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轨道交通:自动化信号不可全信

行业聚焦点中国仪表网2013年01月29日 09:29人气:22201

  导读:1月19日早晨7时,北京地铁4号线平安里站一辆列车因受流器接地造成元件短路并产生烟雾。对于不断延伸的运营里程,地铁软硬件的安全是否与建设同步值得人们和有关部门关注。
  
  “刚进地铁车厢,就听到车厢尾部有人喊叫,下车一看,是尾部一节车厢喷出了火花,并伴随着焦糊的刺鼻味道。”目击者陈先生回忆着刚刚发生的一幕。1月19日早晨7时,北京地铁4号线平安里站一辆列车因受流器接地造成元件短路并产生烟雾。
  
  而就在这次事故4天前,北京市刚刚宣布,随着2012年底北京地铁6号线、8号线南段、9号线北段、10号线二期4条线路开通运营,北京的轨道交通总里程已达442公里,进入了网络化运营时代。预计2013年,北京地铁客运量将达千万人次,成为世界上最繁忙的地铁。
  
  对此,北京交通大学一位不愿透露姓名的专家对地铁的超速发展感到了隐忧。在他看来,在不断延伸的运营里程背后,地铁软硬件的安全是否与建设同步值得人们和有关部门关注。
  
  地质勘察是关键
  
  在轨道交通中,尽管地铁的速度没有高铁快,但是地铁的安全性不亚于高铁。我国隧道与轨道交通专家,中国工程院院士王梦恕告诉记者,地铁深入地下,因此地下隧道的开掘十分关键。
  
  以前隧道都采用明挖法,比如北京地铁1号线,但是这种方法施工占地多、交通干扰大、地下管线拆迁量大、容易造成环境污染。随着地铁线路延伸到城市密集区,为了减少施工带来的影响,已普遍采用暗挖法。
  
  但暗挖法对地质条件要求较高,在南方土质松软、地下水丰富的地区开挖隧道,必须对地质进行详细勘察,采取应对措施。去年12月31日,上海地铁12号线浦东金桥停车场检修库在混凝土浇筑过程中发生坍塌事故,共造成5人死亡,18人受伤。地质松软是导致事故的主要原因。
  
  而针对2008年11月15日杭州地铁工地坍塌事故,同济大学地下工程系退休教授陈立道就曾表示,杭州的地质较为复杂,其地下水含量丰富,绝大多数土层皆为软土,地铁基坑开挖、地铁盾构推进等工程作业如同在蛋糕里打洞,施工风险极大。
  
  因此,在地铁线路规划中,要提前进行详细的线路周边地质勘察,针对不同地质条件,采取不同的施工方法。遇到松软地质,在规划线路时尽量避开,如果必须经过,就要在施工中边掘进,边做防水加固。同时要避开水、电、气、热等城市管网,北京的市政管道层一般位于地下1米至地下10米之间。
  
  轨道铺设学问多
  
  隧道挖掘后,轨道铺设就是另一个重要的安全环节。由于地铁列车运行离不开轨道,因此,与高铁一样,对钢轨材质有着严格要求。如果钢轨材质存在较多的杂质或者内部存在缺陷,运行一段时间以后就会出现疲劳的风险。因此,只有保证钢轨的材质才能提高列车运行的安全性。
  
  “除了钢轨材质不能偷工减料外,钢轨铺设时也要严格按技术规范和设计要求,尤其是在弯道和起伏的地方。”在王梦恕院士看来,刚发生的昆明地铁出轨事故就是因为轨道连接系统没有做好。
  
  1月8日上午9时9分,昆明地铁列车在空载运行过程中,第一节车厢脱轨,导致司机室暖风装置坠落,造成司机室值班司机一死一轻伤。
  
  王梦恕院士指出,当时列车正经过隧道到高架的交接处,这一段是个竖向的缓曲线。由于这段施工不符合标准,导致列车出轨。
  
  据了解,昆明地铁的钢轨铺设是分段测量,分段施工的,这就为不同施工段之间的衔接埋下了隐患。王梦恕院士建议,地铁钢轨施工应该全线测量后再全线铺设。
  
  自动化信号不可全依赖
  
  有了隧道和钢轨,列车安全运行的另一环节就是调度。科学的调度是保证列车在合理的间距顺次行驶而不发生追尾事故的关键。
  
  北京交通大学一位不愿透露姓名的专家介绍,地铁的运行控制系统基本是从高铁搬过来的,这是一套自动化的信号系统。现在常用的是全自动闭塞分区,即当机车的车轮压到铁轨上造成轨道电路短路,信号机自动变灯光,指示后方来车运行。它可以保证区间内在同一时间只能运行一辆列车。
  
  闭塞后两站间会分成多个闭塞分区,一般是一公里多一点;而闭塞分区中前后车之间将有红灯、黄灯、黄绿灯三个不能驶入的区间,等于是三保险。
  
  尽管自动信号系统已做到万无一失,但是当信号设备因特殊原因失效时,地铁调度还是要靠人工来进行,这就为事故埋下了隐患。
  
  这位北京交通大学的专家表示曾在与北京地铁公司管理者座谈时,建议在快速增加通车里程的同时,要注意安全问题,特别是自动化系统的磨合一定要保证时间,不能萝卜快了不洗泥。
  
