（交通运输工程专业论文）铁路行车安全事故分析及对策研究.pdf

西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 摘要 恢全是铁路运输的永恒主题，是铁路企业一切工作的基础，是铁路工作质 t 量的综合反映。“安全不稳，局无宁日”，安全形势不稳，事故不断，将直接影 响铁路的经济效益和社会效益。铁路越是深化改革，走向市场，加快发展，越 要强化安全基础，搞好安全生产。、 7 j 本论文以成都铁路分局1 9 9 0 - - 2 0 0 1 年发生的行车事故为背景，根据铁路 行车事故性质系统研究重大、大、险性和一般事故。运用人一机一环境工程学 理论和事故树、事变树、成败树等多种模型，采用宏观分析与微观分析相结合 的办法，对列车火灾、冲突、脱轨、冒进、溜逸、错误办理接发列车以及调车 等惯性事故进行系统分析。从直接影响铁路运输安全的因素人员、设备、环境 来分析事故发生的原因及其相互间的内在联系，科学合理地提出预防措施，减 少行车事故的发生，避免重蹈覆辙。论文的主要工作如下： 1 、统计分析成都铁路分局1 9 9 0 - - 2 0 0 1 年行车安全的基本情况； 2 、利用系统工程学理论，系统研究列车火灾事故发生的原因，利用成败 树模型宏观分析旅客列车安全，并分别从软件和硬件上提出了预防旅客列车火 灾事故的对策措施。建立列车冲突事故树模型，定量分析列车冲突事故产生的 原因，提出列车冲突事故预防措施； 3 、针对列车脱轨惯性事故，利用车辆动力学等原理，系统分析研究列车在 曲线路段脱轨和货物列车在直线地段脱轨问题，提出预防列车脱轨的新策略； 4 、系统分析研究列车冒进、车辆溜逸、车辆制动梁拉杆脱落以及错误办 理接发列车惯性事故发生的原因，有针对地分别提出预防措施； 5 、采用事故树的分析办法，找出造成调车作业挤岔事故的主要因素及其 组合，寻求相应的预防措施，减少调车作业挤岔事故的发生。分析铁路运输、 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 i 页 机务、工务、电务、车辆等部门造成延误列车事故的主要原因，提出预防措施； 6 、针对成都分局安全生产形势动荡不稳，分析成都分局安全生产中班组 管理、职工“两违”、现场作业卡控、职工岗位责任制、行车设备质量以及施 工安全方面的现状，深刻剖析安全管理机制方面存在的问题，就实现成都分局 安全生产有序可控进行对策研究。 【关键词】铁路运输，行车安全，事故分析，对策 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第i 页 a b s t r a c t t h es a f e t yi st h et h e m eo fr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n ，t h eb a s i so fa l lt h er a i l w a y w o r k s ，t h ec o m p r e h e n s i v ee x p r e s s o fr a i l w a yw o r k q u a l i t y t h es a f e t y n o t r e l i a b l e ，r a i l r o a db r a n c hn o tc a l m ”，t r a f f i ca c c i d e n t w i l li n f l u e n c e d i r e c t l y t h e e c o n o m i c a la n ds o c i a lb e n e f i t so fr a i l w a y s t h er a i l w a ym u s te n h a n c et h es a f e t y b a s ea n dd os a f e t yw o r kw e l la st h er a i l w a yr e f o r m sd e e p l ya n d d e v e l o p sq u i c k l y t h et h e s i ss t u d i e st h es e r i o u s ，g r e a t ，d a n g e ra n dd a i l yr a i l w a yt r a f f i ca c c i d e n t s w h i c ht o o k p l a c ei nc h e n g d ur a i l w a y b r a n c hf r o m1 9 9 0t o2 0 0 1a st h e b a c k g r o u n d i nt h et h e s i s ，t h er a i l w a yt r a f f i ca c c i d e n t so ft h ef i r ed i s a s t e r ，c o n f l i c t ，s e p a r a t i o n f r o mt h et r a c k ，s m o o t hm o v