围歼旅客列车和高铁时刻表查询事故的专项整治学习小结

图解7.24西班牙高铁列车颠覆事故&&老鹤&&
图解7.24西班牙高铁列车颠覆事故&
老鹤 ( 原创 )
2013年7月24日西班牙当地时间20:41发生了高铁列车整列颠覆重大事故,死亡79人,伤180人,全列车259名乘客无一幸免。图1:正在清理中的现场
这是一列由西班牙首都马德里开往加利西亚自治区首府圣地亚哥.德孔波斯特拉市(以下简称德孔市)的Talgo系列高舒适型电动客车。事故发生在距德孔市车站3.5公里的弯道上,驾龄达十年的高铁列车司机加尔松正在打着手机穿越最后的直线段1500米长的架空路桥和630米长的隧道,他忽视了减速信号的数次警告。当牵引机车驶出隧道时才发现,限速为80公里/小时的弯道已在跟前,减速来不及了,之后就发生了欧洲高铁史上罕见的一幕惨剧。
德孔市在西班牙的西北部,火车由首都马德里开往这里,地形较为复杂,这是由中部高原地区驶入起伏多变的西北丘陵地区。进入丘陵地区的高铁线路主要路段大多是由路桥和隧道组成,这是一条设计时速在每小时200公里以上新建的电气化高速铁路,开通不到两年。线路设计特别要求在驶入德孔市前四公里以外,列车必须减速到每小时80公里以下,以便安全通过在进站前无法避开的三个低小曲率半径弯道。(注:笔者在卫星图像上测得三个弯道的曲率半径R分别为:
400米; 500米;
400米。)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
上图是发生脱线事故的高铁线路地理位置&
&&下图是发生事故区域的卫星地图
该地区的卫星图片如下(成像):
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
& 估计在线路设计之初就已经预料到列车驶出直线段隧道后,进入限速弯道时,司机稍有疏忽可能就会发生脱线之类的灾害事故,因此,在这个容易出事的线路弯道外侧,事先就用重型工字钢栽桩,浇筑成了厚厚的混凝土防撞墙。这次发生列车脱线颠覆事故时,除仅有一个车厢从防撞墙前的缺口地段瞬间飞出之外,包括反向牵引机车在内的数节列车高速冲向了防撞墙,发生强烈的堆积性撞击,后果惨不忍睹。
&&&&&&&&图5&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
系列Hybrid型2012年6月启用的最新式高速轻体电动客车,全列编组为:正向/反向牵引机车2节,柴油发电车2节,36座二等车六节,26座一等车1节,23座(包括助残轮椅车一席)一等车1节,以及酒吧车一节,全列车一共只有265席座位。整车组合排列如下图:
吨重的1800KW柴油发电机与正反向牵引机车配套,使列车可以进入无电网地区继续行驶,转换驱动方式无需停车就可进行。列车具备Talgo
RD自动变轨技术,以适应国际运行的过境需求,由西班牙的1668mm宽轨距直接驶入1524mm或1435mm的标准轨距,并且可以是无电力驱动网的国家和地区。特别需要注意的是它的列车制动系统,这对本文后面的事故分析讨论很重要,列车具备两套制动模式:a.对全列车都有效的气动防抱死制动;
b.仅对牵引机车有效的电力再生/电阻制动。
7.24事故发生后,西班牙铁路方面公布了一段有效长度只有十秒钟的线路监控摄像头拍到的录像,真实地展现出脱线事故发生瞬间的惊骇过程。这段录像可能是此次事故中唯一抓拍到的实况记录,虽然是低分辨率的连续画面,却传递出来极多的珍贵信息,为脱线事故调查研究和取证,提供出最为重要的依据。为使读者能够更好查看这段珍贵的影像,笔者已将其列在文后的附录中,可以下载后仔细观看。
