB/T 3573—2022)[3]标准限值要求，区段2车厢供氧口浓度100%能够满足标准限值要求。

分析区段1旅客列车供氧口氧浓度数据可知：实际数据与标准限值的差距在2.50%±1.96%之间，最小差距为0.4%，最大差距7.3%。按照差值分析，部分供氧口浓度尚未达到标准限值≥35%的要求，需进一步提升。

3 结束语

高原铁路开通运营至今，氧气分离、空气压缩系统等供氧设备已达到一定的使用年限，应进一步关注供氧设备的维护与检修，提高供氧能力，保证旅客和职工的身体健康。