嚴(yán)防“脫韁的野馬”——揭秘京滬高鐵列車(chē)系列報(bào)道之二

嚴(yán)防“脫韁的野馬”
    ——揭秘京滬高鐵列車(chē)系列報(bào)道之二
    □ 本報(bào)記者 徐建華/文
    “高速運(yùn)行時(shí)，動(dòng)車(chē)會(huì)不會(huì)像脫韁的野馬脫軌而去？”
    “遭遇突發(fā)情況時(shí)，高速運(yùn)行的列車(chē)能否安然無(wú)恙地停下來(lái)？”
    隨著京滬高鐵正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，人們?cè)谙硎芫哞F千里京滬一日還便利的同時(shí)，對(duì)高速列車(chē)的安全疑問(wèn)也不絕于耳。
    帶著這樣的疑問(wèn)，記者詳細(xì)了解了京滬高速鐵路的主型車(chē)——中國(guó)北車(chē)CRH380BL高速動(dòng)車(chē)組的安全性能。
    設(shè)計(jì)——注重結(jié)構(gòu)安全
    飛機(jī)如果被鳥(niǎo)撞上會(huì)很危險(xiǎn)，那高速飛奔的京滬高鐵，萬(wàn)一碰上一個(gè)石子怎么辦，會(huì)不會(huì)也有危險(xiǎn)？
    “CRH380BL動(dòng)車(chē)組車(chē)頭上安裝的防彈減速玻璃，不僅鳥(niǎo)撞上沒(méi)事，就是石頭砸上都不怕。”對(duì)于京滬高鐵列車(chē)的安全性能，中國(guó)北車(chē)唐車(chē)公司安全可靠性主管李明高如數(shù)家珍。CRH380BL動(dòng)車(chē)組車(chē)頭前窗玻璃撞上時(shí)速400公里的1公斤重的飛鳥(niǎo)或者20克鋁彈，玻璃都不會(huì)受損；撞上時(shí)速540公里的1公斤鋁彈，則會(huì)讓玻璃受損，但無(wú)法穿透，最多也就出現(xiàn)些裂紋，車(chē)內(nèi)人員不會(huì)受到傷害。
    據(jù)了解，中國(guó)北車(chē)在CRH380BL動(dòng)車(chē)組車(chē)頭設(shè)計(jì)中，同時(shí)對(duì)車(chē)頭流線型和車(chē)前窗玻璃進(jìn)行了仿真分析和相關(guān)試驗(yàn)，撞擊試驗(yàn)只是其中一個(gè)環(huán)節(jié)。李明高透露，中國(guó)北車(chē)研發(fā)人員圍繞車(chē)體強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、碰撞吸能裝置、車(chē)頭空氣動(dòng)力學(xué)特性、玻璃光學(xué)等近百個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)和檢測(cè)，確保了CRH380BL動(dòng)車(chē)組專(zhuān)用玻璃“堅(jiān)不可摧”。
    除了撞擊可能帶來(lái)危險(xiǎn)，京滬高鐵的抗壓能力如何，同樣是安全性能的重要指標(biāo)。原來(lái)當(dāng)動(dòng)車(chē)高速通過(guò)隧道的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生活塞效應(yīng)，壓力會(huì)發(fā)生急劇的變化，列車(chē)進(jìn)隧道的時(shí)候整車(chē)要承受150噸的壓力，出來(lái)的時(shí)候要承受150噸的張力。從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，動(dòng)車(chē)組的運(yùn)行工況甚至比飛機(jī)要惡劣得多?！癈RH380BL動(dòng)車(chē)組采用歐洲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，車(chē)體為國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度大型中空鋁合金型材焊接而成，薄壁桶型整體承載結(jié)構(gòu)，采用防撞車(chē)體結(jié)構(gòu)，非常結(jié)實(shí)，以一定速度相撞不會(huì)對(duì)車(chē)體造成大的損傷，更不會(huì)造成人員傷害?！敝袊?guó)北車(chē)唐車(chē)公司總工程師孫幫成表示，針對(duì)列車(chē)運(yùn)行速度等級(jí)的提升，中國(guó)北車(chē)對(duì)車(chē)下所有懸吊部件都進(jìn)行了全面的強(qiáng)度分析，結(jié)合列車(chē)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)及有限元分析結(jié)果，進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，保證CRH380BL動(dòng)車(chē)組所有部件滿足速度提升的需求。