为便于研究这段事故发生过程中的诸多现象,笔者以尽可能一致的间隔连续截取成34幅画面,逐幅编辑和编号,做成了可以用幻灯形式观看的图片文件,也列在了本文后面的附录中。
还有,本节开头的图09是这34幅一组图片的集成画面,在本文探讨中准备随时抽取调用。
探究这段只有十秒钟的录像,意义颇为重大和深远,下面本文分作了几个专题来进行研究和论述。
1.事故初始状态的真实速度。
违章超速驶入限速弯道,这当然是本次恶性事故发生的根本原因。事故发生后的头一两天中,各种媒体关于车速的报导很多,但都是估计或者是猜测的数字,甚至有媒体报道称受伤司机加尔松承认他开得很快,当时达到200公里/小时以上。之后西班牙事故调查部门检查了行车“黑匣子”,公布该列车进入弯道“前几分钟的时速”为192公里/小时。
笔者在第一时间获得这段珍贵录像后,以《谷歌-地球》卫星图片为依据,及时进行验证测算,得出了驶进弯道前列车的瞬间平均速度,略高于西班牙官方公布的数值。这个判定测算过程如下:
首先在《谷歌-地球》上选出事故弯道的大比例卫星图片(图10),标出线路供电接触网塔杆的准确位置,再用同比例卫星图片上的测距标尺测出塔杆的平均杆距。谷歌提供的这个地区最新卫星图片拍摄于一年前的7月31日,线路塔杆的锚点与今年7月24日事故发生时的位置不会有变化。测量确定:列车驶出最后一个隧道并且穿过干线公路桥后,从第一根塔杆起算,到机车撞倒监控摄像头所在的塔杆,一共是11根,塔杆的间距平均值为33米,总长330米,这是卫星图片上的实测值。顺便说一下,从西班牙西北部这个广袤的丘陵地区大范围检测中知道,西班牙高铁接触网塔杆间距的变化规律为:稳定的直线路段为60-62米,线路曲线段变化较大为45-60米,进入限速80公里/小时的弯道区域,最短间距甚至小到31米。下面图10是7.24事故路段的卫星图片以及锚定的供电塔杆准确位置:
铁路方面提供的这段监控录像帧率为每秒十五幅,每帧平均间隔为0.067秒,比常用的电视视频50帧/秒或60帧/秒显得低一些,但画面播放的时间轴都是一致的,也就是说当画面火车出现的时候,火车的行进速度与现场实况完全一致,因此,我们只要观察播放画面上火车通过接触网塔杆的位置和数量,用秒表掐出时间,就能比较准确地计算出该车的真实速度。下面的图11就是我们设定的测试起始瞬间位置,图12是设定的(尚未出事路段的)截止瞬间位置,塔杆号1
& 5,有4个塔杆间隔,列车通过的线路长度为&&&&&&&&&&
33 & 4 = 132米
把这段录像循环播放,用秒表反复掐测从第1
塔杆行驶到第5塔杆的秒数,取数次测得的平均值。笔者经数十次的掐测取值,都很相近,平均数为2.40秒。
这样,经简单计算,事故列车的速度就求出来了:
33 /2.4s &3600s =
198,000m/h& ≈
198公里/小时
198公里/小时这个速度确实不低,相当限速值的2.5倍。
此外,我们仍从机车通过第1塔杆开始,延续到列车颠覆,到牵引机车躺倒滑行,到撞上监控摄像头所在的第10根塔杆(监控摄像头电源瞬间被切断,信号消失,这是该录像记录的实际情景)来掐测,测得的平均速度也是高得离谱。
牵引机车通过这10根塔杆掐得的时间为6.2秒,计算结果如下:
& 33)/6.2s &3600s =
172,451m/h& ≈
172公里/小时
测算数值已经超出限定80公里时速的1.15倍,这实在是个不可原谅的违章速度。
