《大秦线重载运输安全问分题分析研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大秦线重载运输安全问分题分析研究.doc（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、大秦线运输安全问题分析研究（中南大学 交通运输工程学院 赵晓波 094212072）摘要：当今以及以后相当长的时间内，我国的能源结构仍将以煤炭为主，伴随着我国国民经济快速增长，煤炭的需求量也稳步上升，同时对铁路重载运输提出了更高的要求。由于总运量的增加，由此引发的行车安全问题明显增多。本文首先简单介绍大秦线的基本状况，在归纳总结大秦线重载运输主要安全问题的基础上，分析安全事故发生的原因，并在最后提出有关于大秦线安全管理的建议。关键词：大秦线；运输安全；安全管理The research on Transportation Safety of Da-Qin railway（Zhao xiao-bo
2、 094212072）（School of Traffic and Transportation，Central South University，Changsha，410075）Abstract： Coal will be main part of energy sources structure in our country for the future. With the rapid development of national economy， the requirement of coal will rise with steady steps. At the same time，
3、 railroad transportation demand will be higher also. Because of the increase in the total volume， it will trigger more traffic safety issues. The paper first introduces the basic condition of Da-Qin railway， on the basic of conclusion of Da-Qin railway heavy-haul transport security issues， analyzing
4、 the causes of accidents and put forward Security Managements proposal of Da-Qin railway at the end of the paper.Keywords： Da-Qin railway; Transportation Safety; Security Management1大秦线基本状况1.1线路地理位置和径路描述 大秦线位于华北北部，线路起自山西大同市，连接了山西、河北、北京、天津等省市，至河北省秦皇岛市。西端通过大同枢纽与北同蒲线、丰沙大线、大准线、大包线相连，中间与京承线、津蓟线连接，东端通过秦皇岛
5、枢纽与京山及京秦沈线相通。 大秦线西端起自北同蒲铁路大同枢纽韩家岭站，向东经山西省大同县、阳高县、河北省的阳原、宣化、琢鹿县、在怀来县与京包线相交后继续向东，经北京市的延庆、昌平县后，在怀柔又与京承铁路相接，然后再经平谷、河北三河、天津蓟县、河北省的玉田、遵化、迁安、迁西、卢龙、抚宁等县市，最后抵达秦皇岛三、四期煤码头，全长653km。大秦线依次途经山西省大同市，北京市的延庆县，天津蓟县，河北省遵化市、秦皇岛市等20个县市，吸引区域面积50813km2，其西部主要为山区，盛产玉米、高粱、谷子和小麦，水果也很多;东部地区工农业生产都较为发达。沿途矿产资源也较丰富，有煤、铁、锰、铬、磷、硫、铝、石
6、灰、石灰石等，部分已开发。2002年吸引区域总人口1323. 5万人，完成国内生产总值1460亿元1。1.2大秦铁路运输系统的构成大秦线运量的完成是多条线路共同保障的结果，大秦线运输体系的构成如图1所示。由图1可以看出，大秦线的运输是由前、后方多条线路及港口等给予保障的，这其中形成了以大包线、大准线、北同蒲线等为主干，公路等运输方式为辅助的后方集运网络系统；形成了以秦皇岛港为主干的前方疏运体系。这一体系结构形成的关键因素是严密有效的组织，将原来较为松散的铁路、公路、港口等部门，通过大秦线有机衔接起来，形成了一个以大秦线为核心的运输体系结构，而这一结构又促使围绕大秦线的运输组织机构的形成，该机构
