列车碰撞安全性分析
地铁运营事故分析报告

地铁运营事故分析报告地铁作为现代城市交通的重要组成部分,为人们的出行提供了便捷和高效的服务。
然而,地铁运营事故的发生却给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
为了提高地铁运营的安全性,减少事故的发生,有必要对地铁运营事故进行深入分析。
一、地铁运营事故的类型(一)火灾事故地铁内人员密集,设备众多,一旦发生火灾,后果不堪设想。
火灾可能由电气故障、人为纵火、易燃物品泄漏等原因引起。
例如,_____地铁火灾事故,就是由于电气设备老化短路引发的,造成了大量人员伤亡和财产损失。
(二)碰撞事故地铁列车之间或列车与其他物体的碰撞是常见的事故类型。
这可能是由于信号系统故障、驾驶员操作失误、轨道障碍物等原因导致的。
如_____地铁的列车追尾事故,就是因为信号系统出现错误,导致两列列车发生碰撞。
(三)脱轨事故列车脱轨会导致严重的后果,可能造成车厢倾覆、人员伤亡等。
脱轨的原因包括轨道损坏、列车故障、超速行驶等。
比如_____地铁的脱轨事故,是由于轨道连接处出现断裂,列车在行驶过程中脱轨。
(四)踩踏事故在地铁车站或车厢内,由于人员拥挤、恐慌等原因,容易发生踩踏事故。
例如在节假日或高峰时段,客流量过大,如果疏导不及时,就可能引发踩踏事件。
二、地铁运营事故的原因(一)设备故障地铁系统中的设备复杂多样,包括列车、信号系统、供电系统、通风系统等。
任何一个设备出现故障,都可能引发事故。
例如,信号系统的故障可能导致列车运行失控,供电系统的故障可能导致列车停电停运。
(二)人为因素1、工作人员操作失误驾驶员、调度员、维修人员等的操作失误是导致事故的重要原因之一。
如驾驶员超速行驶、违规操作,调度员错误指挥等。
2、乘客违规行为乘客在地铁内的违规行为,如擅自触动紧急设备、在车厢内吸烟等,也可能引发事故。
3、恐怖袭击和故意破坏一些不法分子进行恐怖袭击或故意破坏地铁设施,给地铁运营带来极大的危害。
(三)管理不善1、安全管理制度不完善地铁运营单位如果没有建立健全的安全管理制度,或者制度执行不到位,就难以有效预防事故的发生。
火车碰撞知识点总结

火车碰撞知识点总结火车碰撞是指两列或多列火车在铁路上发生的相互碰撞事故。
这种事故往往会造成严重的人员伤亡和财产损失,是铁路运输安全的重要问题。
火车碰撞是由于多种因素导致的,包括人为因素、机械故障、天气影响等。
为了减少火车碰撞的发生,我们需要了解火车碰撞的相关知识点,以及预防和处理火车碰撞的方法。
一、火车碰撞的原因1. 人为因素:人为因素是导致火车碰撞最常见的原因之一。
例如,司机驾驶不慎、操作错误、疲劳驾驶等都会导致火车碰撞的发生。
2. 机械故障:火车的机械故障也是火车碰撞的原因之一。
例如,制动系统故障、轨道电路故障、信号系统故障等都可能导致火车碰撞的发生。
3. 天气影响:恶劣的天气条件,如大雨、雪灾、雾霾等都会影响火车的行驶安全,增加火车碰撞的风险。
4. 设备损坏:铁路设备损坏也会导致火车碰撞的发生,例如,道口设备损坏、信号设备故障等。
5. 人员操作失误:铁路工作人员的操作失误也会导致火车碰撞的发生,如信号员发错信号、列车调度出错等。
二、火车碰撞的危害1. 人员伤亡:火车碰撞往往会造成严重的人员伤亡,包括乘客和铁路工作人员。
火车碰撞时车厢的撞击和破裂会导致乘客受伤,甚至死亡。
2. 财产损失:火车碰撞会造成铁路设备的损坏,车辆的报废,以及相关设施的损坏,给铁路运输带来重大的财产损失。
3. 影响社会稳定:火车碰撞事故会对社会秩序和人民生活产生严重影响,引起人们的恐慌和不安。
4. 环境污染:火车碰撞会导致石油、化学品等危险品泄漏,对环境造成严重的污染。
5. 经济损失:火车碰撞会对铁路运输和相关产业造成严重影响,导致经济损失。