e m e n t ，s l i d e ，m i s t a l 【eo p e r a t i o no f t h et r a i nm e e t i n ga n d d e p a r t i n g ，t h em o v e m e n t o ft h et r a i nw i l lb ea n a l y z e ds y s t e m a t i c a l l y , a p p l y i n gt h e e n g i n e e r i n gt h e o r yo f h u m a n m a c h i n e e n v i r o n m e n ta n dt h em o d e lo ft h ea c c i d e n t t r e e ，t h ec h a n g i n gt r e e ，t h et r e eo fs u c c e s s l o s e t h i st h e s i sp u t sf o r w a r dt ot h e f o r e c a s ta n ds c i e n t i f i cm e a s u r e s ，r e d u c e st h eo c c u r r e n c eo ft h e r a i l w a yt r a f f i c a c c i d e n t ，a v o i d sd r a w i n gal e s s o nw i t ht h ea n a l y s i so ft h ea c c i d e n to c c u r r e n c e r e a s o na n dm u t u a lc o n t a c to fh u m a n , e q u i p m e n t se n v i r o n m e n t sw h i c hi n f l u e n c e d i r e c t l yt h er a i l w a y t r a f f i cs a f e t y t h em a i nw o r ko f t h et h e s i sa sf o l l o w s ： lt h es t a t i s t i c so ft h em a i nr a i l w a yt r a f f i ca c c i d e n t sw h i c ht o o kp l a c ei n c h e n g d u r a i l r o a db r a n c hf r o m1 9 9 0t o2 0 0 1 2t h es y s t e m a t i cr e a s o ns t u d i e so ft h ef i r ed i s a s t e r so nt r a i n , m a g n i f c e n t a n a l y s i s o ft h ep a s s e n g e rt r a i na c c i d e n t sw i t ht h em o d e lo fs u c c e s s - l o s et r e e p u t t i n gf o r w a r dt ot h ef o r e c a s tm e a s u r e ss e t t i n gu pt h em o d e lo f t h et r a i nc o n f l i c t a c c i d e n tt oa n a l y s i st h er e a s o na n d p u tf o r w a r d t ot h e p r e v e n t i o nm e a s u r e s 3 t h es y s t e m a t i cs t u d yo ft h et r a i nc o n f l i c ta c c i d e n tt a k e np l a c ei nc r o o k e d t r a c ka n ds t r a i g h tt r a c kw i t ht h em o t i v ef o r c et h e o r yo fr a i l w a yc a r r i a g e , p u t t i n g f o r w a r dt ot h en e w p r e v e n t i o n m e a s u r e s 4t h es y s t e m a t i cr e s e a r c ho fa c c i d e n tr 朗l s o no ft h es m o o t hm o v e m e n t ，t h e s l i d e ，t h es e p a r a t a t i o no f t h eb r a k er o l ef r o mc a r r i a g e ，t h em i s t a k eo p e r a t i o no ft h e t r a i nm e e t i n ga n