    據(jù)介紹，在CRH380BL動(dòng)車(chē)組安全設(shè)計(jì)中，中國(guó)北車(chē)的研發(fā)人員們采用了獨(dú)特防火設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、難燃阻燃材料和穩(wěn)定的電氣系統(tǒng)，使列車(chē)具有優(yōu)異的防火安全性。在發(fā)生意外火災(zāi)時(shí)，車(chē)廂防火系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，保證在15分鐘內(nèi)火勢(shì)不會(huì)蔓延到相鄰車(chē)廂，同時(shí)保證列車(chē)在發(fā)生火災(zāi)的10分鐘內(nèi)仍可以80km/h以上的速度駛離難以救援的橋、隧區(qū)段，最大限度地保障旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全。
    試驗(yàn)——追求最佳狀態(tài)
    中國(guó)北車(chē)唐車(chē)公司CRH380BL轉(zhuǎn)向架主管張曉軍指出，火車(chē)速度的提高，會(huì)使來(lái)自軌道的激擾頻域變寬、激擾強(qiáng)度加大，如何在速度提升和軸重增加的條件下，保證轉(zhuǎn)向架具有足夠的臨界速度和結(jié)構(gòu)安全可靠性，是高速列車(chē)研發(fā)面臨的巨大挑戰(zhàn)。
    對(duì)于CRH380BL動(dòng)車(chē)組來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向架位于車(chē)體底部，相當(dāng)于它的腿，與軌道咬合并保證列車(chē)沿軌道運(yùn)行的輪軌是其主要部件之一，列車(chē)所有的承重最終都由轉(zhuǎn)向架來(lái)承擔(dān)，它屬于列車(chē)最核心的部件和技術(shù)之一。轉(zhuǎn)向架質(zhì)量的高低決定著列車(chē)的品質(zhì)，決定著列車(chē)的速度以及能否沿軌道安全運(yùn)行?！爸袊?guó)北車(chē)將轉(zhuǎn)向架的臨界速度提升到時(shí)速600公里，都能保證動(dòng)車(chē)組具有足夠的安全裕量。用這一轉(zhuǎn)向架跑350公里、380公里、400公里，甚至更高的時(shí)速，都顯得游刃有余?！睆垥攒娬f(shuō)。
    同時(shí)，CRH380BL動(dòng)車(chē)組還通過(guò)仿真分析試驗(yàn)和實(shí)車(chē)試驗(yàn)，全面驗(yàn)證動(dòng)車(chē)組的各項(xiàng)性能?！癈RH380BL動(dòng)車(chē)組列車(chē)在下線前經(jīng)過(guò)大量的仿真計(jì)算分析，并且在樣車(chē)下線后還進(jìn)行了系統(tǒng)的型式試驗(yàn)，16大項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目、50項(xiàng)小項(xiàng)試驗(yàn)，全面驗(yàn)證了動(dòng)車(chē)組的牽引性能、制動(dòng)性能、網(wǎng)絡(luò)控制、弓網(wǎng)受流性能、各種保護(hù)性能、電磁兼容、空氣動(dòng)力學(xué)、隔聲降噪等性能。并且在投入運(yùn)營(yíng)前還經(jīng)過(guò)了線路試驗(yàn)和試運(yùn)營(yíng)，確保了車(chē)輛與線路達(dá)到最佳的匹配狀態(tài)。”孫幫成說(shuō)。
    另外，CRH380BL動(dòng)車(chē)組的再生制動(dòng)功率還被提升了15%，這樣在制動(dòng)時(shí)將動(dòng)車(chē)組的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿?dòng)所需的能量，保證CRH380BL動(dòng)車(chē)組以時(shí)速300公里運(yùn)行緊急制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離不超過(guò)3800米。
    監(jiān)控——突出故障自動(dòng)導(dǎo)向安全