三、预防和处理火车碰撞的方法1. 提高员工意识:加强铁路工作人员的安全意识,确保他们遵守相关规章制度和操作规程,严格执行操作流程。
2. 完善设备设施:加强对铁路设备的维护和保养,确保铁路设备的完好性和正常运行。
3. 强化管理监督:加强对铁路运输的监管,加强对列车运行的监控和控制,及时发现和处理潜在的安全隐患。
中国高速铁路运营安全风险分析及控制

中国高速铁路运营安全风险分析及控制中国高速铁路运营安全是保障国家交通安全的重要组成部分,但由于高速铁路运营的特殊性,存在着一系列的安全风险。
本文将从事故风险、技术风险和人为因素风险等方面对中国高速铁路运营安全进行分析,并提出相应的控制措施。
首先是事故风险方面。
高速铁路列车的行驶速度通常较快,一旦发生事故,后果往往十分严重。
事故风险主要包括列车脱轨、撞车等。
其中,脱轨事故是高速铁路运营安全的重大威胁。
造成列车脱轨的原因有多种,包括轨道疲劳、设备故障、自然灾害等。
为了控制脱轨风险,需要加强对轨道、设备的日常检修和维护,并引入先进的监测技术进行实时监测,一旦发现异常情况及时进行处理。
其次是技术风险方面。
高速铁路运营所需的技术设备非常复杂,包括信号系统、通信系统、供电系统等。
这些设备存在着故障的可能性,一旦发生故障,会给列车运行带来风险。
为了降低技术风险,需要加强对技术设备的维护和更新,定期进行检测和排除潜在故障。
此外,还需要加强技术人员的培训和素质提升,保证其熟练掌握相关技术,及时应对各类技术问题。
最后是人为因素风险方面。
高速铁路的安全不仅仅依赖于技术设备,还需要人员的正确操作和管理。
人为因素包括乘务员的操作风险、旅客的安全意识等。
需要加强对乘务员的培训,提高其操作技能和紧急情况的应对能力。
同时,也需要通过宣传教育等方式提高旅客的安全意识,引导旅客遵守交通规则,不乱扔物品、不在列车上吸烟等。
为了控制以上风险,相关部门需要做好监管工作,制定和完善相关的管理制度和规章制度。
同时,高速铁路企业也需要加强自身管理,建立健全相应的安全管理体系,全面推行安全生产责任制,明确各级人员的安全责任,并定期进行安全演练和应急预案的制定。
总之,中国高速铁路运营安全面临着多方面的风险挑战,但通过加强对事故风险、技术风险和人为因素风险的分析和控制,采取相应的措施,可以有效降低风险,提高高速铁路运营的安全性。
不仅能够保障旅客的生命财产安全,也能够为国家经济社会发展提供良好的交通保障。
大秦线事故案例(2篇)

第1篇摘要:大秦线是我国重要的一条煤炭运输专线,自1993年开通以来,为我国煤炭运输事业做出了巨大贡献。
然而,在运营过程中,也曾发生多起事故,给人民生命财产造成了重大损失。
本文以一起典型的大秦线事故为例,分析事故原因,总结教训,旨在提高我国铁路运输安全管理水平,确保人民群众生命财产安全。
一、事故背景大秦线全长653公里,连接山西省大同市和河北省秦皇岛市,是我国西煤东运的重要通道。
该线路自1993年开通以来,运输煤炭量逐年增加,为我国经济发展提供了有力保障。
然而,随着运输量的不断上升,线路安全风险也随之增大。
二、事故经过2012年5月18日,大秦线K329+500米处发生一起重大铁路交通事故。
事故发生时,一列由大同开往秦皇岛的煤炭列车在行驶过程中,突然与一辆失控的货车发生碰撞。
事故导致煤炭列车脱轨,货车翻覆,造成多人伤亡。
事故发生后,铁路部门立即启动应急预案,组织救援力量进行抢险。
经调查,事故原因如下:1. 货车驾驶员酒后驾驶,操作失误,导致车辆失控;2. 铁路道口警示设备存在故障,未能及时发出警示;3. 铁路部门对货车驾驶员的资质审查不严,导致驾驶员不具备驾驶资格。
三、事故原因分析1. 人的因素:货车驾驶员酒后驾驶,违反了交通法规,是事故的直接原因。
此外,铁路部门对货车驾驶员的资质审查不严,也间接导致了事故的发生。
2. 物的因素:铁路道口警示设备故障,未能及时发出警示,使得货车驾驶员无法及时发现危险,导致事故发生。