2.解析监控摄像头拍到的事故录像
经过上百次反复播放这段10秒钟的录像和用幻灯形式逐片检查列车在每个瞬间的画面变化,如果用三个阶段来划分这个脱线事故演变的过程,就可以比较清晰地描述出来。
幅。列车从第2幅开始进入画面,直到第六幅,列车还看不出异常,见下图情景:
的塔杆位置,全列车13节基本上处在直线段的线路上。进到第七幅,画面显示列车出现了异常,2号柴油发电车与3号二等车发生了挤撞现象:
之后,直到第11幅,2号车一直呈现不稳定的升高状态,见下面的图15
这是第11幅情景,从第12幅画面起,2号车突然升的更高……。
恶性发展:由第13幅画面到第18幅。13幅之后,2号车在继续升高。到第16幅画面,2号车升高的同时,把后面数个挠性连接的单一悬挂轴客车一连串带了起来,这些客车的车轮已经高出铁轨轨面,脱线事故将瞬间发生。第17到第18幅,包括2、3、4、5号已经腾空的一串车体横向爆发,冲向弯道的外侧。
很显然,从第7幅开始,2号车被一股巨大上升力抬起,并且逐步增大,直到带起了后面一连串车体上升。升力呈现波形传递,一直传递到末尾把12号车抬起,拽开了与13号反向牵引车的连接。从下面组合图可以看出强大升力呈波形传递的过程:
第20幅画面显示供电接触网产生巨大火花,这现象说明冲向外侧的车体撞倒了供电塔杆,接触网电缆瞬间被拽断,机车与接触网脱开了(回送电或受电)关系。
这里,请留意第21幅画面,牵引机车受后车推撞此时刚刚脱轨。
c. 毁灭性的撞击:从18幅到34幅。如果仔细观察,应该说是从第17幅开始的,2号车及后面连接的车体冲向弯道外侧,判读的标志是:原本清晰的车窗突然呈现动态模糊,这个极易被忽视的现象在说明,这些车体发生突然快速移动并且车身在向弯道外侧转动。
脱线继续,直到整列火车倾覆。
后来的惨景表明,1号牵引机车被2号和3号等几个车厢撞倒,滑出大约八九个车体的距离;有一个车体从防撞墙前的缺口飞出(可能是4号,二等车),甩到铁路圈外约带百分之十坡度的上坡公路上;由于速度太高和防撞墙的导向阻拦作用,大部分列车发生了严重的堆积性撞击。
在这里,笔者从尽可能搜集到的平面媒体图片中进行判读和分析,用卫星图片绘制成了事故发生后的列车解体分布图,列在下面供读者们参考:
另外,为让读者们有点亲临实地的感觉,特介绍给读者们一幅《谷歌-地球》提供的2011年9月拍摄的这段桥隧-弯道地形实景照片,拍摄位置恰好处于脱线事故甩出去的4号车体现在的位置上:
照片清晰展现出隧道--干线公路桥--高铁弯道的关系,照片还显示公路路面2011年正在改造施工中。
下面的图19是上图的局部放大画面:
画面里供电塔杆上还没有安装接触网的电缆支撑架,说明2011年9月线路建设尚未完工,高铁的试运转还不能进行,线路的正式营运可能是在2012年之后开始的。
(画面上的铁路轨道有一些褶皱,这是原全景图像拼接产生的缺陷。—笔者注)
3.动态分析事故的三个阶段
a.首先,我们来研究这个第一阶段,从第7幅画面开始,先是紧跟在牵引机车后面的2号车与3号车发生了挤撞,接着2号车被抬升起来了,直到第18幅画面列车开始脱线。2号车是辅助设备车,安装有6.6吨重1800千瓦的柴油发电机组等,有三根标称轴重为18吨的从动型承重轴。3号车是一个2等客车,只有一根标称轴重18吨的从动型承重轴。若简单地看,两车挤撞之后,像是3号车把相当自身三倍重的2号车给抬升起来了,这样的理解显然不够合理。那么,在高速移动中总轴重为54吨的2号车所受到的升力是怎么产生的呢?
是1号牵引机车司机拨动了紧急减速制动手柄的作用结果!