d d e p a r t i n g ，p u t t i n gf o r w a r d t ot h ep r e v e n t i o nm e a s u r e s 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 v 页 5 f i n d i n g o ft h em a i nf a c t o r st h a t r a i l w a y i n s t a l l a t i o nw a s p r e s s e d d e s t r u c t i v e l y i no r d e rt or e d u c et h ea c c i d e n to c c u l r e n c ew i t ht h e p r e v e n t i o n m e a s u r e s t h e a n a l y s i s o ft h em a i nr e a s o n st h a tt h e d e p a r t m e n t o ft h e t r a n s p o r t a t i o n ，t h el o c o m o t i v e ，t h ec i r c u i t ，t h ee l e c t r i c i t ya n dt h ec a r r i a g ec a u s et h e a c c i d e n t so f d e l a y i n gt h e t r a i n , p u tf o r w a r d t ot h e p r e v e n t i o nm e a s u r e s 6 w j t ht h es a f e t yt u r b u l e n c es i t u a t i o no f c h e n g d u r a i l r o a db r a n c h , a n a l y z i n g t h es a f e t ym a n a g e m e n t si nt e a m m a n a g e m e m ，t h e s t a f fa n dw o r k e r sl a b o rd i s c i p l i n e ， t h eo n - t h e s p o tc o n t r o l ，t h es t a f fa n dw o r k e r sd u t y , t h ee q u i p m e n tq u a l i t ya n dt h e c o n s t r u c t i o ns a f e t y , t h ed e e p l ya n a l y z i n ge x i s t i n gt r o u b l e so fs a f e t ym a n a g e m e m i n s t i t u t i o n , w o r k i n go u tt h e c o u n t e rm e a s u r e so fc h e n g d ur a i l r o a db r a n c ht o i m p r o v e t h es a f e t ym a n a g e m e n t sa n dr e a l i z et h ec o n t r o l l i n gs i t u a t i o n k e yw o r d s ：r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n , t r a i ns a f e t y ：, a c c i d e n t sa n a l y s i s ，c o u n t e r m 饿l s l 1 r e s 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 1 1 问题的提出 第1 章绪论 随着社会经济生活对铁路运输的需求和科学技术的不断发展，铁路运输能 力e l 益提高，对铁路运输安全的要求更高。回顾1 9 9 8 年至今四年的时间，全 路紧紧围绕着“规范管理、强基达标”做了大量的工作，2 0 0 1 年铁道部又提 出了围绕着“规范管理、强基达标”抓落实、求深化。但是我们清楚地看到， 在全路改革不断深化、发展不断加快、市场竞争1 5 趋激烈以及铁路安全管理工 作向规范化、科学化不断迈进的情况下，铁路的运输安全状况并不稳定，直接 影响了铁路的经济效益和社会效益。 时至今日，许多同类行车事故仍在反复发生，“愚者以流血换取教训，智 者以教训制止流血”，事故是令人痛惜的，不堪回首的，但它毕竟是用前人的 生命换来的，是流给后人的特殊财富。因此，要善于总结经验教训，特别是搞 好对过去发生事故的分析，从中总结出规律性的东西，用以指导安全工作。如 何对行车事故进行分析，如何从事故中吸取教训，如何让事故教训变成财富， 如何以教训制止流血，这是当前铁路运输安全在“规范管理，强基达标”的过 程中给铁路干部职工出的一道现实考题。 