7、负责组织协调有关大秦线的运输事宜，进一步促进了大秦线运输效率的提高。组织机构与运输体系两者相辅相成、互相促进，使以大秦线铁路重载运输为核心的系统，实现了高效的运输生产模式。1.3现状主要技术标准线路等级：I级正线数目：双线限制坡度：重车方向4，轻车方向12最小曲线半径：一般800m，困难400m牵引种类：电力机车类型：SS4(改)牵引质量：重车方向6000t，5000t，4000t，10000t(双机)，轻车方向2350t到发线有效长度：1050m，部分1700m闭塞类型：自动2大秦线运输安全保障工作的特点大秦线与其他线路相比，大秦线安全保障工作有其自身的特殊性，主要表现在以下几个方面：（1）
8、大秦线重载列车的开行，特别是开行万吨或2万吨级列车时，列车整列长度大大增加，列车整体重量大，加之行车密度大，对线路基础设施，信号设备的要求更加严格。因此，除了采用先进机车、车辆、信号设备、改善线路基础设施外，还要具备设备设施检测系统，以提高设备的安全性和可靠性2（2）重载列车的开行对列车运行控制设备的要求和依赖性要高出普通货物列车2，所以，须采用完备的列车运行控制系统，同时应采用调度指挥集中系统对列车的运行进行集中统一指挥，以期在提高运输效率的同时，增强运输系统的安全性。（3）大秦铁路沿线长大下坡道多、桥梁隧道多(桥梁400多座，隧道52个)，且有多处平交道口，这些处所的状态，都是影响列车安全
9、运行的因素，须建立相应的监测系统，密切监测各部分状态。（4）大秦线地处山区，工作环境差，人员作业困难。同时由于运能紧张，机车交路加长，司乘人员工作环境差，易造成疲劳作业，产生不安全因素。所以，应建立相应的教育培训和医疗体系，加强对人员因素的控制，消除安全隐患。（5）因自然条件的影响，如大雪、地震、滑坡等给大秦线的列车运行带来的威胁同样不可忽视3，所以应该建立相应的自然灾害监测系统。（6）大秦线运输系统是一个动态的系统，是根据运输市场和国家需要不断变化的，同时又是一个完全独立，由一个单位独立指挥的运输大动脉，因此，建立大秦线安全保障执行系统的综合评价系统既是必要的又是可行的。此外，还应建立大秦线
10、运输安全辅助战略决策系统，以便根据运输情况的不断变化，对大秦线的安全保障工作进行宏观指导。3大秦线重载运输安全问题分析大秦线开行2万t重载列车，一般采用25t轴重的C80型车辆，单列编组达200多辆，整列长度在2500m以上，采用SS4型电力牵引方式一般是1-2-1机车配置模式，即在列车前部、中部和尾部依次各编挂一台、两台和一台机车。这种运输方式远比普通的货物列车复杂，承担的安全风险也远远大于普通列车。同时，由于采用大轴重货车，作为行车基础的线桥设备承受的荷载大于其原设计采用的“中活载”4。因此重载列车的开行对运输组织、行车安全和设备安全均提出了严格的要求。 总的来看，大秦线开行重载列车存在的
11、安全问题主要有以下几个方面。3.1制动安全大秦线重载列车由于其大轴重且整列长度在2504m左右，既有的空气制动系统为120型制动机，虽然其在空气制动性能上已达到国际较先进水平，紧急制动波速已达254m/s，但也无法超过音速340m/s5，这也就是说并未从根本上解决空气制动机的最大缺陷。列车在制动或缓解过程中，由于命令从头部通过主风管传到中部或尾部存在时间差，即使采用紧急制动，从机车将制动减压信号传到最后一辆车至少需要l0s，就必然会导致在制动或缓解的同一时刻，列车产生纵向冲动和拉拽力，这一纵向力对于长大的两万吨级重载列车来说是直接影响安全行车的关键因素，容易损坏车辆牵引、缓冲装置，甚至发生断钩
12、，脱轨事故。重载列车行驶在12的长大下坡道上时，由于其牵引的重量很大，机车的动力制动能力相对薄弱于普通列车，为克服下坡道的自然加速作用，除了要充分利用现有电力机车优越的电阻制动功能外，不得不主要依赖多次循环制动的空气减压操纵方式，在每次空气减压后，列车的再充气时间又取决于缓解波速和全列车的耗风量，后者随列车编成辆数增大而增加，因此，重载列车要比普通列车的再充气时间长得多。采用目前的空气制动系统，由于没有阶段缓解作用，列车制动后再充气时间过长，易造成制动力不足，使列车速度失控，严重威胁行车安全。3.2轨道线路及桥涵设施安全铁路线路、桥梁是行车的基础设备，直接承受来自列车的重量，其质量好坏直接影响
13、着行车的安全与平稳6。大秦铁路开行2万t级重载列车，现有的线路、桥梁设备装备水平尚不能适应要求。大秦铁路在修建时是采用当时的设计规范，路基填土质量、路基宽度按照普通线路进行设计，采用II型轨枕、60kg/m钢轨、石灰岩道碴，桥梁设计荷载为“中活载”，轨道结构仅满足开行1万吨的年运量要求7。近几年，钢轨在重车线陆续更换75kg/m钢轨，以PB3钢轨为主，部分PD2钢轨、稀土轨;轨枕以II型钢筋混凝土枕为主，部分69型，部分III型8，也有少量其它类型轨枕;道床是双层道碴，但经过多年经营已分辨不出底碴，面碴大部分为II级道碴，碎石道床为石灰岩与玄武岩混碴道床，部分已经更换为I级碎石道碴，厚30cm