从运动力学上看,2号车被抬升起来至少需要两个作用力:总轴重为72吨的牵引机车在运行中突然产生了反向牵引力--也就是通常所说的机车制动力,和2号车及以其后的11节轴重总数为306吨车体向前运动的惯性力。这两个作用力的对峙点恰好发生在2号车上,惯性力远大于牵引机车的制动力,一小部分不太稳定的分力将3号车抬升起来,其余的巨大惯性力推着牵引机车继续向前高速移动。简单地说,这种状态就是列车高速运行中,牵引机车突然启动了“紧急减速制动”(笔者提示:不是最高级别的“非常制动”),并且是“非全列车的”机车单独制动。
本文前面提到过Talgo250系列客车具备两种制动模式,此刻列车制动呈现的就是其中的电力再生/电阻制动模式。这种模式只对受电弓升起成运行状态的牵引机车有效,列车尾部的反向牵引机车受电弓是睡下状态,没有制动功效,还加大了列车的总惯性力。
所谓电力再生/电阻制动模式,就是把高速运行的牵引电动机转换运行状态,变为发电机方式运行,利用列车的运动惯性力带动发电,经逆序变换向供电网回送电力,或直接将电力送入大功率电阻器变为热能消耗掉。这种制动模式只在列车高速运行时有较好效果,随着列车速度下降制动力会成倍地衰减,因此,各国高铁一般都由计算机智能控制,甚至只在运行速度200km/h以上才可启动这个制动程序。查阅7.24事故的新闻报导中,司机加尔松承认在当时使用了紧急制动,这与我们上述分析是吻合的,而且,基本上可以肯定第6幅画面恰恰是加尔松拉动制动手柄的瞬间,他启动的正是电力再生/电阻制动模式。
b.再来说第13幅画面之后。2号车不稳定的上升动作,除了使列车运行产生不良影响以外,最主要的是它会拽断贯穿全列车的“气压储能-气动控制”挠性连接管路。
一般来说,列车正常运行都有两条贯穿全列车的气压管路,一条是全车压缩空气储能输送管路和一条是气动控制管路。列车正常运行时,压缩空气输送管路要保持最高的额定气压,才可以保证全车车轮轻快滚动,如果这个管路突然失压,全列车所有车轮会全部抱死,使列车进入“意外非常制动”状态。
我们现在顺序看到的第16幅,发现2号车升到了最高,能看出该车升起超过了一个车轮的高度,这个高度把气压管路拽断或严重破坏是毫无疑问的,管路破坏瞬间导致了全列车气动系统失压,车轮全部抱死。不过,由于长长的车顶管路存在阻力,尾部反向牵引机车的八个车轮抱死要比管路最短的前部牵引机车滞后。前部牵引机车管路最短,反映最快,车轮立即抱死,瞬间加大了刹车力度。由于2号车是离轨状态,并且已经带起了后面数节列车升高,车轮不接触轨面,刹车已经无效,巨大的惯性力进一步挤撞1号牵引机车,而处于弯道状态所产生的横向分力促使链状连接的列车“环节崩开”,全列车倾覆事故至此形成。
幅之后存在这个“意外非常制动”吗?这个判读有什么凭据不?有的,这不是笔者的闭门杜撰。请看下面第24、25、26和27幅的局部组合图:
2号车和3号车形成的波形升力传递到尾部,带动12号车升起离轨,但是并没有联带起总轴重为72吨的第13号反向牵引机车,而是脱开了连接关系。“意外非常制动”确实在13号反向牵引机车的车轮上发生了制动作用,它的有效滞阻使它不能跟着12号车“飞脱”,两车脆弱的连接被拽开了,在此之前,这个13号车一直是个被牵引无滞阻的巨大惯性力。当然,12号车的“飞脱”对13号车也有一定的作用,那就是促使13号车脱线,向前滑出。在堆积性撞击的最后,13号反向牵引机车挤靠在了12号车的车体上。
作用力的这一连串变化直到受力最强并且“牵手腾空的”前部分列车“环节崩开”,都是在全列车快速移动中演变的,我们可以用下列几幅图来解释这个只有一两秒钟的惊险过程:图21--图25
环节崩开,2号车受到的总惯性力立时被释放,这个总轴重达54吨已经悬空的发电车就自然回落下来了,作用力的这个演化过程,在录像中记录得清清楚楚。
( 注:9号是个窗子较少并且位置较高的酒吧车,是判读该监控录像的重要标志。)