    據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，CRH380BL動(dòng)車(chē)組在安全防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了故障導(dǎo)向安全的設(shè)計(jì)原則，包括故障診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。也就是所有可能對(duì)車(chē)輛安全造成影響的問(wèn)題一旦發(fā)生，不僅能夠在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到相關(guān)數(shù)據(jù)，還能夠自動(dòng)對(duì)車(chē)輛采取安全防護(hù)措施，進(jìn)行減速或停車(chē)。目前，這一技術(shù)的安全水平、監(jiān)測(cè)和控制能力處于世界領(lǐng)先地位。
    “CRH380BL動(dòng)車(chē)組的傳感器比較多，獲得的信息量就比較大，就像給人看病一樣，獲得的信息越多，診斷才能越準(zhǔn)確?！睂O幫成介紹說(shuō)，CRH380BL動(dòng)車(chē)組上，有1000多個(gè)傳感器，對(duì)列車(chē)的關(guān)鍵系統(tǒng)和部位的溫度、速度、加速度、壓力、絕緣性能等均能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并采集列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的各種信息，然后顯示在司機(jī)室顯示屏上。這種信息一旦超出限值，或者司機(jī)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有對(duì)信息做出正確的回應(yīng)和處理，列車(chē)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)控制系統(tǒng)觸發(fā)列車(chē)的緊急制動(dòng)，保證行車(chē)安全。同樣，當(dāng)列車(chē)超過(guò)一定限制速度時(shí)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)報(bào)警并自動(dòng)限速。
    另外，與其他高速動(dòng)車(chē)組相比，CRH380BL動(dòng)車(chē)組的故障保護(hù)信息代碼已經(jīng)從此前的3位數(shù)上升為4位數(shù)，相當(dāng)于信息采集和處理的數(shù)量上升了整整一個(gè)數(shù)量級(jí)，車(chē)在運(yùn)行中出現(xiàn)什么故障，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能夠及時(shí)判斷，并給司機(jī)提示，告訴司機(jī)如何處理。即使在最不利的情況下，CRH380BL動(dòng)車(chē)組的兩套相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)仍能做出自動(dòng)處理，確保動(dòng)車(chē)組運(yùn)行安全。
    “遭遇障礙時(shí)，乘客就有能力迫使列車(chē)停下來(lái)?！敝袊?guó)北車(chē)唐車(chē)公司CRH380BL制動(dòng)主管尹方說(shuō)，為提升CRH380BL動(dòng)車(chē)組的制動(dòng)效果，中國(guó)北車(chē)在保證CRH380BL動(dòng)車(chē)組平穩(wěn)制動(dòng)、確保乘客舒適的同時(shí)，增設(shè)了若干保障措施。如每節(jié)車(chē)廂兩端都有一個(gè)紅色的拉手，一旦乘客發(fā)現(xiàn)車(chē)內(nèi)車(chē)外有意外發(fā)生，拉動(dòng)這個(gè)拉手就會(huì)停車(chē)，此時(shí)司機(jī)也會(huì)得到消息，并判斷目前運(yùn)行區(qū)段是否適合停車(chē)，并及時(shí)作出是否繼續(xù)行車(chē)的處理決定。
    如果司機(jī)遭遇意外怎么辦？尹方告訴記者，動(dòng)車(chē)組車(chē)頭的司機(jī)室還設(shè)置了“防死人裝置”，司機(jī)腳下有一個(gè)按鈕，要求司機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)就得踩一次，一旦超出這個(gè)時(shí)間沒(méi)有踩踏，該按鈕就會(huì)發(fā)出警示，提示司機(jī)作出反應(yīng)，如果司機(jī)在幾秒鐘之內(nèi)沒(méi)有作出回應(yīng)，列車(chē)就會(huì)自動(dòng)停車(chē)。
    《中國(guó)質(zhì)量報(bào)》
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