14、。 应当说，线路、桥梁装备水平比较低，在这样的线路、桥梁基础上开行2万t级重载列车，由于运量和轴重增加，极易出现以下设备病害：（1）钢轨伤损和无缝线路焊缝断裂急剧增加。据统计，大秦线开行万吨列车后的2004年15月份钢轨伤损数量比开行前的同期增加了50%80%，焊缝伤损量增加达224%，尤其开行两万吨级列车后轨道破环与伤损更加严重。在既有的两段长大下坡地段，曲线钢轨的磨耗尤为严重，钢轨、轨枕以及轨道部件破坏较平缓坡度地段成倍增加。铁路小半径曲线是轨道线路设施中最突出的薄弱环节，不但线路维修工作量大，钢轨轨头侧面磨耗与接触疲劳伤损十分严重，换轨周期短，还是行车安全的一大隐患(据调查统计得知，列车
15、车轮脱轨事故的80%以上发生在小曲线半径)。钢轨磨耗是发展重载运输的一个突出难题，而且随着轴重和列车重量的提高钢轨磨耗也日益严重。 （2）轨道稳定性破坏严重。扣件松动，轨枕偏移和出现裂缝甚至失效的数量增多，特别是在曲线地段。II型轨枕严重制约着轨道整体装备的技术升级水平和线路质量的均衡提高。轨下TB型橡胶垫板，其设计使用寿命仅为年通过总重2亿9，更换周期不足一年，极易破损，压馈后钢轨与轨枕变为刚性连接，轨道刚度增大，钢轨振动加速度增大，加速了钢轨与轨枕的伤损，而且造成道床残余变形加速。（3）运输货物类型主要是煤炭，对线路道床的污染十分严重，大秦线为双层道床，面碴多为石灰岩，易粉碎和水化，不仅加
16、速了道床赃污速度，而且造成道床板结。另外，大秦线底碴(砂石垫层)厚，面碴厚度不足，进而成倍加大道床振动速度，加速轨道破坏，缩短病害产生周期。隧道宽轨枕板地段板下垫层粉化、板结，各种病害大量发生，由于维修手段落后，病害无法消灭，进一步恶化了轨道条件，降低了轨道结构的纵、横向刚度，形成安全隐患。（4）大秦线桥梁设计荷载为“中活载”，目前发现的主要病害有桥梁的横隔板断裂、梁体裂纹、墩台裂损、梁端顶死、支座倾斜、涵洞裂损、涵洞变形等。据验算，当货车轴重增加到25t时，活载系数将达到0.910以上，虽然满足设计规范活载系数不大于1的要求，但按照国外研究资料，活载系数不宜大于0.9，如果活载系数偏大，接近
17、于1时，桥梁安全储备会大大降低，长期运营对桥梁安全将产生较大的负面影响，长大列车的开行还会影响线桥设备的疲劳性能。3. 3牵引供电保障（1）网压过低。根据目前实际运行情况，部分区段存在网压过低(14-16kv )，严重影响列车运行安全。原因有以下两点：一是牵引机车以SS4为主，功率因数较低，造成牵引网网压损失过多;二是外部电源薄弱，特别是延庆牵引变电所外部电源地处北京电网的末端，短路容量小。（2）功率因数偏低，因无功倒送电力系统11造成罚款较多。由于目前大秦线机车仍以SS4型机车为主，已经开始运营的两万吨列车的牵引机车大多还是SS4型机车，仅有部分大功率交流(DJ)电力机车，因此功率因数偏低。
18、（3）变压器过载。自2005年大秦线两万吨扩能后，每年运量都以0.5亿t的增量递增，各变电所供电臂负荷发生了变化，由于部分供电臂配置不合理，造成主变压器三相负荷极不均衡，其中一相负荷过大，经常发生过负荷现象，需要均衡牵引负荷。4大秦线安全管理的建议4.1改革管理体制，健全监察制度以大秦线为轴心，集机务、车务、工务、电务、车辆、供电、公安等各单位为一体，进行公司制改革。把管理职能转变为制定安全法规、安全对策、事故调查及事故责任追究办法，对公司的执行情况进行监察，而把运输生产经营管理职能移交给新的公司12。成立相应的大秦铁路安全监察机构，内设监察、裁决、法规等部门，明确其责任、安全检查事项、安全监
19、管职能、报告制度及事故调查处理程序等。监察部门负责具体的安全监察业务，对线路的安全情况进行不间断监督，采用抽查和轨检车检测方式，对机车、车辆、线路、桥梁、通信、信号、接触网等设施设备及列车运输组织状况进行检查，及时发现安全上存在的隐患并及时予以制止。一旦发生事故，负责进行调查取证，定性定责，提出考核、处理意见。针对发现的问题，要分析问题发生的原因，研究制定安全对策及制定相应的规章制度。安全监察人员必须做到廉政、高效，需要通过有效的制度来激励和约束。为安全监察员配备相关设备，随时将安全检查报告、有关技术数据及事故处理意见传输至相关部门，并且对于违章违纪行为，有权开具罚单，罚款直接进入安全账户13