3. 管理因素:铁路部门在事故发生前,对货车驾驶员的资质审查不严,对铁路道口警示设备维护保养不到位,均暴露出管理上的漏洞。
四、事故教训1. 严格遵守交通法规,杜绝酒后驾驶等违法行为,从源头上减少事故发生。
2. 加强铁路运输安全管理,提高铁路道口警示设备的可靠性,确保行车安全。
3. 严格审查货车驾驶员的资质,确保其具备驾驶资格。
4. 加强铁路运输从业人员的安全教育培训,提高其安全意识和操作技能。
典型地铁突发事件应急管理案例分析上海地铁碰撞事故

三、原因分析
经过初步调查,事故原因主要是由于列车控制系统的错误指令,导致两列车发 生了碰撞。具体来说,是因为在事故发生时,列车的控制系统出现了故障,使 得列车驾驶员未能及时发现另一列车的存在,从而导致了碰撞事故的发生。
四、经验教训
此次事故虽然未造成人员伤亡,但也给我们带来了深刻的教训。首先,对于地 铁运营方来说,应急预案的及时性和有效性是防止事故扩大的关键。虽然运营 方在事故发生后立即启动了应急预案,但在实际操作过程中仍存在一些不足之 处,例如信息通报不够及时、乘客疏散措施不够完善等。这都需要地铁运营方 在未来的工作中加以改进和完善。
一、背景介绍
地铁突发事件是指在地铁系统中发生的,突然发生的,可能造成严重社会危害 的事件。近年来,世界各地地铁突发事件屡见不鲜。如2018年莫斯科地铁爆炸 案,造成近100人伤亡;2019年伦敦地铁爆炸案,造成200多人受伤。这些事 件的发生给城市公共交通带来了严重的影响,也引起了人们对地铁安全问题的。
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4、建立信息化平台
利用信息化技术建立地铁突发事件应急管理平台,实现信息共享、快速响应和 协同作战。加强与公安、消防等部门的沟通,建立紧密的协作关系,共同应对 突发事件。
五、总结
本次演示从地铁突发事件的背景、应急管理、案例分析、对策建议等方面进行 了研究。通过对应对突发事件的原则和方法的分析,以及近年来地铁突发事件 的案例研究,提出了加强应急宣传、强化应急预案、加大处罚力度等对策建议。 未来研究应地铁突发事件应急管理的智能化、精细化等方面,提高地铁应急处 置的能力和水平,保障公众出行安全。
典型地铁突发事件应急管理案 例分析上海地铁碰撞事故
01 一、事故概述
目录
02 二、应急响应
03 三、原因分析
铁路行车安全事故分析及防范对策

铁路行车安全事故分析及防范对策摘要:本篇文章主要从铁路行车安全性的角度出发,从而对其影响原因、不同方面的安全事件作出合理的探讨,来提高人员的整体品质,并且对设备做好维护工作,建立相关的班组体系,加大管理模式的力度以及治安手段等方面做出详细的分析,对行车安全引起重视,进而提高运输的整体效率。
关键词:铁路运输;行车安全;安全保障体系引言:对于铁路运输中存在的安全隐患,也就是铁路运输品质的主要内容,在社会中引起很多的关注。
因此,为了能够保障铁路在运输过程中的安全性,能够合理的对运输中出现的安全隐患做好预防措施,对于铁路行车安全问题加以相关的探讨。
1 铁路行车安全事故发生原因对铁路安全行车有不同的因素影响,而且不同的因素在安全隐患中也有着不同的用处,以下对影响铁路安全的主要因素进行合理探讨,仅供参考。
(1)列车部件的检修、维护、保养工作不到位。
包括机车的电子设备、电机、变压器、转向架、制动装置、供电线路、车钩装置、车轮、弹簧、螺钉、轴承、阀门等。
(2)铁轨、道岔、电力线路、接触网等设施的维护、保养工作不到位。
包括钢轨、道岔的磨损情况,轨道有无变形,轨枕有无损坏,铁路路基有无下沉,弹跳设备有无损坏,电力线路有无损坏,接触网导线有无异常、支柱有无倾斜等。
(3)行车调度环节的疏忽或失职。
如值班员擅离岗位、违章操作,排列进路错误,未确认进路就开放信号,使用电话闭塞时办理闭塞或办理进路错误,道岔钩锁器未钩紧或遮断器未打开等。