c.上面把两个阶段的动态分析过之后,现在剩下第三阶段的动态分析就比较简单了,但又不太容易说清楚,因为之后的堆积性撞击已被车头及后面的烟雾遮挡住,难以辨别,不过,也有几点值得探讨。
其一,从录像开头到第20幅画面,1号牵引机车一直是在轨运行,直到第21幅画面才被后面的2号3号车体推离轨道,然后向弯道外侧躺倒,滑行中撞倒了第8、9、10号供电塔杆,穿过第11号塔杆外侧,奇迹般地站立在了12号塔杆之前。
第21幅画面中,机车已经越过7号塔杆约半个车体,这个弯道位置恰好是线路曲率中心附近,如果不是被先脱线的2号3号车体推撞,牵引机车还不至于脱轨,直至驶出限速弯道。这个现象说出了一个值得商榷的重要现实:尽管列车以2.5倍于限速80公里/小时的速度驶入了这个曲率半径为400米的弯道,如果无任何人为的加速或减速动作,列车完全可以自由滑行安全通过整个弯道区段。
曲率半径400米是笔者用卫星图片导出的测定结果,测定的方法如下:
其二,上一节曾提到有一个车体从防撞墙前的缺口飞出(可能是4号,二等车),甩到铁路圈外约带百分之十坡度的上坡公路上。这节车体在飞出过程中似乎是撞掉了前部的悬挂承重轴,亦或许是被拽掉了这个东西,但是车体好像没有发生翻滚,平平地坐到了路面上,并且向偏右的前方滑出十几米,如果不是上坡,可能会滑出更远的距离。这个滑出过程在地面上留下了明显的平移擦痕。为什么这个车体没有翻滚,笔者对此感到惊讶。见下图:
其三,在列车“环节崩开”之前,2号车一直处于不稳定的升浮中,与3号车体的挠性连接以及车顶电缆等都会遭到严重破坏,但是在事故的末尾,两车一同侧靠在11号塔杆的路边上,排列整齐得连车顶电缆都好像完好无损,为什么在这些凹凸不平的边墙和排水沟上划过一百多米距离,两车却没有脱开,笔者再感惊讶。
三、近一步的探讨
尽管超速了,7.24事故仍然可以避免。
打手机开车忽略了减速警告,这当然是司机加尔松不可推卸的罪责,以致在限速弯道跟前慌了手脚,拨动了紧急制动,酿成大祸。从表面上看,因果关系是这样,但是,笔者并不认同。
&上一节在动态分析中,笔者曾导出来一个论点:尽管列车以2.5倍于限速80公里/小时的时速驶入了这个曲率半径为400米的弯道,如果无任何人为的加速或减速动作,列车完全可以自由滑行安全通过整个弯道区段。这是从10秒钟监控录像里推导出来的一个结论,也就是说假如司机有这个经验,他完全可以不去碰那个有一定危险性的制动手柄,让列车在自由状态中滑行过去,躲过这一劫。但是,他做不到,因为他没有这个经验,也不可能有这个认识,即使是铁路高层研究部门也难有这个认识,为什么?因为这是现今高速铁路发展在技术层面研究上的一个盲区。
&就铁路运转专业术语上讲,弯道区段的限速那是命令,通过这种弯道是司机在执行限速命令。其实,限速命令裕度是很大的,对于超过限速值多少还可以安全通过,恐怕极少有确切的研究和科学实验数据,尤其是近些年发展起来比较年轻的高速铁路研究方面,可能更为欠缺。
&试想经过长长的直线段行驶到了小曲率弯道前,如果已经超速了,赫然见到限速标志(牌或光视信号),司机会怎么反应?恐怕司机第一想到的就是“刹车”,去拨动制动手柄减速,或者说是下意识地制动,这是一个长期技术教育(和开汽车实践)的结果,其实,对于驾驶火车来说,这是个有危险的操作,西班牙7.24事故就是个极好的例证。命令是必须执行的,但是,命令必须考虑到人的变数,疏忽不时会偶然出现,那么疏忽了应该怎么补救?这应该是铁道命令研究上的重要课题。其实在这种状态下,司机可以使用制动,但是必须去认真选择合理的制动模式,比如前面提到的司机是在第6幅画面那个时机拨动的制动手柄,全列车还基本上处于直线状态,假如他拨动的模式是气压制动,甚至是最高级别的“非常制动”,全列车22根轴44个车轮会瞬间全部抱紧,那就不会出现2号车被抬升起来的不正常状态,列车速度会急速下降,至少在进入弯道时,速度能够降到比较安全通过的程度。换句话说,制动操作正确,7.24事故完全可以避免!
