南京地鐵寧天城際冰雹天氣對列車運行影響初步探討

姚靚

摘要：冰雹天氣屬于極端天氣，出現情況較少，一旦出現時，對地鐵高架線路影響較大。本文從冰雹天氣定義、分類、預警以及防范措施等方面分析和總結冰雹天氣可能對地鐵列車運行產生的影響，以及根據天氣情況所應采取的具體防范措施，將冰雹天氣對地鐵列車的運行影響降到最低。

關鍵詞：冰雹分類；預警；防范措施

一、引言

針對寧天線線路高架線較多、受天氣影響較大的特點，本文主要探討冰雹天氣形成、分類，冰雹天氣預警、危害以及防范措施，努力將冰雹天氣對高架列車運行的影響降到最低，提高地鐵列車運行安全。

二、冰雹天氣的預警信號

冰雹是春夏季節(jié)一種對農業(yè)生產危害較大的災害性天氣。冰雹出現時，常常伴有大風、劇烈的降溫和強雷電現象。一場冰雹襲擊，輕者減產，重者絕收。氣象臺站根據天氣圖、衛(wèi)星云圖分析和雷達監(jiān)測，雖能提前作出預報，但準確中仍然不是很理想。

三、針對冰雹天氣的預防

1、氣象臺預警信號

夏季極端天氣常發(fā)，控制中心環(huán)調加強與氣象臺聯系，加強天氣預警信號發(fā)布。在接到氣象臺預警時，控制中心及時通知車站及司機加強觀察，發(fā)現冰雹天氣及時通知控制中心，控制中心及時做好防范措施，及時通知車站及司機拍照上傳控制中心，控制中心及時與氣象臺聯系確認冰雹等級，做好相應的防范措施。

2、車站及司機加強天氣觀察

車站與司機為第一現場，在接到氣象臺預警時，及時通知所有高架車站加強天氣觀察，有冰雹天氣時及時通知控制中心，及時拍取冰雹樣本上傳控制中心，控制中心根據情況及時通知司機在該區(qū)域做好相應的限速措施。預計影響行車安全時，及時匯報值班主任，做好中斷運營的預想。

四、冰雹天氣對地鐵設施設備的危害

寧天線多以高架線路為主，在冰雹天氣發(fā)生時會對地鐵線路、接觸網、地面及高架車站設備設施、通信通訊、列車、道岔等設施設備造成不同程度的影響及損壞。線路設施設備較多，冰雹可造成以下設施設備的損壞：

a）車站頂棚玻璃：冰雹天氣可能造成車站頂棚玻璃碎裂，影響到車站工作人員及在站候車乘客人身安全，同時頂棚玻璃碎裂也能對正在進站列車設備產生影響。影響列車運行安全。

b）影響列車運行安全：冰雹可能對列車前擋風辦理造成損壞，擋風玻璃由硬質夾層安全玻璃制成，外觀為弧面，每個司機室頭部安裝1塊擋風玻璃（和1塊顯示玻璃）。擋風玻璃固定于司機室前端，采用PVB夾層式、帶有預埋式電阻加熱元件加熱除霜的透明安全玻璃。其抗沖擊能力應滿足：一枚重1.0千克的測試彈丸以“車輛最高設計速度+160 km/h”的速度射擊時，擋風玻璃應未穿透、未脫框；抗礫石沖擊性能需達到：一枚標準的測試彈塊以“車輛最高設計速度+20km/h”的速度射擊時，擋風玻璃表面不得有任何可見裂紋。根據動力能（kinetic energy）K.E=1/2mv^2公式可以計算得出：K.E（球）=1/2*1000*120^2，K.E（球）=7200000J. 冰雹在大氣中運動，考慮到空氣的阻尼作用，一般到達地面的時候，都是它的收尾速度，也就是這時阻尼力和重力平衡了。因此可以算出相應速度等于重力除以空氣的阻尼系數，冰雹到達地面的速度大概在15米/秒。冰雹的質量可以根據公式推出來的：m=pv，圓柱體積=πr?h（因20CM口徑的專用量杯是一個圓柱體，半徑為10CM）水的密度p=1 g/cm3，所以求冰雹的最大平均重量實際上就是先求冰雹的總質量，再除以冰雹的個數即可，結果取整數，即：=1×3.14×102×0.23/8=9 g。，由此可以計算得出：K.E（雹）=1/2*9*154^2，K.E（雹）=106722J.由此得出K.E（雹）=106722J

