城市軌道交通運(yùn)行的常見(jiàn)安全問(wèn)題分析

梁景源 于詩(shī)博 沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

中國(guó)軌道交通從1965年發(fā)展至今的可謂日新月異，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，中國(guó)軌道交通迎來(lái)嶄新的篇章。伴隨著速度的提升。安全問(wèn)題尤為重要，本文將以軌道交通運(yùn)行中注意事項(xiàng)作為探討主體進(jìn)行分析。

1 列車(chē)運(yùn)行間距問(wèn)題

若兩條鋼軌之間間距過(guò)小，當(dāng)兩輛列車(chē)相對(duì)行駛時(shí)，由于車(chē)速過(guò)大產(chǎn)生的沖擊會(huì)使列車(chē)產(chǎn)生相斥作用，易使鋼軌一側(cè)受到擠壓，對(duì)鋼軌造成損傷。

解決方案：最初鐵路正線線路間距一般在4米以上，隨著車(chē)速的不斷提升，目前普通線路間距都在5米以上，高速線路間距一般在6米左右。

2 鋼軌間隙問(wèn)題以及車(chē)速控制問(wèn)題

2.1 對(duì)于火車(chē)而言，鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每?jī)筛F軌接縫處必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車(chē)經(jīng)過(guò)鐵軌接縫處時(shí)，車(chē)輪會(huì)受到一次沖擊，由于每一根鋼軌長(zhǎng)度相同，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車(chē)受到周期性沖擊做受迫振動(dòng)。以普通的鋼軌長(zhǎng)度為12.6m為例，列車(chē)固有振動(dòng)周期為0.315s。計(jì)算列車(chē)危險(xiǎn)速度公式為：

故列車(chē)的危險(xiǎn)速度為40m/s。所謂危險(xiǎn)速度是指當(dāng)火車(chē)和鐵軌發(fā)生共振時(shí)容易把鐵軌震壞，列車(chē)在鋼軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受鋼軌對(duì)他的沖擊力作用做受迫振動(dòng)，當(dāng)固有頻率等于沖擊力頻率時(shí)發(fā)生共振，從而損壞鐵軌。

解決方案：可以通過(guò)改變鋼軌長(zhǎng)度來(lái)改變車(chē)速。如今高鐵的出現(xiàn)正是由于鋼軌的無(wú)縫焊接，才得以將車(chē)速提升到現(xiàn)在的車(chē)速。對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的要求嚴(yán)格不可出現(xiàn)焊點(diǎn)。

2.2 列車(chē)在通過(guò)橋梁時(shí)需要減速，是為了防止鋼軌與橋梁發(fā)生共振，導(dǎo)致橋梁倒塌。

解決方案：如今除注意車(chē)速外，最好的技術(shù)解決為滬昆高鐵北盤(pán)江特大橋，目前成為我國(guó)唯一一座列車(chē)經(jīng)過(guò)無(wú)需減速的大橋。它采用的是雙層加固。從而減輕共振對(duì)大橋的損害。

3 鋼軌型號(hào)的選取問(wèn)題

我國(guó)鋼軌通常采用50kg/m的重軌。鋼軌分為重軌和輕軌兩種：鋼軌規(guī)格用每米長(zhǎng)公稱(chēng)重量表示。

重軌：每米公稱(chēng)重量大于30公斤的鋼軌。輕軌：每米公稱(chēng)重量小于30公斤的鋼軌。

重軌分為一般鋼軌與起重機(jī)軌兩種，在此應(yīng)注意：一般鋼軌用于鋪設(shè)鐵路干線，專(zhuān)用線，彎道及隧道用軌。其中標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度有12.50m和25.00m。鋪設(shè)于彎道曲線軌長(zhǎng)度稍短，有12.46m、12.42m、24.92m和24.96m等。一般鋼軌規(guī)格為38、43、45、50、60（kg/m）。