1 2 国内外研究现状 国外对铁路运输安全是相当重视的，充分运用现代科学技术和先进管理方 法，改进铁路管理体制，运用人机工程学、系统工程学、事故树和现代管理理 论对铁路行车事故进行分析，查找原因，制定预防措施。 国内针对优化铁路安全管理体制，加大对铁路的科技投入，提高铁路的科 技含量等方面进行了研究，但是针对山区铁路道口多、小半径曲线多、线路基 础差、牵引定数低等特点，如何确保山区铁路运输安全，对行车事故进行分析， 有针对性地提出防范错施较少，所以有必要进行铁路行车事故分析与决策研 究。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 页 1 3 论文研究的主要内容和方法 深刻吸取事故教训，让事故变成财富，首先要善于了解事故，才有可能吸 取事故教训；其次要善于总结吸取教训，事故的发生绝非偶然，在看似偶然的 背后存在必然的规律，从发生的事故中吸取教训，避免同类事故再次发生，这 是运输安全实现有序可控、基本稳定目标的重要途径；然后要把握运输安全的 发展态势，通过对昨天的事故剖析，不断提出今天的防范措旖，更要对明天的 运输安全遇到的新问题和面临的新隐患有一个科学预测，以使我们的安全工作 更具有超前性、前瞻性、预防性和基础性。从而使许多“意料之外”变为“意 料之内”，在预防事故上从“必然王国”走向“自由王国”。 铁路安全管理的疏漏，是造成铁路行车事故的主要原因，而对行车事故的 分析不完善，是造成安全管理漏洞的继续存在，为同类事故的再度发生埋下了 祸根。基于以上考虑，本论文以成都铁路分局1 9 9 0 - - 2 0 0 1 年发生的行车事故 为背景，运用安全系统工程学、人机工程学、环境科学理论，同时结合国内外 先进的管理理论，建立行车事故分析事故树、事变树、成败树等多种模型，理 论联系实际，从系统工程的角度采用宏观与微观分析、系统与综合分析相结合 的办法，对列车火灾、爆炸、冲突、脱轨、冒进、延误列车事故，车辆溜逸、 车辆制动梁拉杆脱落以及调车脱轨、冲突、挤岔等行车事故进行系统分析，重 点剖析典型案例，直接分析影响运输安全的外部环境、内部环境，事故发生的 外因、内因，以及人员、设备、环境等因素来系统研究各类行车事故发生的原 因及其相互间的内在联系，科学合理地提出预防措施，减少行车事故的发生。 针对成都分局安全形势，分析安全管理现状，深层次剖析安全管理机制存在的 问题，提出对策措施，狠抓安全重点和关键，扭转成都分局安全生产被动局面。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第3 页 第2 章成都铁路分局行车事故的基本情况 2 1 铁路行车安全系统工程概述 铁路行车安全系统是系统工程在铁路行车安全方面的应用，可以划分为列 车安全、作业安全、施工安全、设备安全、路外安全5 个子系统，他们之间互 相联系、相互制约。 本设计所涉及的铁路行车安全事故分析与对策研究，也是铁路行车安全系 统中的一个子系统。为了便于分类总结事故、吸取教训、提出优化管理方案， 本设计以成都铁路分局1 9 9 0 2 0 0 1 年行车事故为背景，按事故性质对铁路行 车事故进行系统分析，有针对性地提出预防措施，减少行车事故的发生。 2 2 行车事故数目统计 1 9 9 0 2 0 0 1 年成都铁路分局事故统计见图2 - 1 ： 1 1 8 02 04 06 08 0 1 0 01 2 0 图2 1 19 9 0 2 0 0 1 年成都铁路分局事故统计 1 9 9 0 2 0 0 1 年成都铁路分局事故分类统计见表2 - 1 ： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第4 页 1 9 9 0 1 9 9 l 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 6 0 4 0 4 5 5 7 4 7 3 0 1 7 1 3 3 8 5 4 8 1 1 1 8 5 2 3 5 4 3 5 l 4 4 2 9 1 7 1 3 3 6 4 7 7 8 1 1 0 2 3 行车事故分类统计 2 3 1 按责任部门统计 05 01 0 0 1 5 02 0 0 图2 - 2 19 9 0 2 0 0 1 年事故责任部门统计 其中：l 一车务( 1 5 8 ) ；2 一机务( 2 5 3 ) ；3 一车辆( 3 ) ；4 一工务( 6 7 ) ； 5 一电务( 6 3 ) ；6 一工程( 1 8 ) ；7 一厂务( 4 8 ) ；8 一客运( o 3 ) ： 9 一它局( 1 6 ) ；1 0 其他( 1 9 8 ) 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第5 页 表2 - 219 9 0 2 0 0 1 年各责任部门事故统计 年度车务机务 车辆工务电务工程厂务 客运它局其他原因 1 9 9 01 41 4 12oo 411 l1 3 1 9 9 1l o1 21 lo 1 9 9 21 3 1 9 9 31 5 1 9 9 49 1 9 9 56 1 9 9 62 1 