为什么加尔松启动的是再生/电阻制动模式呢?笔者认为有两种可能性:
&a.司机的操纵习惯,认为高速状态使用电力再生/电阻制动平稳,减速效果好,这是司机从培训教程里掌握的知识。
&b.Talgo250
Hybrid 列车的智能化制动模式存在着不完善的预设程序问题,也就是说电脑智能选项做出了当列车高速运行在某一个速度级别以上时,只能启动电流再生/电阻制动模式。
前一种与司机本身的技术认知深度相关,不同智慧的司机会有不一样的制动方式选择。如果是后一种,那就不该是司机加尔松要承担的责任了,而是Talgo250系列高铁列车研发技术上的严重缺失。
不论是哪种可能性,结论却只有一个:电力再生/电阻制动方式是7.24旅客列车特大事故的祸根,而更深一层因素,则必须要从Talgo250系列研制中存在的问题上去找答案。
Talgo250 Hybrid列车适合高速铁路运行吗?
在西班牙7.24铁路事故中,从高铁研发技术层面上看,暴露出来了Taglo250系列高速旅客列车存在着重大缺陷——高速运行中使用电力再生/电阻模式紧急制动会出现强大惯性力,造成车体挤撞,传输操控系统遭受破坏,进而造成全列车失控。摆在我们面前的问题就是:西班牙Talgo
250系列(也包括速度级别更高的Talgo
350系列)的牵引方式能否适应现代高速铁路的运行。
Talgo系列旅客列车发展几十年来,主打技术一直是无转向架每车一个从动轴型的连挂轻体客车产品系列,采用的依然是一个车头拉动的传统牵引方式。在低速铁路运行时代,这种牵引方式有着一百几十年的历史经验,可靠性无容置疑。但是,当进入到电力驱动的高速铁路时代,世界各国大多采用的是动车组合运行方式,这种组合使全列车近一半多的车体都有动力驱动轴,启动迅速不用说,而在高速运行中需要减速或紧急制动时,采用电力再生/电阻制动模式能让全列车50%以上的车轮呈现有效制动,并且是均匀作用到全列车。Talgo系列就差多了,尤其是这次事故中运行的Talgo250
Hybrid型列车就更差些,启动电力再生/电阻制动后,全列车22个轴中只有4个轴有效制动,仅占全列车的18%,并且只发生在前端的牵引机车上,其后的82%都是不受控的高速前冲巨大惯性力,这是Talgo系列致命性的缺憾,若是运行在线路的下坡区段,那就更为严重。
因此,Talgo这个系列产品是否适于高铁运行,答案是否定的,除非彻底改造让客车厢的从动型单一轴也变为驱动型的。
此外,Talgo250Hybrid型列车的研发偏重于为乘客创造良好的舒适乘坐环境,以及国际过境通行的多重适应性(指轨距变换和无电力驱动网),在现今能源紧张和提倡减排的国际环境下,这个型号的系列产品应属高能耗类型。像运行在马德里-德孔市的这种固定线路上,无用负载能占去全列车将近一半的营运能耗,如果仅是一次两次按需要做不经常的营运,倒也无所谓,但这可是要长年累月地运行下去,需要浪费过多的能源,那就不很合理。
写到这里,笔者忽然感到这样分析问题是不是太“中国化”了,西班牙是个非常有智慧的民族,这么做一定有她的道理,那就是说,还有我们不了解的环境因素。于是,笔者再上“谷歌—地球”来到西班牙境内,沿着德孔市到马德里的铁路,一公里一公里的“实地”踏勘一番。“超低空飞行”了三个多小时,终于明白,原来这条铁路并不都是电气化复线高速铁路,复线电气化铁道只占全线路很小的一段,即德孔市到奥伦塞(省府)的80公里。从加利西亚首府德孔市到首都马德里,铁道线一直是蛇行在弯弯曲曲的丘陵和山地中,隧道和路桥占据了线路的大部分,弯道近乎是连续的,超过5公里以上的纯直线地段几乎找不到。近千公里的无电力驱动单行线,数不清的弯弯曲曲隧道和路桥,进进出出隧道的压力变化等等,让Talgo250Hybrid型列车的混合动力/自然摆动车体/气压恒定的密闭车厢优势得以充分发挥,就目前这个线路状况来说,这种系列列车至少是个别无一二的选择。