(4)电子设备出现故障或程序设计缺陷。
电子设备可以降低人为因素导致的事故概率,因此被普遍应用于铁路系统中,但是它并不能带来绝对的安全。
历史上因为行车人员过于相信或依赖电子设备,未能在其出现故障时做出及时有效的反应,曾经造成过很多悲剧的发生。
(5)列车司机工作失职,如疲劳驾驶、酒后驾驶,工作时间看书、玩手机,缺少瞭望,超速行驶等。
超速行驶的危害同样非常大。
在高速铁路时代,列车脱轨事故发生最多的原因就是在弯道超速行驶。
铁路事故致因与风险分析
铁路事故致因与风险分析铁路事故致因与风险分析近年来,铁路运输作为我国主要的交通方式之一,在发展中取得了巨大的成就。
然而,铁路事故时有发生,给人民生命财产安全带来了严重威胁,对铁路运输的可持续发展也带来了一定的挑战。
因此,对铁路事故的致因与风险进行全面分析,有助于加强事故预防和安全管理,提高铁路运输的安全性和可靠性。
一、铁路事故的致因分析1. 人为失误:人为因素是铁路事故的主要致因之一。
人为失误包括驾驶员的错误操作、管理人员的管理失误等。
例如,驾驶员操作不规范、疏忽大意,导致列车发生脱轨、相撞等事故;管理人员未能正确评估风险,没有及时采取相应的措施导致事故发生。
2. 设备故障:铁路设备的故障也是造成事故的重要原因之一。
设备故障包括信号设备故障、轨道设备故障等。
例如,信号设备故障可能导致列车碰撞,轨道设备故障可能导致列车脱轨。
3. 自然灾害:自然灾害也是引发铁路事故的重要因素之一。
自然灾害包括地震、洪水、暴风雨等。
这些自然灾害可能破坏铁路设施,导致列车脱轨、受阻等事故。
二、铁路事故的风险分析1. 人员伤亡风险:铁路事故往往造成人员伤亡,给人民生命财产安全带来严重威胁。
人员伤亡风险主要包括乘客和工作人员的伤亡风险。
为降低人员伤亡风险,应加强对驾驶员的培训和管理,提高其技能水平和责任意识;加强对车辆和设备的维护和保养,确保其安全可靠性。
2. 经济损失风险:铁路事故不仅对人民生命财产安全造成威胁,还给社会经济带来不可估量的损失。
经济损失风险包括列车和设备的损失、交通中断的损失、维修和恢复工作的成本等。
为降低经济损失风险,应注重设备的维护和保养工作,及早发现并排除潜在的故障风险;加强预防性维修和定期检查,确保设备的正常运转;建立健全的应急机制,及时处理事故,减少损失。
3. 社会影响风险:铁路事故的发生往往会给社会带来巨大的影响。
社会影响风险主要表现为交通拥堵和社会秩序紊乱等。
为降低社会影响风险,应加强事故应急预案的制定和实施,确保事故处理及时、有效;加强与相关部门的协调合作,共同推动铁路事故的防范与管理。
铁路事故致因与风险分析
铁路事故致因与风险分析铁路事故致因与风险分析近年来,铁路事故频发引起广泛关注。
在我们日常生活中,铁路交通作为一种快速、高效的交通方式,为人们的出行提供了便利,同时也成为不可忽视的安全隐患。
铁路事故的发生不仅给人们的生命财产安全带来严重威胁,也对整个社会运输系统的稳定运行产生负面影响。
因此,对于铁路事故的致因与风险进行深入分析,有助于制定有效的预防措施和应急措施,以提高铁路运输的安全性和可靠性。
一、事故致因分析1. 人为因素人为因素是铁路事故中最常见的致因因素之一。
首先,铁路人员的技能水平和操作不当可能导致事故的发生。
例如,驾驶员疏忽、疲劳驾驶、违规操作等都会增加事故的风险。
其次,管理者的不当决策和监管不力也是导致事故的原因之一。
对于车辆维护保养、行车计划等方面的不合理安排和管理,可能会造成事故。
2. 技术因素技术因素是铁路事故中另一个重要的致因因素。
一方面,铁路设备的故障或损坏可能导致事故的发生。
例如,信号系统故障、轨道松动等都可能导致事故。
另一方面,技术设备的陈旧和不合理设计也会增加事故的风险。
铁路运输领域的技术发展日新月异,因此,要保持设备的良好状态和及时更新技术设备,以降低事故的发生概率。