c）正線及基地線路接觸網失電或斷線：冰雹天氣發(fā)生時，對正線接觸網設備造成損壞，嚴重可能導致列車無法正常通過，或造成斷線事故，造成線路中斷，影響全線列車運行。

d）道岔轉換：冰雹天氣如果發(fā)生在折返站區(qū)域可能導致折返站道岔無法正常轉換到位，導致道岔失表，嚴重時可能導致轉轍機設備損壞。

五、冰雹天氣的防范措施

1、冰雹造成能見度不足時：

根據以往惡劣天氣行車組織經驗，可以參考相關的限速要求組織列車運行：

a）暴雨天氣時，當暴雨或特大暴雨造成地面及高架線路能見度<100米，需限速25公里/小時運行時。能見度小于150米，限速45公里/小時運行。能見度小于200米時，限速60公里/小時運行。

b）臺風天氣時，因暴雨或臺風沙塵暴等造成地面能見度小于100米，地面高架區(qū)段25km/h運行；能見度小于150米時，限速45 km/h運行；能見度小于200米時，限速60 km/h運行。

根據以上調度應急處置規(guī)定，在冰雹天氣時，冰雹顆粒大小不影響列車行車安全時，可以按照以上能見度限速要求執(zhí)行。

2、針對冰雹天氣的分類，并且根據氣象臺預警，及時組織高架線路列車執(zhí)行相應的限速要求：

發(fā)現輕雹天氣時，及時組織列車限速60km/h運行，要求高架車站及司機加強線路及接觸網觀察，有異常及時采取措施并且匯報行調，必要時采取降低運行速度的方式，降低冰雹對行車的影響。

發(fā)現中雹天氣時，及時組織列車限速45km/h運行，要求高架車站及司機加強線路及接觸網觀察，有異常及時采取措施并且匯報行調，必要時采取降低運行速度的方式，降低冰雹對行車的影響。如果地面積雹厚度達到2～5厘米時，組織列車進一步降低運行速度，避免出現行車安全事故。

發(fā)現重雹天氣時，及時組織列車限速25km/h運行，要求高架車站及司機加強線路及接觸網觀察，有異常及時采取措施并且匯報行調，必要時采取降低運行速度的方式，降低冰雹對行車的影響。如果地面積雹厚度達到5厘米及以上時，組織列車進一步降低運行速度，根據需要采取中斷運行的措施，避免出現行車安全事故。

3、長時間冰雹天氣影響折返站道岔轉換時：

在長時間冰雹天氣時，可能導致尖軌與基本軌之間積雹過多，影響道岔正常轉換功能，需要車站及時組織人員在做好安全防護（佩戴安全帽、著厚棉衣等）的情況下，定時利用行車間隔清理積雹，避免道岔失表故障的出現。如果積雹造成道岔失表甚至轉轍機損壞情況，及時組織折返列車變更進路。避免造成行車間隔過大的情況出現。

4、冰雹可能對接觸網或者受電弓造成的影響：

冰雹天氣可能對正線接觸網以及列車受電弓造成損壞，造成供電故障，嚴重時甚至造成接觸網分區(qū)失電。因此，在冰雹天氣出現時，及時組織接觸網專業(yè)至正線巡查，出現問題立即采取限速或者就地停車措施，避免列車迫停區(qū)間，造成區(qū)間清客等事件發(fā)生，同時也可能對乘客人身安全造成危害。

5、冰雹天氣恢復后，組織受災區(qū)域列車執(zhí)行三檢查一限速，查看線路及相關設施設備是否正常，列車出現故障時，及時組織庫內出車替換回庫檢修。車站檢查頂棚玻璃是否有破損情況及時匯報綜調，車站自身做好防護，防止出現頂棚玻璃破裂造成乘客人身傷害事件發(fā)生。

參考文獻

[1] 關于冰雹的融化層高度[J].氣象.俞小鼎.2014（07）.

[2] 多普勒天氣雷達原理與業(yè)務應用[M].氣象出版社，俞小鼎[等]編著，2006.

[3] 自然災害評估[M].氣象出版社，高慶華等，2007.

[4] Mesoscale Meteorology in Midlatitutes. Markowski P，Richardson Y. Journal of Women s Health . 2010.

（作者單位：南京地鐵運營有限責任公司）