9 9 73 1 9 9 83 1 9 9 98 2 0 0 05 2 1 4 o l l 2 4 1 3 1 l 1 2 2 l 3 8 3 o 2 3 1 3 2 0 0 173 1 51 31 041 1 163 0 3 3 2 垢 4 2 均均n 0 0 o o o o o o o 0 2 o 2 1 1 1 2 2 0 3 o o 0 o o o 0 0 4 3 5 o 2 0 2 3 1 4 7 l 2 0 l l 0 2 1 3 9 m加5 3 7 捣 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第6 页 2 3 2 按事故性质统计 表2 - 3每年各类事故发生统计表 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第7 页 第3 章重大及大事故分析 据统计，成都铁路分局1 9 9 0 2 0 0 1 年( 1 9 9 9 年前不含西昌铁路分局所辖 路段) 总共发生行车重大、大事故1 2 件( 占行车总事故6 0 0 件的2 ) ，重大 路外伤亡事故1 件，累计死亡3 4 人，伤4 0 人( 其中重伤3 人) ，中断行车超 过1 5 0 小时，直接经济损失超过1 0 0 0 万。 这1 2 件行车重大、大事故，可以按事故类别分为三类：客车火灾、爆炸 ( 3 件) ；列车冲突( 2 件) ；列车脱轨( 7 件) 。各类事故所占比例如图3 - 1 ： 图3 - 1 19 9 0 2 0 0 1 年成都铁路分局重大事故统计 下面按照事故类别来进行事故分析： 3 1旅客列车火灾、爆炸事故分析 3 1 1 事故详细情况 1 1 9 9 0 年3 月2 9 日1 0 时3 3 分，8 2 次旅客列车运行至侯家坪资阳间 k 1 2 7 + 4 3 8 米处，因为机车后9 、1 0 位车厢爆炸起火，造成2 节客车车厢报废， 死亡2 人、重伤1 人、轻伤2 3 人，中断行车2 小时4 6 分。 事故原因：一旅客携带爆炸品上车，引爆自杀，造成其他旅客伤亡。 2 2 0 0 0 年9 月7 日1 5 时5 7 分，8 次旅客特别快车运行至竹园坝东坝 间k 3 9 6 + 5 0 0 米处，因机车后第1 位邮政车发生火灾，紧急停车灭火。经过车 辆部门对邮政车进行检查，整个火灾过火面积达1 8 m 2 ，无法继续运行，作甩车 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第8 页 处理，直接经济损失共计1 5 1 2 万。 事故原因：邮政车内装有一级易燃品硼酸甲酯，造成邮包阴燃起火。 3 2 0 0 1 年2 月8 日0 时2 1 分，l 3 6 1 次旅客列车运行至焦柳线赶子幽 西斋问下行线k 7 8 1 + 4 0 6 米处时，机车后第2 位车厢广播室着火并引发火灾， 造成旅客列车被迫停车。中断下行线行车4 小时3 9 分，影响本列5 小时4 4 分。旅客死亡4 人，客车报废一辆，直接经济损失1 9 8 万。 事故原因：该车厢乘务员携带火种( 烟头) 擅自进入广播室，并遗留火 种( 烟头) 引燃可燃物。 以上三起列车火灾事故，都发生在旅客列车上，火灾灾情重、损失大， 善后处理工作复杂，不仅牵扯到死难者家属的抚恤、伤者的治疗、环境污染等， 还在经济上造成重大损失，社会上造成很坏的影响。 3 1 2 旅客列车火灾事故原因分析 3 1 2 1 感性宏观事故分析 发生列车火灾事故的原因是多方面的，大致可分为人的因素和设备的因素 两方面。 人的因素：重视不够，防火安全工作摆不上日程，火险隐患长期得不到解 决。发生了火灾事故隐患不报，查处不严，不能真正吸取教训。管理不严，防 火组织、措旌、工作不落实，职工防火意识薄弱。 设备因素：客车、仓库、危库、货场、油库、危品专运站、客站技术站等 重要部位的建筑设施、设备不符合防火安全规定，火险隐患大量存在。消防基 础设施建设发展缓慢，消防装备落后，不少地方都存在着缺少防火设施或设施 陈旧的问题。 以上对发生列车火灾事故原因的分析，主要强调了人和设备的因素，以及 通过管理解决人和设备的关系。但是，要把防止列车火灾事故作为管理科学， 作为系统工程对待，还要作更深入更科学的分析研究，才能寻找出切实可靠的 对策。 3 1 2 2 火灾发生的基本要素 发生火灾事故，多半是由于人的失误引起的，但是必须要在具备可燃烧物 质和一定自然条件下，火灾事故才会发生。 可燃物质在具备燃烧条件下就会燃烧，若再具备火灾蔓延的条件，就会酿 成大火。因此，防止列车火灾，除了提高人的责任心和减少人的过失外，更要 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第9 页 重视列车防火技术，就是要杜绝列车燃烧的条件，消灭导致火灾蔓延的因素： 1 燃烧的条件 可燃物； 助燃物：空气、氧气、氧化剂； 点火源：a 明火：如吸烟、炉火；b 高温表面：如取暖散热器，加热 设备、白炽灯等；c 电火花：如电器运行中产生的火花，短路火花；d 静电 放电火花：如油类和罐体的相对摩擦产生静电放电；e 冲击和摩擦火花：如 铸铁闸瓦制动时产生的火花；f 自燃：如煤、白糖等与氧反应温度升高导致 的自燃。 