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高铁安全进化:德国高铁灾难后高铁设计更安全

2011年07月24日 09:27
来源:外滩画报 作者:孙芎

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核心提示:高速铁路的最高时速可达普通列车的3倍,让城际交通变得更加便捷。然而1998年发生在德国的高铁事故却至今令人心有余悸。时速350公里,中国的城际高铁领先着世界的速度,但安全却始终是最为人们关心的问题。

1998年德国高铁事故 资料图

本文摘自《外滩画报》2010年395期 作者:孙芎  原题为:高速铁路的安全加速度

外滩画报2010年7月15日报道 中国乘客大约早已习惯了高速铁路(简称高铁)的“高速”,尽管票价不菲,但由于其时速常常能达到普通火车速度的3倍,大多数时候,高铁还是会成为人们出行的首选。

按照国际铁路联盟的规定,只有时速达到200公里的列车才能被称为高铁,然而近几年中国建成开通的几条高铁线路,时速几乎都在300公里以上。在这些铁路当中,京津城际铁路目前依然保持世界第一快的纪录,它的设计时速可达每小时350公里,而在2008年的测试中,它最高时速达到394公里/时——在此之前,“世界上速度最快列车”的纪录保持者是法国高铁LGVEst线,其运营速度为320公里/时——也因为京津城际铁路这样的高速,从北京到天津,原本需要一个小时的路程,现在时间几乎缩短了一半。

失控的高速

列车开始在地面飞驰,一方面,毫无疑问,它给人们的出行带来便捷,但另一方面,列车一旦高速状态下出现故障,那将会是怎样一种失控的景象?

要是没有发生1998年德国高铁的那场惨烈事故,高铁大概会一直保持它“最安全、最舒适交通工具”的美名,但那场事故改变了一切。很多新闻照片至今记录了当时的惨状:410米长的列车以时速200公里的速度冲出轨道,第一节车厢像一颗出膛的子弹一样被抛向空中,接着又摔落在地面,后面的车厢则相互碰撞,扭曲地挤压在一起。在短短100多秒的时间里,车厢内的400名乘客有101人丧生,105人受重伤。

《国家地理》杂志为那场事故专门制作了一集专题节目,重现事故现场。制作组找到了三位事故幸存者,约格是其中一位。事故发生时,他正和妻儿坐在884号列车的第一节车厢里。就在事故发生的两三分钟前,“忽然砰的一声巨响,接着一截巨大的金属条,切过我太太和儿子中间的扶手。这节金属条将包厢地板凿出一个大洞”。然后他跑出车厢,花了一分多钟找到列车长,再跑回金属条穿出来的地方时,列车出轨事故就发生了。

之后的事故调查小组查明,884号列车之所以会造成这样惨重的事故,是由于一系列意外造成的。首先,因为长期高速运营,列车的一只车轮钢圈断裂了。列车继续高速行驶,断裂钢圈的一头从车厢底部猛地插进车厢中——即约格看见的那一段;另一头又把一段起辅助作用的轨道整个撬起,导致列车进入错误的轨道。但即使这样,列车也本应该能通过自动的紧急制动装置慢慢停下来;不幸的是,就在这个时候,列车的第二节车厢从侧面撞在了路桥的一根支撑柱上,导致路桥坍塌,列车后面的几节车厢,也随之失控地与前几节车厢撞在了一起……

如果只是其中的任何一个故障单独发生,对884号列车的影响都不至于这么坏。《国家地理》对当年事故的重述,似乎始终隐含着这样的潜台词;而事故分析的结论,则似乎让高铁的“天灾”变成了人祸。1998年事故发生的最终原因,被归结为三个专门为列车做检修和维护的工程师,因为疏忽,他们没能发现车轮的隐患。如果检查再仔细一点,这场事故似乎可以避免。

但这也从另一方面向我们揭示,速度超群的高铁对小故障的包容力是多么有限。在时速200公里或300公里的轨道上,一旦有任何问题发生,乘客自我救助的可能性会变得很小。毕竟,一切都来得太快了。

封闭轨道上的安全加速度

但是客观来说,集齐造成1998年德国高铁事故的所有故障,对于现代高铁而言也并不是一件容易的事。

从时速200公里上升至300公里以上,高铁的速度看似只增加了100公里/时,但实际上用以支持列车加速的技术却已经成倍升级。关于高铁安全系数的考虑,也包含在其不断升级的技术之中。

高铁能以300公里以上的时速安全行驶,主要是由以下几个条件保证的,那就是能高速行驶的列车、无砟轨道、全封闭的线路和智能化的交通信号系统。在这些条件之中,高速行驶的列车反而是最容易得到的,而性能完善的轨道线,才是一直以来限制列车速度的原因。

普通的列车钢轨由碎石路砟和枕木固定,虽然承压力比较好,但却完全不能承受列车的高速运营。无砟轨道则是将钢轨直接浇铸在混凝土上,这样能保证列车即使高速行驶,钢轨也不会变形。中国的高铁轨道都是由德国进口的最先进的轨道技术,在这一点上,也没有任何安全隐患。而智能交通信号系统,原理其实和控制飞机飞行相似,也是相当成熟的技术了。

所以要保证高铁的安全,一条全封闭的轨道线是其中最重要的环节之一。高铁自身很难发生什么毁灭性的故障,但在它行驶的过程中,任何一点外来的故障或碰撞都有可能让高铁发生出轨这样的恶性事故。

1998年德国的高铁灾难的发生,虽然说直接原因是因为当时钢轮的老化造成的,但是让事故恶化的原因却是列车撞击路桥支柱造成的。那道路桥的作用有点像我们街口的高架,大约是为了方便人们穿过高铁线而建的,最终却成为噩梦的根源。但自那以后,所有国家都不会在高铁线路的设计上重蹈覆辙了。

而说到车轮,经过十几年的发展,高铁车轮的设计也发生了很大的改变。从德国高铁事故之后,人们就已经完全摈弃那种箍着钢条的双彀钢轮,而采用整块钢材切割而成的单彀钢轮;之后,工程师又改变了钢轮安放的位置,将之从车厢下挪到两节车厢之间。经过计算,这样的改变能减少钢轮的磨损,从而让高铁变得更加安全。

[责任编辑:蔡信] 标签:高速铁路 国家地理 高铁 
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