这条电气化铁路最初的起点是在重要港口城市拉科鲁尼亚,逐渐延伸到德孔市,大约一年半之前完成了无电力网的德孔到奥伦塞单行线改造,电气化线路由原来的50公里左右延伸到130多公里,成为现在的双线电气化高速铁路,(见下图玫瑰色那一段铁路)。
7.24出事故所在的地段是从南部进入德孔火车站前的3.5公里处,这个位置应该是全部线路中最特殊的一个区段。列车从马德里开出,行驶了近千公里的弯道、坡道(最大坡道超过千分之三十,最长隧道超过四公里),以及还有动力转换作业等等,司机差不多是以疲惫的状态驶入最后这段长达5.16公里的高速直线线路,而前端却是一个躲不开的限速急弯。恰恰是司机驶到这个直线路段比较容易放松和疏忽,所以新线路开通仅仅一年半就发生了这桩惨剧。笔者觉得这个路段的线路设计似乎预先就埋下了某种重大事故的必然性。见下面这段线路的示意图:
4.28旅客列车颠覆事故》的西班牙版
2008年4月28日凌晨4:38’在中国山东胶济铁路线上,发生了一起在限速弯道上因超速引起的T195次旅客特别快车脱线特大事故,有八节25.5米长的车厢从6米高路基弯道上沿切线方向飞出,留空时间最长达四秒钟,落下翻滚。见下面各图:
五年后西班牙这次发生的7.24事故和中国山东的这起事故极其相似,如:不同国度两个地区铁路区段的线路曲率半径都是400米,限速命令都是80km/h,这两列都是电力牵引型旅客列车,牵引方法也都是单一机车拖拽方式,而且两位司机都是由于疏忽限速警告标志高速驶入到限速区段。中国的司机以131公里的时速闯入,超速比值是1.63倍,西班牙的司机更甚,他以每小时192公里的高速闯入弯道,超速比值是2.4倍。中国发生的这起事故由于弯道路基很高,脱线的列车呈飞行状态冲出然后落地翻滚。西班牙这起事故弯道的路基很低,列车速度更快,脱线的列车一飞出就直接撞上了防撞墙,并且是堆积性的撞击,死伤要比中国山东的4.28事故更惨烈。
请看两起事故的脱线瞬间示意图:
图32&&&&&&&&&&&&&&&
个,约占全列车总旅客数量的30%。中国的4.28事故属于复合事故,见下面的示意图:图34/图35。列车脱线后,有一节车体斜跨在次旅客列车。
仅过2分钟,5034次的东风4型内燃机车高速撞上了那节跨线车体,跟在后面带着巨大惯性力的一连串车体发生了堆积性撞击,这一个惨烈的次生事故加大了4.28事故的伤亡总数。
两列车乘客的总数估计为2300左右,新闻正式报道的死亡总数是71个,约占两列车旅客总数量的3%
。受伤人员的总数,笔者可能有些疏忽,一直没有得到新闻报道的确切数目。
两起事故的值乘司机都有渎职的罪责,这是无疑的。或许跟国情有关,两位司机的表现截然不同,西班牙司机加尔松坦率承认自己开的时速达200公里,并且应急使用了刹车。而在中国,从新闻报道中看,那位北京铁路局的司机好像什么也没说,保持了缄默。
2008年的那次事故发生后,笔者研究了尽可能多的各种各样媒体报道和图片、录像,于18天后的5月15日在新浪网上发表了《判读四二八旅客列车特大事故》专题文章。文中着重研究了这个131公里的时速是否会导致列车脱线,特别指出包括重达百吨的牵引机车在内的前八节车体已经安全通过了曲率半径400米的弯道,那么,跟在后面的九节车体照理说也应该安全顺利通过。如今7月24日发生在西班牙的这起事故给中国五年前的4.28事故提供了最好的实证,即:时速超过190公里的列车还可以安全驶过相同曲率的弯道(这是本文在前一个章节论述中得出的结论),那我们就有了百分之百的把握肯定:131公里时速的列车在曲率半径为400米的弯道上可以安全通过。
中国的那次4.28事故中,之所以从第9节车体开始出现脱轨,笔者推论出的论点是:司机在不当的时机操纵了减速制动手柄,促使列车中部产生了升力。