2 火灾蔓延的条件 热传播：热传导、热辐射、热对流； 风力：如大风天火灾极易蔓延，火灾高温也会产生火风； 设备倒塌暴露出新的燃烧面，甚至改变火的方向形成飞火。 3 1 2 3 列车发生火灾事故的原因 1 机车方面 内燃机车因油管和燃油系统漏油，排气系统积炭或故障，司机随意丢弃油 污的油棉丝；电力机车因电网或电气系统故障产生电弧或火花，被润滑油或变 压器污染的部分，又碰到这种点火源，整流器的触头在油中短路、动力电路短 路等；蒸汽机车因防火星装置状态不良、司机随意倾倒灰渣等均会引起火灾。 2 货物列车方面 货物列车因车辆整备不良，货物装卸、调车不符合规定，铸铁闸瓦摩擦起 火，轴箱过热起火。特别是运输危险货物，违反了危险品运输规程，如押运人 员用火不慎，采暖、照明不符合规定，调车作业速度过高，以及列车相撞、颠 覆，犯罪分子作案等造成火灾。 3 旅客列车方面 旅客列车因电气故障、采暖设备状态不良、旅客违章携带危险品以及旅客 吸烟不慎等引起火灾。这种火灾又由于车体、车内装饰、家具、卧具以及旅客 携带行李物品可燃性强，车内空间狭小，人员高度密集，列车运行生风，风助 火势，若未能及时发现和扑灭，往往造成车毁人亡的重大事故。 从以上对机车、客货列车产生火灾事故的原因分析可看出： 列车火灾事故，无论是客车、货车、机车，在车站、区间、厂库和隧道 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 0 页 中都会发生； 设备故障、人为失误、旅客违章携带危险品、吸烟不慎及坏人破坏都会 造成火灾。据国外统计，有一半以上的火灾事故是人为因素造成的； 其它列车事故，如列车脱轨、冲撞等均有可能诱发火灾。 3 1 2 4 预防旅客列车火灾事故的对策 1 从软件上入手 首先，自定义两个概念：事前对策、事后对策。 事前对策杜绝旅客列车燃烧的条件，即将可燃物、助燃物、点火源 三者控制在保证旅客列车安全的范围以内。 事后对策在客车火灾发生以后，消灭火灾蔓延的条件。及时疏散旅 客、消灭清除火灾。 因此，从软件上入手，我们分为事前对策和事后对策。 ( 1 ) 事前对策： 严格执行我国铁道部颁发的旅客列车防火安全管理办法和有关 规定、制度，加强设备、特别是“二炉一灶一电”的管理，确保车辆用火、用 电和消防设备处于良好状态，严禁车辆“带病”运行。 充分发挥“三乘一体”的作用，严格“三品”宣传查堵。坚持“谁 主管，谁负责”的原则，层层落实防火责任制，加强管理，把防火安全措施落 到实处。 可以通过成败树模型，来宏观分析旅客列车的安全： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 1 页 图3 - 2旅客列车火灾事故发生成败树 ( 2 ) 事后对策： 积极进行旅客疏散。在初期灭火不可能情况下，从保证旅客安全考 虑，无论在什么场合，都应首先尽快设法疏散旅客。 列车在运行中着火，旅客向前方车厢疏散较安全。 列车司机、车长以及列车员使用紧急制动阀使列车停车，避免风助火 威，引发火势蔓延。 2 从硬件上入手 ( 1 ) 改进车辆结构、提高车辆材质的阻燃程度。运用防止发生火灾技术： 火源对策，可燃物对策，车辆燃化。 旅客列车应该做到火灾的早期扑灭，防止火灾蔓延扩大。客车结构可以 采用开敞式结构，其间装设防火隔墙。如果采用包间式，包间门应该密封良好 并能自动关闭。在列车风管内装设防火节门，当风管中温度提高到8 0 1 0 0 度时，风管自动关闭，或在特别情况下人工操作关闭，以防火沿着风管向其它 车辆蔓延。为了便于旅客在发生火灾时安全疏散，在旅客列车上设有紧急安全 窗，防火扶梯等。 在制造旅客列车车厢时，尽量使用不燃、阻燃材料。有两种方法可供参考： 黼=熏鼍室壹器盟器怒 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 2 页 车辆、部件的阻燃、不燃法：一是换成不燃物质。如金属化或无机 物质。二是增强阻燃化。如在橡胶、塑料中混入无机物质，表面覆盖，加阻燃 剂、基体材料阻燃等。涂料非发泡性、无机物质性，纤维采用天然纤维或合成 纤维。 减少可燃物法，即降低单位可燃负荷。提高车辆的阻燃程度，车墙 板、地板、包间隔墙采用金属材质；车内装饰面板采用铝板或无机盐类塑料板 等；罐体车外防护层采用不燃的金属材质或防火涂料。例如，将客运车辆用的 内装饰、卧具、座椅、家具等所用的纺织品、木材和塑料等，都进行阻燃化处 理。 ( 2 ) 装设火灾探测装置和自动灭火装置 为了及时发现火灾和尽快扑灭火灾，应该在铁路机车、客车车厢和车地板 下电器部位普遍装设火灾探测器和灭火装置。 机车车辆装设的火灾探测器可以考虑温差式感温探测器和离子式感烟探 测器。这两种探测器既可同时使用，又可以单独装设，还可以与灭火装置组成 一个系统，实现自动灭火。 根据我国的实际情况，需要有计划、有步骤地加强消防基础设施、设备( 如 消防给水、消防通讯、消防通道、防火墙、舫爆灯、消防车、消防器材等) 的 建设，按规定配好配齐灭火器材并加强管理，逐步提高对火灾探测和灭火方面 的自动化程度。 