20、。在赋予监察员权力的同时，适当限定监察员的裁决权，对工作失误或者收到裁决否定通知书的监察员要受到处罚直至解聘。采取相关措施之后，既能够有效地保证安全监察员执法的公正、廉洁、高效，又使其消除了不必要的精神压力，能够全身心地投入到安全隐患的查处中，同时也会促进安全管理水平的提高。将大秦线的机、车、工、电、辆等各单位合于一体，目标一致、利益一致，遇到运输与安全的问题时，避免了相互扯皮，推卸责任，有利于协调配合，齐心协力，共同研究对策，加快解决问题的速度，缩短事故影响的时间，提高运输效率。4.2加快装备更新，确保运输安全目前大秦线所使用的技术装备仍处在20世纪80年代的水平，要使大秦线达到“先进、成熟
21、、经济、实用、可靠”的目标，必须尽快实现装备现代化。运输安全的高起点、高标准必须通过高质量的设备来实现。4.2.1运输指挥调度系统新一代调度集中系统以DMIS为平台，以调度集中为核心，以行车指挥自动化为目标，实现铁路运输指挥现代化。它充分运用DMIS技术、无线大三角通信、调度命令无线传输、无线调车监控、信号微机监测等技术，实现计算机指挥。同时，对运输设备的技术状态信息实行全天候、全方位的监控，对自然环境信息进行集中监控。4.2.2列车安全监测系统运用该系统，可以对影响列车运行安全的参数进行快速采集并显示或报警。在各种不同的线路条件下均能随机的测量线路每一点处的列车安全参数，并及时快速获得评估数
22、据，从而指导线路施工和维修。4.2.3道口安全系统对大秦线实行全封闭、全立交。制定法规，规定人、畜、其他车辆进入大秦线属为违法行为。4.2.4通信装置 现在使用的通信装备采用的是模拟制式移动通信系统，技术落后，设备陈旧，功能简单。如果采用数字式移动通信系统，即可提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修通信等语音通信功能。4.2.5其他装备如列车自动停车装置、司机室微机诊断系统、轴温检测装置、侵限保护装置等，另外，线路施工人员配备无线列车接近报警装置可以确保人身安全。4.3加强人员培训，完善教育体系铁路运输安全系数的高低取决于职工的素质，而职工素质的提高必须通过长期不断的教育来获得的。确立
23、教育的权威性，以激发职工学习的自觉性。制定相应的教育法规，全体职工无论职务高低、学历高低都必须参加业务学习，业务考核成绩与职务晋升相结合14。建设教育培训基地，配备的设备要与现场作业紧密结合，注重实际操作的标准化，强调实用性，以提高培训效果。通过教育，增强职工对企业的信任感、荣誉感和责任感。从着装的标准到日常工作中一举一动的规范，从文明的礼貌言行到作业过程中的一丝不苟，突出职工利益与企业利益的息息相关。培训教育的权威性、针对性、高效率和规范化，能够增强和促进职工的责任感和遵章守纪的自觉性，极大地提高安全生产的可靠性。安全关键在管理，管理关键在干部，干部关键在作风，作风关键在素质。因此，加大对基
24、层安全管理干部的教育，不断提升其管理水平。德要正、术要精、行要实。只有具备德、术、行，才能搞好安全管理工作15。参考文献1 铁道部第三勘测设计院.大秦铁路设计总说明书，19832 罗旗帜，俞建立钢筋混凝土连续箱梁桥翼板横向裂缝问题J，桥梁建设，1997，(1)：4143 裘伯永，盛 旺，乔建东等桥梁工程M北京：中国铁道出版社，2001：1561594 朱耀武，魏庆朝.重载列车运输安全问题分析J.中国安全科学学报.2005 15(3):6-35 赵春阳，张黎俐.货车运用常见故障分析与处理M.北京：中国铁道出版社，20006 杨宇栋，胡思继，贾传峻.大秦线重载运输安全保障系统的研究J.中国安全科学
25、学报.2005，14(9):46-517 杨德修.重载铁路运输轨道结构面临的主要问题及强化措施J.铁道标准设计.2005，(12)：10-128 练松良，孙琦，王午生.铁路曲线钢轨磨耗及其减缓措施M.北京：中国铁道出版社，20019 苏勇.探讨重载铁路的运输组织及线路加强模式J.铁道工程报.2006， (7):21-2310 田宝红.大秦线2亿t重载扩能改造工程线路及轨道技术标准浅析J.铁道标准设计.2005 (3) :9-1111 改建铁路大秦线四亿吨可行性研究R.天津：铁道第三勘察设计院，200712 武新宇.对大秦线安全管理的几点建议J.铁路技术创新.2004，(3): 38-3913 张风海.牡丹江地区开行长大重载列车存在的安全问题与对策研究J.牡丹江大学学报.2006 15(12):83-8414华正，祝静茹.借鉴国外铁路安全对策提高运输安全保障水平.铁道运输与经济，2003，25(4):57-5915 杨浩.铁路运输组织学M.北京:中国铁道出版社，2001