輕軌：有5號(hào)、8號(hào)、11號(hào)、15號(hào)、18號(hào)、24號(hào)。

由于鋼軌需要承受機(jī)車(chē)的壓力、摩擦和沖擊載荷,要求有足夠的強(qiáng)度、硬度及韌性，質(zhì)量要求較高，所以必須檢驗(yàn)其力學(xué)性能，并進(jìn)行低倍組織檢驗(yàn)和落錘試驗(yàn)等。

4 軌道基本設(shè)備供電問(wèn)題

4.1 牽引供電系統(tǒng)的基本原理及要求

供電制式是指供電系統(tǒng)向電動(dòng)車(chē)輛或電力機(jī)車(chē)供電所采用的電流和電壓制式，目前采用的供電制式有：直流制式、低頻單相交流制式、工頻單相交流制式。在我國(guó)采用的是工頻單相交流制式，其供電電壓為工頻25KV。

4.2 電氣化鐵路供電方式

單線電氣化區(qū)段的牽引網(wǎng)采用的是單邊供電。復(fù)線電氣化區(qū)段的牽引網(wǎng)采用通向單邊供電。接觸網(wǎng)供電分區(qū)上、下行牽引網(wǎng)由同一相供電。

4.3 高速電氣化鐵路供電技術(shù)

采用220KV電源供電，其優(yōu)點(diǎn)如下：

輸送能力高，電壓損失小，保證較高的供電質(zhì)量。

改善對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序和諧波影響。

外部電力系統(tǒng)具有較大的負(fù)序承受能力，電壓畸變小。

保證高速鐵路的安全供電和可靠運(yùn)行。

高速鐵路的牽引網(wǎng)供電方式為AT供電方式（AT為自耦變壓器）。在世界各高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家中，大多數(shù)牽引供電采用2×25KV AT供電方式。其中AT變電所平均間距約50~60KM。

4.4 軌道電路的供電問(wèn)題

與牽引供電截然不同，軌道電路使用的是弱電。軌道交通信號(hào)設(shè)備可以概括為信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路三大方面。

信號(hào)機(jī)由于所在位置不同，其表示的信息也不同，信號(hào)機(jī)可分為進(jìn)站信號(hào)機(jī)，出站信號(hào)機(jī)，進(jìn)路信號(hào)機(jī)，通過(guò)信號(hào)機(jī)，遮斷信號(hào)機(jī)，預(yù)告信號(hào)機(jī)，調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)等。信號(hào)燈的顏色代表的信息也各不相同，信號(hào)燈顏色有紅，綠，黃，藍(lán)，白五種顏色。信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電源為220V，燈泡電壓為12V。

道岔是一種使機(jī)車(chē)車(chē)輛從一股到轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，通常在車(chē)站，編組站大量使用。道岔可分為單動(dòng)道岔，雙動(dòng)道岔，交叉渡線三種。使道岔可以正常轉(zhuǎn)換必須用到的設(shè)備就是轉(zhuǎn)轍機(jī)。在我國(guó)高鐵中常用轉(zhuǎn)轍機(jī)型號(hào)為S700K型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)。S700K動(dòng)作電源采用三相交流380V獨(dú)立電源。

如今應(yīng)用最廣范的軌道電路為ZPW—2000A型軌道電路，它是從法國(guó)UM71軌道電路的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種軌道電路制式。采用的是1700HZ—2600HZ載頻段，F(xiàn)SK制式軌道電路傳輸特性。其供5電壓為24V。

5 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)城市軌道交通凝聚了無(wú)數(shù)人的心血，其安全問(wèn)題更是可以細(xì)化到的每一部分，此文簡(jiǎn)單介紹常見(jiàn)應(yīng)注意的安全事項(xiàng)，供讀者參考。城市軌道交通安全更需要我們不斷去謹(jǐn)記并完善，使國(guó)家進(jìn)一步發(fā)展。

[1]張開(kāi)冉.城市軌道交通安全.科學(xué)出版社，2016.5

[2]李建國(guó).城市軌道交通系統(tǒng)概論.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.3