在采用温差式感温探测器，可以考虑当着火部位温度提高时就自动报警， 并通过电子元件接通灭火器施行自动灭火，当温度恢复正常时，灭火器自动关 闭。 在客车车厢内，可以装设离子式感烟探测器，与声、光信号装置相连，当 显示出声、光信号时，事故灯和电泵接通，自动泵水灭火。 在使用探测器时，应该注意以下两个问题。 火灾探测器性能必须准确可靠，以防发生错误报警。 在国外探测器型式、规格很多的情况下，火灾探测器的标准化问题。 ( 3 ) 强化路局公安局消防处、分局公安处消防科职能。 公安局消防处、公安处消防科负责研究灭火技术、监督铁路各部门、各单 位的消防工作，组织配备消防设备，保证防火安全。在消防处的职责中，还包 括对违反防火规程和消防工作细则的单位和个人实行制裁，以及与全国性的消 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 3 页 防机构协调工作。 3 2 列车冲突事故分析 3 2 1 事故详细情况 t 1 9 9 4 年2 月1 4 日2 时4 7 分，1 4 6 次旅客列车运经彰明站正线通过时， 由于停在侧线3 道的3 1 0 9 次货物列车尾部侵入正线，旅客列车在紧急制动后 与货物列车守车相撞，造成货物列车车长死亡；中断行车1 小时2 8 分；1 4 6 次列车机车小破1 台，客车车体小破6 辆；3 1 0 9 次列车守车中破1 辆；钢轨 报废8 6 米。 事故原因：电务段职工违章作业，造成车站联锁设备错误动作。 2 1 9 9 9 年1 月l o 日1 8 时4 0 分，2 4 3 4 次货物列车运行经过回龙庵站内 侧线2 道，越出出站信号机与正在进站的8 9 9 6 次货物列车发生侧面冲突。中 断正线行车1 8 小时1 0 分；机车大破l 台，车辆报废4 辆，大破5 辆，小破2 辆。 事故原因：机车后第4 位车辆折角塞门关闭，造成列车制动力减弱。 3 2 2 列车冲突事故原因分析 3 2 2 1 列车冲突的形式 我们可以发现，列车冲突事故都是发生在车站内、两列火车之间。综合可 以建立如下的列车冲突模型。 假设a ( 进站列车) 、b ( 站内列车) 两列火车相冲突，其冲突有三种类型： 1 进站列车a 失误，与站内停车b 相撞。a 车的具体失误形式如图3 - 3 所示： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 4 页 图3 - 3进站列车a 失误，与站内停车b 相撞 2 站内列车b 失误，与进站列车a 相撞。b 车的具体失误形式如图3 4 所示： 图3 - 4站内列车b 失误，与进站列车a 相撞 3 站内列车b 侵占进站列车a 的路线，与正常运行列车a 相撞，b 车的 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 5 页 具体失误形式如图3 - 5 所示。 图3 5站内列车b 侵占进站列车a 的路线 3 222 建立列车冲突事故树 1 列车冲突事故原因 统计证明，在列车冲突事故的致因中，人的因素占9 0 0 以上，人的因素 中有以下两种情况： ( 1 ) 铁路工作人员失误： 列车操纵人员失误，例如司机打瞌睡、车长失职等； 调度指挥人员失误，例如调度命令错误、值班员失误等； 行车作业人员失误，例如扳道员失误、调车员失误等。 ( 2 ) 非铁路工作人员肇事：如破坏列车制动系统，关闭折角塞门、拔掉 闸瓦钎等。 除人的因素外就是设备故障，设备故障主要有列车故障、制动系统故障、 信号故障、道岔故障及线路故障等。 2 绘制如下事故树( 见图3 - 6 ) ： 3 2 2 3 列车冲突事故树定量分析 要达到预防列车冲突事故的发生，即使事故树的顶端事件不发生，我们首 先需要求出该事故树的最小径集。按照对偶原理，运用布尔代数化简其结构函 数： t 、；a 1 、+ b r 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 6 页 式f i ： = a 2 a r c 1 、- t - i j 2 = x 1 、x 2 x 3 、x 4 x 5 、x 6 x 7 x 8 ( c 2 、c 3 ) c 2 = x 1 4 x 1 5 c 3 = x 1 6 x 1 7 x 1 8 、x 1 9 、x 2 0 x 2 1 x 2 2 x 2 3 x 2 4 x 2 b 、x 2 6 、 ( 3 1 ) ( 3 - 2 ) ( 3 3 ) 2 x 叭 曲+ ，。