3. 自然因素自然因素也是导致铁路事故的重要因素之一。
恶劣的天气条件和自然灾害经常给铁路运输带来不利影响。
例如,暴风雨、大雪等极端天气可能导致轨道积水、雪堆等问题,使铁路运输受阻或引发事故。
此外,地震、洪水等自然灾害也会给铁路运输带来不可控因素。
二、风险分析1. 风险识别风险识别是风险分析的第一步。
我们需要通过对铁路运输各环节的调查和分析,确定可能存在的风险点和隐患。
例如,对车辆的使用情况、行车线路的状况、设备的维护保养情况等进行全面了解,以确定可能导致事故的因素。
2. 风险评估风险评估是对铁路事故风险进行定量或定性分析的过程。
我们可以根据铁路事故的历史数据和经验,预测未来可能发生的事故类型和发生概率。
同时,我们还需要综合考虑风险的后果和影响,以确定风险的严重性。
铁路交通事故典型案例
铁路交通事故典型案例铁路交通事故是指因铁路交通运输而产生的不幸事件。
铁路交通事故给人们生命安全和财产安全带来了巨大的威胁,特别是一些重大的铁路交通事故牵动了人们的心灵,引起了广泛的社会关注。
本文将针对一些典型的铁路交通事故进行分析和总结,以期从中汲取教训,以防止类似的事故再次发生。
其一、2011年7月23日甬台温客专列车事故2011年7月23日晚,一辆由宁波开往温州的D3115次“高铁”列车,在行驶至浙江温州境内时发生高速入洞口事故,造成40人死亡,192人受伤的惨剧。
事故调查发现该列车在行驶时,铝合金外壳进入洞口,脱落后碰撞裂缝时,随即在铁路线上爆炸。
其主要原因是由于列车超速、操作不规范、设计缺陷等诸多原因导致。
至此,铁路事故也开始进入了高速铁路列车时代,对落实安全生产责任、推进企业安全管理、提高员工安全意识等方面提出了更高的要求。
其二、2018年9月陕西山阳公路橡胶轮胎惊天事故2018年9月具有急迫性的铁路交通事故在陕西山阳发生,该辆装满矿石的翻车机车,由于轴承问题导致轮子脱落。
这一事故过程中,一件长17米、重达44.5吨的橡胶轮胎突然失控滚落,冲出铁路线路,摇摇欲坠。
这一轮胎从矿山运来,用随车同行的一辆装有六名工人的叉车将轮胎拔出车厢,并放在平板车上运输到目的地。
为已造成案件后果,工人已受到惩罚,这一事故的责任人也将受到严谨调查和镇压。
其三、2020年干线铁路明确24小时制运营从2020年1月1日开始,干线铁路全面实行24小时制运营,这是一个非常具有挑战性的目标,其目的是为满足客流高峰期的铁路交通需求。
但同时,也引发了对安全的担忧。
尤其是在高铁列车、动车组、普速、城际等各级规模的铁路网络建设等方面都是有可行性的。
分析这一问题,铁路公司必须谨慎对待,充分考虑风险,加强制度和安全管理,确保安全和可靠性。
以上三个案例,都是铁路交通事故中的典型案例。
其中,陕西山阳公路橡胶轮胎惊天事故和2011年7月23日甬台温客专列车事故无疑是最令人震惊的。
铁路行车安全事故的分析及相应的解决策略
铁路运行是经济发展的一个重要因素,铁路的安全性为经济的飞速发展保驾护航。
当前,我国的铁路进入了一个高速发展的时期,新的站段管理体制应运而生,同时也提升了铁路的运行效率。
新的站段式管理对列车的工作人员的要求更高,对工作人员的需求量也更大,这必然会导致铁路管理的难度上升。
列车内的后勤设备复杂,线路不稳定,管理人员与技术人员的素质参差不齐,具体的工作执行不够标准等等这些不利的因素往往会影响到铁路的安全运行。
针对这些铁路安全方面的问题,我们应该科学分析事故产生的原因,提出对策,在日常运行中做好预防工作,避免类似事故的再次发生。
1铁路行车常见的安全问题1.1铁路设备的突发故障铁路运输设备是影响运输的一个重要的因素。
运输基础设备与运输安全技术设备是铁路运输设备的两个方面,有线路、车站、信号设备、机车、车辆、通信设备是运输基础设备,安全监控设备、检测设备、自然灾害与防治设备等为运输安全技术设备。