《判读四二八旅客列车特大事故》专题文章发表后,数十家网站都予以了转载,跟帖评论的不算少,但反驳的技术性意见并不多,对于笔者的这个关键性论点只发现一位网名叫‘晴朗天空’的网友提出了反驳意见,他认为不是司机制动产生的结果,而是相反,之前已经晚点的T195列车在机车驶出弯道一段距离后,司机觉得有了安全感,为了“赶点”,操控了加速手柄,促使未走出弯道的中部列车离心力增大,超过临界脱线力而甩出,造成了这起恶性事故。这是个很好的反驳意见,孰对孰错一直没能确定下来。如今西班牙的加尔松以时速192公里闯弯道的经历,给解决这个论点分歧帮了大忙。
2008年我们国家的铁路在大提速,那时最快的速度在胶济线也上不了200Km/h,
T195牵引机车行车记录仪当时记录出事时的车速是131公里,假如司机是将速度闸把一下推到底,这一行17节八九百吨重的列车在一两秒钟内也不会超过150公里以上,更何况有经验的司机不会那么生硬地操作,因此,处在弯道里的列车产生不了那么大的脱线力。
那么,4.28事故那个凌晨4点38分的一瞬间,驾驶T195次机车的司机究竟做出了什么,也许确实拨动了让他后悔一生的那个制动手柄?只有他自己心里最清楚,仅仅是迫于心理上难以承受的巨大压力,选择了保持缄默。
四、白老鼠和试飞员
7.24事故也好,4.28事故也好,都是世界铁路史上罕见的恶性事故,出事后舆论上免不了对渎职的司机一片谴责声,受害者以及亡者的家属们对所谓“玩忽职守”的司机更是恨之入骨,加上司机的自责与悔恨,以及还要面对法律的惩处,值乘司机的心理压力用泰山压顶来形容都不过分。
如今,要是我们能够冷静的进行思考和分析,就会知道真正该负起这两起事故重大责任的,其实不应该是这两位司机,他们该负的责任仅限于疏忽职守或者说仅限于生理原因忽视了限速信号的警告,至于进一步采取的减速制动操作,应属于他们在努力纠正不当的疏忽,是他们负责任的表现。
真正应该负起让人们悲愤万分的数百名旅客伤亡以及巨大财产损失的这个重大责任者,是高铁技术研发的不成熟。
笔者在《判读四二八旅客列车特大事故》文章开头中曾经写道:铁路技术规范设有严格的速度限制,限定速度的大小应是经过科学计算和验证得出的。这后半句,如今明白了,完全不是那么回事,4.28/7.24两起特大事故证明“限定速度的大小”并没有经过什么科学的计算和验证,即使有也是属于草率研究的类型。
两起事故还提醒了铁道科技研究领域里的不足——执行铁道命令出现疏失的“及时补救方法”研究。高速铁路的出现,意味着给百姓生活带来了快捷和舒适,但同时也带来了高度的危险性和危害性,因此,必须认真细致地研究和对待。已经出现的恶性事故有着重要的正面作用,应当看做是最难得的一次高速铁路科学实验,补足了高铁研究领域在认识上的缺失。
但是,我们绝对不能指望以这种方式来获得高铁科技上的宝贵知识,不能拿乘客的生命当作高铁研究实验中的小白老鼠。
从这种意义上讲,在这两次事故中,司机都做出了突出的贡献:承担了在小曲率弯道上超速运行实验的高速铁路试飞员任务,要肯定他们的功劳。
本文写到这里该结束了,在结束之前笔者觉得有责任提出两项呼吁:
呼吁之一:免除两位司机的刑责,并且依法给予必须的补偿。尤其要强调的是鼓励T195列车那位值乘司机,讲出实话,为高铁科技的发展,做出最好的贡献。
呼吁之二:建立高铁弯道运行与命令执行失误补救方法研究实验室。
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老鹤& 写于西班牙7.24事故50天
以下是附件部分:
1. 西班牙7.24高铁事故的十秒钟监控录像
2. 十秒钟监控录像的连续截图(34幅)
&《判读四二八旅客列车特大事故》
笔者的谢意:本文在撰写过程中,大量引用了来自互联网上的官方或非官方的图片、资料,对于这些图片、资料的热心提供者,笔者在此表示深深的谢意。
( 请接看《图解7.24西班牙高铁列车颠覆事故& 老鹤&
(之二)》的附件部分 )
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