州托州兰| 打 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第17 页 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 8 页 还原写成原事故树结构式： t = =( x 1 + x 2 + x 3 + x 4 + x 1 4 + x 1 5 ) ( x l + x 2 + x 3 + x 4 + x 1 6 + x 1 7 + x 1 8 + x 1 9 + x 2 0 + x 2 1 + x 2 2 + x 2 3 + x 2 4 + x 2 5 十x 2 6 ) ( x 5 + x 6 + x 7 + x 8 + x 9 + x 1 0 + x ll + x 1 2 + x 1 3 + x 1 4 + x 1 5 ) ( x 5 + x 6 + x 7 + x 8 + x 9 + x l o 十x 1l + x 1 2 + x 1 3 + x 1 6 + x 1 7 + x 1 8 + x 1 9 + x 2 0 + x 2 l + x 2 2 + x 2 3 + x 2 4 + x 2 5 + x 2 6 )( 3 - 1 ) 得到四个最小径集； p = ( x l + x 2 + x 3 + x 4 + x 1 4 + x 1 5 ) ；( 3 - 2 ) p = ( x 1 + x 2 + x 3 + x 4 + x 1 6 + x 1 7 + x 1 8 + x 1 9 + x 2 0 + x 2 1 + x 2 2 + x 2 3 + x 2 4 + x 2 5 + x 2 6 ) ；( 3 - 3 ) p = ( x 5 + x 6 + x 7 + x 8 + x 9 + x 1 0 + x l l + x 1 2 + x 1 3 + x 1 4 + x 1 5 ) ；( 3 4 ) p = ( x 5 + x 6 + x 7 + x 8 + x 9 + x 1 0 + x l l + x 1 2 + x 1 3 + x 1 6 + x 1 7 + x 1 8 + x 1 9 十x 2 0 + x 2 1 + x 2 2 + x 2 3 十x 2 4 + x 2 5 + x 2 6 )：( 3 - 5 ) 求出结构重要度： ( 1 ) 根据结构重要度判别原理，假设各基本事件发生的概率相同。 x ，。、x 。重复出现在时间最少的两个径集中，因此i ( 1 4 ) = i ( 1 5 ) ； ( 2 ) 同理，i ( 1 ) = i ( 2 ) = i ( 3 ) = i ( 4 ) i ( 1 4 ) ； ( 3 ) 同理，i ( 5 ) = i ( 6 ) 一= i ( 1 3 ) 0 ；计算轮压减少率时，h = 0 ，而这种情况只有在 车辆低速运行时才有可能发生。所以，p p o 6 应该理解为静的轮压减少率， 不能作为运行中动的轮压减少率。在一般情况下，应该以脱轨系数o p 作为衡 量脱轨安全度的标准。我国车辆研究部门的实验研究表明，货物列车运行速度 在1 0 2 0 k m h 范围内，曲线半径小于3 0 0 m 时，容易发生因为轮压减少而脱轨。 所以，对于小半径曲线上低速运行车辆，采用轮压减少率作为衡量脱轨安全度 的指标，具有一定的实际意义。 以上车轮脱轨都是车轮爬上钢轨。当车轮承受过大的冲击载荷时，还有可 能使车轮跳离钢轨而引起脱轨，这种脱轨称为轮缘跳上钢轨。爬上钢轨多数发 生于车辆低速通过小半径曲线时，跳上钢轨则多发生于车辆高速运行中。高速 列车车轮跳离钢轨而脱轨，可以理解为由于过大的车轮向上惯性力和车辆横向 摇摆力引起。横向摇摆力使车辆产生侧倾力，车轮向上惯性力与侧倾力均使轮 压减少。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 8 页 4 2 2 列车在曲线路段脱轨分析 从以上的材料中可以看到，铁道车辆在低速通过缓和曲线的脱轨是所有脱 轨问题中发生最多的，对行车安全造成了极大的影响。对缓和曲线上车辆脱轨 的研究不仅需要计算静的轮重减载率的计算分析，而且要对线路不平顺对车辆 脱轨的影响进行深入分析。需要利用车辆动态曲线通过理论，建立线路不平顺 输入模型，模拟出车辆的动态爬轨脱轨过程。由于车辆脱轨多发生在小半径曲 线区段，且有特殊性。因此，只研究周期性线路不平顺对车辆脱轨的影响。 在车辆动力学方程中加入线路不平顺输入模型，就可以分析线路不平顺对 脱轨的影响。 本计算采用周期性线路不平顺输入，不平顺取为： y , - - 【2 m v a ) 中fb s i l ( 2 m e a ) z f ic = i o ( 2 t r 帆) ( 4 一1 1 ) 式中：a 、b 、c 一分别为线路不平顺输入的幅值。 4 2 2 1 外轨超高顺坡率对脱轨的影响 藜 孰道长曩v i n n t - ) 赢n i - i c 4 1 l i l l - 囊饨 l 1 如1 4 1 1 1l 蚰l 鲫 轨道长童，m 圈4 3 外轨超高颟坡率对脱轨的影响 )、警一霎蕾叠，将 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 9 页 外轨超高顺坡是最大的线路不平顺，它包括了线路的水平、高低和方向不 平顺( 有轨距加宽的条件下) 。外轨超高顺坡率主要影响轮重减载率。研究 表明，轮重减载率对爬轨脱轨有重要影响，图4 - 3 表示出了这些影响程度。 图中示出了车辆前进方向第一轮对外轮的轮轨接触角和滚动半径的变化 曲线，这样描述爬轨过程是最直观的。脱轨系数q p 的变化类似轮轨接触角 的变化，此处不讨论脱轨系数。用脱轨系数q p 和轮重减载率p p 无法 直观描述爬轨的程度。在外轨超高h = 1 2 0 舳的一组曲线的最大接触角为