铁路设备的种类多,复杂,加上铁路基建的增多,时间紧,任务多,往往导致铁路干线上的停电次数增多,封锁频率增高,使得设备不能够正常运行,为列车的行车埋下隐患。
铁路设备的复杂性同时也给技术人员巡查铁路故障带来一定的难度,系统化的铁路运输设备给应对突发故障带来一定的挑战。
1.2人员的偶然性失误运输过程中基本是靠人员在具体操作,维持正常的运行,且客运中乘客也是铁路运输的重要组成部分。
运输系统内部人员规范操作是保证运输安全性的关键,但由于人的主观性,容易受外界的影响,造成不必要的失误,导致大祸的酿成。
在2013年5月22日k601抱闸故障中,车辆乘务员发现异常没有采取正确的处理方式,没有主动停车检查走行部,若不是代县站的助理值班员及时拦停列车,后果将不堪设想。
由于乘务员的疏忽而酿成的大错屡有发生。
而对于运输系统外部的人员来说,乘客携带危险品上车、货物中含有危险物品而不如实申报、机动车人员冒险通过铁路口和铁轨维修人员的拆卸设备等等都会威胁铁路行车的安全。
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列车碰撞安全性研究发展与应用 吴雪峰 (中南大学 交通运输工程学院,长沙,410075) 摘要:论文详细地介绍了国内外列车碰撞研究的必要性和基本理论,较系统的阐述了国内外列车碰撞研究的发展状况,最后概述了碰撞研究中的一些设计方法以及在实际中吸能元件的简单应用。 关键词:碰撞研究;基本理论;发展状况;设计方法;应用
The Development and Application of Train Crash Safety Research
WU Xue Feng (School of Traffic and Transportation Engineering, Central South University, Changsha 410075) Abstract:The paper describes the need of domestic and international train collisions research and the basic theory in detail. And systematicly elaborate the development of the train collision studies at home and abroad.Finally,The article overview some of the design on collisions and the simple application of energy absorption components in practice. Keywords: Collisions; Basic theory; Development status; Design methods; Applications
1、引言 在交通运输业中对车辆的运行安全一直是公众关注的焦点,尤其对行驶中的客运车辆发生意外碰撞、断轴或倾覆脱轨等重大事故一旦发生,如果不能在瞬间将巨大的动能耗散,必将车毁人亡,造成严重的人身伤亡和重大的财产损失。同汽车碰撞事故相比,虽然列车发生碰撞的概率要小于汽车发生碰撞的概率,然而一旦发生意外事故,同样会带来严重后果。例如:2001年8月3日,美国芝加哥市发生高架铁路2辆轻轨列车追尾事故,141人受伤。2005年1月17日,曼谷2列地铁列车在市区国家文化中心车站相撞,列车上约有700名乘客,造成约200人受伤。2005 年3月10日,在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯,由于1列火车司机违章,未按信号指示行车,造成2列城市列车追尾相撞,131名乘客受伤等[1-2]。 据文献[3-5]介绍,英国在1972年—1981年10年间,铁路运输发生重大事故达83次,死亡人数共计68人;在1980年—1989年10年间,造成死亡人数增至165人,增幅达140%。