  2011年9月27日,造成284人受伤的上海地铁10号线豫园至老西门下行区间两列车追尾事故,就是因为当天设备失电,致使运营信号中断,地铁10号线行车作业人员随即采取人工调度行车方式,但是在人工调度中又未能严格执行相关管理规定所致。
  
  尽管,地铁是用第三轨供电而不像高铁靠接触网供电,不容易受到雷击等自然因素干扰,但是这种系统故障还是偶有发生。
  
  比如,1月17日早晨7:54,北京地铁5号线2033次列车(向北方向)在北苑路北站发生制动不缓解故障,请求救援。此事故对5号线早高峰影响较大,部分车站只得采取相应客流疏导措施。
  
  在王梦恕院士看来,目前地铁建设的大问题是盲目攀比先进性,谁自动化程度高,似乎谁就是高水平。你用10个系统,我就用20个系统,你用20个系统,他就用30个系统。要知道系统越多,出问题的几率就越大,系统简单化才是地铁安全的前提。
  
  高铁要比地铁复杂,但高铁只有十几个系统,而地铁普遍都达到三十几个系统。对此,王梦恕院士曾多次向有关决策部门反映,多次强调:安全、可靠、实用、经济才是地铁发展的目标。
  
  事故应急系统要健全
  
  地铁在地下运行,乘客高度密集,一旦发生事故,乘客的应急疏散能力是地铁安全性的重要指标。
  
  在晚高峰,记者从10号线到1号线换乘时,要花5分钟在拥挤的人流中缓缓挪步才能经过狭窄的连接通道。而1号线到5号线换乘也是如此。姑且不论发生事故,就是万一发生踩踏,后果也不堪设想。
  
  公安部消防局高级工程师杨志杰、沈纹曾在《地铁消防安全状况及对策》的论文中指出,我国地铁自1969年相继投入运营以来,因变电所、地铁车辆内的电气设备和线路出现故障,共发生火灾156起。
  
  在消防设计方面,以前建造的地铁在防火分区划分和消防设施设置方面先天不足。而且在一些地铁站内设置了商业场所,比如北京地铁4号线动物园站内就有一个小商品零售市场,该市场紧挨着地铁通道。一旦发生火灾,就有可能殃及地铁站。
  
  另外,目前地铁都采用自动检票系统,除检票口可以通行外,其他出口均用栅栏封闭。科学的做法是一旦发生紧急情况,这些栅栏都可以自动打开,增加人员疏散通道。
  
  值得高兴的是,王梦恕院士在采访中介绍,目前北京地铁隧道侧面都有逃生通道,当地铁列车在隧道中发生事故后,乘客可以快速通过隧道两边的逃生通道疏散。
  
  同时,为了防止发生火灾时,材料燃烧后释放有毒气体,北京所有地铁线路的车站内都使用了环保阻燃材料,同时隧道内的管道装修全部取消,所有管子都暴露出来,既便于检修也降低事故发生后的衍生灾害。
  
  除此之外,北京交通大学的专家认为,地铁的通风系统也必须完善。2003年韩国大邱地铁火灾中,薄弱的通风系统根本无法把有毒气体排出,导致大量乘客因吸入有毒气体而遇难。
  
  地铁由于身处地下,因此防汛和排水系统也必须十分重要。“7·21”北京特大暴雨灾害就暴露出地下交通排水系统的薄弱,尽管所有地铁站出入口都比周围地面高出60厘米,但是在特大暴雨面前,仍然出现雨水倒灌进地铁站的情况。这时,就需要在地铁站内布置多台大功率水泵,保证一旦进水可以快速排出。
  
  总之,在地下交通网络化的今天,便捷的交通必须建立在安全的基础上。
  
  记者手记
  
  相关数据显示,截至2012年10月,我国地铁运营规模已达到15个城市、62条线路,总里程近1800公里。可以说,我国地铁建设用10余年时间,走完了发达国家100多年走过的路。
  
  在大干快上的背景下,地铁的营运里程增加了,运量运力提高了,但是安全保障的进步是否与地铁建设的速度同步呢?
  
  近年来,我国新建地铁多采用高科技的运行控制系统。但是这些先进自动化系统的熟练掌握是需要时间的,自动化系统与列车、轨道、站台之间也是需要磨合的。
  
  应该说,地铁是个复杂的系统工程,对安全保障的要求不比高铁低,而高铁出现的问题恰恰是对自动化系统掌握不全面,又过分依赖。
  
  这些教训都值得地铁决策者、建设者、管理者们警醒。我们应该多问问安全投资够不够?保障措施够不够?磨合时间够不够?应急预案够不够?
  
  只有这样,我们才能做到防患于未然,才能做到安全与效率的平衡。
(本文来源:OFweek工控网 转载请注明出处
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