我国多年来列车正面冲突、尾追重大意外事故也时有发生,90年代沪宁线旅客列车正面冲突造成80多名旅客罹难, 京广线客车尾追重大事故造成数10人伤亡,08年4.28事件等。这一系列惨痛事件迫使人们去寻找所谓的第二安全措施(相对于行车信号而言),即车辆自身结构防碰撞性能的研究。因此,近十多年来防撞车辆的设计研究便应运而生, 许多国家在铁路机车车辆、城市轨道车辆(地铁、轻轨车辆) 的结构设计中, 提高客室的耐撞性,在车体的特定部位设置碰撞能量吸收装置和防爬装置,以期达到发生意外碰撞时能吸收大部分碰撞动能和防爬车目的, 从而最大限度地减少人员的伤亡。英国铁路(BR)与欧洲铁路研究组织(ORE)在防撞车的研究中,进行了大量的基础性试验研究和现车的碰撞试验,所获得的成果可直接用于防撞车的结构设计。 车辆的安全性分为主动安全性和被动安全性。前者是指预防事故发生的安全措施;后者是指发生事故时对乘员进行保护的安全措施,如提高车辆结构的耐撞击性和采用各种安全约束保护系统等。处于对乘客安全的关心与重视,近年来,对车辆被动安全性的评估已成为一个重要的研究课题。 2、国内外研究概况
碰撞安全问题作为现代车辆设计中以人为本思想的重要组成部分而成为近年来国际国内车辆设计研究的一个热点。尽管轨道列车系统中采用了大量的主动安全性措施,但是仍然不能完全消除造成乘客严重伤害的列车碰撞事故。 为使事故造成的损失最小,人们逐步认识到,在设计车辆时充分考虑车辆耐碰撞性能的重要性。英国是较早进行耐冲击车体研究的国家,20世纪90 年代,在英国铁路管理委员会内成立了专门从事列车碰撞问题的研究机构。对铁道车辆结构耐碰撞性和吸能元件,如GRP 圆管进行较深入的理论分析、计算机仿真和试验研究。设计出如图1所示带司机室的防碰撞车辆的前端结构[1]。
当发生碰撞时在乘客区域发生变形前,通过压缩车钩缓冲器以及GRP 能量吸收管和前端底架的有序塑性变形吸收掉1 MJ 能量。法国国营铁路从1998 年开始进行列车耐碰撞性能研究。利用大型有限元软件对两起发生在平交道口的列车碰撞事故进行了仿真再现分析,一起事故是内燃动车与1 辆油罐车相撞,另一起是1 列新型的耐撞击的电动车与1 辆载重30t的大卡车相撞。仿真结果表明,欧洲标准EN12663中的第二部分关于铁道车辆被动安全性评价中的15t重的方型障碍物不能很好地代表与铁道车辆相碰撞的路面车辆。为此,法国在设计TGV双层高速列车的动力车和尾部拖车时,对其结构的耐撞击性能进行了大量的理论研究和试验验证。 因此,近年来,对于如何在更高碰撞速度的情况下,提高列车的被动安全性越来越被重视。车体结构不能发生永久变形的既有概念则应变为基于可控制能量吸收过程的设计理念。欧洲正在讨论制定“碰撞安全性设计”的新标准,旨在定义适合于车体结构的能量吸收装置,它涵盖从有轨电车到高速列车所有类型的轨道客车。 总体而言,车辆的碰撞安全技术可分为主动防护技术和被动防护技术两类。主动防护技术研究为防止碰撞所采取的各项防范措施。被动防护技术则通过车辆耐撞性能的设计,使车辆在事故发生的瞬间通过吸能装置将巨大的撞击动能耗散,从而达到最大可能的保护乘员生命安全的目的。就机车车辆本身而言,研制耐冲击吸能车体对减轻客运列车碰撞事故造成的损失, 有重要的实用价值。为了抵御冲击,按“为乘员提供安全空间和有效缓和撞击”的思路,重新分配车体各部分刚度,设计出具有合适吸能结构的耐冲击车体, 即列车的动车及客车车体结构均按前、中、后三种纵向刚度设置,前后两部分为弱刚度结构, 中间部分为强刚度结构。这样一旦发生列车碰撞事故, 车体两端的弱刚度部分将产生塑性大变形吸收冲击动能(简称吸能结构), 而车体中间的强刚度部分仅产生弹性变形(简称弹变结构),最终达到保护乘客、司机与机器设备安全的目的。这种车体结构设计方法, 不仅在较大碰撞速度下能对乘员起到保护作用, 还将提高中国机车车辆的车体结构设计水平。 3、能量吸收装置的元件
能量吸收装置的基本原理是利用其元件材料的塑性变形能来耗散所遭受的冲击动能,对一般材料可忽略其强化性能, 当作理想刚塑性体。在外载荷达到某一定值时,理想刚塑性体可在外载荷不变的情况下发生塑性流动,即无限制的塑性大变形,这时称元件或结构处于极限状态,所受的载荷称为元件或结构的极限承载能力,或称极限载荷, 与之相对应的速度场称为塑性损伤机构,或塑性流动(可动)机构。元件或结构若有几个塑性流动机构, 则对应地可求得几个不同的极限载荷值, 在极限状态下应选取其最小值作为该元件或结构的极限载荷值, 即极限载荷是唯一确定的。从能量吸收装置的元件变形情况看, 不宜采用单独拉伸或扭转变形, 因为理想刚塑性材料载荷一旦达到材料的屈服极限,则变形要无限增大,直到断裂,很难控制。另外实际材料存在拉伸颈缩变形失稳现象,行程一般较短, 难以满足要求。为了满足设计要求,性能稳定可靠,能量吸收装置大多采用受弯曲变形或压缩变形的元件。 4、研究及实际应用
列车通常由动车与拖车组成的多个车组用车钩装置予以连接而成,车组的动车与拖车之间采用刚度较大的铰连接,因而整个车组实际上相当于一辆车。当列车与前面的障碍物相碰撞时,头车组首先处于撞击状态,其他的车组经过车钩缓冲装置的相位差以后才进入撞击状态。由于相位差的存在,在计算碰撞动能时,可以把列车中各车组视为独立的运动物体,其他车组的质量是不断地补充到撞击车辆的质量中去的。
图2为一个典型的碰撞过程压缩力与压缩变形行程关系曲线,它反映了采用现代碰撞安全性系统原理设计的车辆在列车端部发生碰撞时的情况。对于在非专用线路上运行的列车或者与其它类型的列车混合运行的情况,车体结构的碰撞安全性设计可能还应考虑其它的碰撞假设条件,例如:与其它类型列车的碰撞,在平交道口与卡车或小汽车碰撞等。 地铁车辆碰撞安全性设计通常采用车钩中配置的能量吸收元件以及车辆端部配置的碰撞变形能量吸收区来实现,主要为底架结构中的变形元件,专门用来吸收超过车钩系统能量吸收限度的碰撞能量,一旦发生事故,以降低乘客受到伤害的风险。为了保证碰撞过程中产生的塑性变形局限于预先设定的专门的碰撞变形能量吸收区内,客室区域车体结构的承载能力必须明显高于车辆端部。具有恰当高度的防爬器要正好布置在碰撞变形能量吸收区的前方,防止严重车辆碰撞时发生爬升情况而挤压到客室区域。碰撞变形能量吸收元件的设计通常采用筒形结构(正方形、长方形、六边形、多单元组合断面等)单元。在纵向冲击力的作用下,这些吸能元件能够发生逐步渐进式的塑性屈曲变形,其特性曲线呈现振荡波形,但在碰撞冲击变形的很长距离内冲击力水平基本保持一致,如图2所示。
吸能元件初始长度的70%~75% 可以作为能量吸收用途使用,它与吸能元件的断面形状有关。通常采用的触发机构形式包括:局部弱化处理、锥形结构等,目的是把碰撞初始过程的冲击力峰值降低到合理的水平,并明确定义结构屈服发生的起始位置。车辆端部的设计理念主要通过以下两种方法来实现:①车辆端部碰撞变形能量吸收区与车体结构完全集成在一起。②由吸能元件构成的碰撞变形能量吸收区与防爬器板状结构集成在一起组成一个模块化部件,然后通过螺栓等机械联结组装到底架结构前端。 车辆端部碰撞安全性设计的主要挑战之一来自必须同时满足多个、并且经常是相互矛盾的要求,因为集成的碰撞变形能量吸收区不仅要承受碰撞冲击时的载荷,还要传递静态载荷。例如:作用在防爬器上的纵向及垂向载荷、作用在端墙结构上的局部载荷、车钩载荷、架车引起的载荷等。静强度设计通常导致非常刚性的车体端部结构,但是碰撞安全性设计要求具有一个可以变形的区域,并能够恰当地控制能量吸收的过程及碰撞冲击力的水平。碰撞变形能量吸收区本身的设计与评估已经非常复杂,但是为了兼顾静强度及碰撞安全性两个方面的要求,通常车辆端部的结构设计需要反复进行,而最终的设计结果通常是兼顾两个方面的折衷方案。