柳南咽喉区道岔安全性分析

1、西 南 交 通 大 学本科毕业论文柳南编组站咽喉区安全分析年 级:2011级学 号:姓 名: 专 业:交通运输（高速铁路）指导老师: 2013年 3 月 西南交通大学本科毕业论文 第 56页院 系 交通运输与物流学院 专 业 交通运输（高速铁路） 年 级 2011级 姓 名 苏少龙 题 目 柳州南编组站咽喉区安全分析 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日毕业论文任务书班 级 2011级 学生姓名 苏少龙 学 号 11829151 发题日期： 2013年 3 月 5日 完成日期：2013年 3月19日题 目 编组站咽

2、喉区安全分析 1、本论文的目的、意义 时至今日，许多咽喉区安全事故仍在不断的发生，“愚者以留学换取教训，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为代价换来的，是留个后人的宝贵财富。因此，我们要善于总结过去的经验教训，特别是搞好对过去发生事故的分析，从中总结出各种咽喉区事故的特点及规律性东西，找出避免同类事故发生的措施，用以指导以后的安全工作。如何对咽喉区安全事故进行分析，如何从事故中吸取教训，如何从事故教训中找出防止措施，如何以措施来制止流血，这是当前最应该解决的问题。2、学生应完成的任务 本文从编组站咽喉区作业与技术分析入手，对到达场、出发场、到发场咽喉区逐

3、个分析。同时运用安全系统工程学、人机工程学结合国内外新进管理理论，建立事故树模型，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，对咽喉区的列车冲突、脱轨、冒进、车辆溜逸、错误办理进路、调车挤岔、延误列车等事故进行系统分析，重点剖析典型案例，直接分析影响咽喉区安全的外部环境和内部因数，事故发生的外因、内因，以及人员、设备、环境等因数来系统分析各类咽喉区安全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，减少事故发生，提高编组站咽喉区的安全性。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分 大纲及绪论 ( 3周) 第二部分 编组站咽喉区作业与技

4、术分析 ( 3周) 第三部分 编组站咽喉区事故分析 ( 3周)第四部分 改变咽喉区安全状况措施 (3 周) 第五部分 结论 ( 3周)评阅及答辩 ( 周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘要安全是铁路运输永恒的主题，是铁路企业做好一切工作的基础，是铁路工作质量的综合反映。编组站咽喉区往往是事故多发区，它的安全与否将直接影响铁路的经济效益与社会效益。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，特别是编组站咽喉区安全。本论文以铁路行车事故为背景，根据铁路行车事故的重要性质，系统地分析了咽喉区易发生的各种行车事故。运用人机环境工程学理论和事故树、事变树

5、以及成败树等多种模型，采用宏观分析与微观分析相结合的办法，对列车冲突、脱轨、冒进、溜逸、错误办理接发列车以及调车挤岔等惯性事故进行了系统分析。从直接影响编组站咽喉区安全的人员、设备、环境等因素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，减少咽喉区事故的发生，避免重蹈覆辙。论文的主要工作如下:1、提出问题，分析比较国内外对咽喉区安全分析的现状；2、系统分析了编组站各场咽喉区的关键技术与主要用途；3、运用人机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，对列车冲突、脱轨、冒进、溜逸、错误办理接发列车以及调车挤岔等惯性事故进行系统分析，有

6、针对地分别提出预防措施；4、通过对导致咽喉区安全事故的分析，分别从强化职工工作控制、提高设备质盘、实行规范管理以及通过构建科学的安全检查监测保障体系实现科技保安全4个方面，提出实现编组站咽喉区安全有序可控生产的对策。【关键词】铁路运输；咽喉区；行车安全；事故分析目 录第一章 绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状11.3本文研究的主要内容和方法2第二章 编组站各车场咽喉区作业与技术分析32.1 到达场咽喉区32.1.1到达场咽喉区的主要作业内容32.1.2线路分组32.2 出发场咽喉区42.2.1出发场咽喉区的主要作业内容52.2.2线路分组62.3到发场咽喉区62.3.1顺向到发场（一级

7、三场）62.3.2反向到发场（一级三场）62.4 调车场尾部咽喉区72.4.1不设顺向编发线的调车场尾部72.4.2设有顺向编发线的调车场尾部8第三章 编组站咽喉区事故分析93.1列车冲突事故分析93.1.1事故详细情况93.1.2列车冲突事故原因分析93.2 列车脱轨事故分析183.2.1脱轨原因分析183.2.2车轮脱轨的力学分析193.2.3在曲线路段影响铁路行车的主要因素有3点203.2.4在直线路段影响铁路行车的主要因素有4点203.2.5防止脱轨的新策略213.3 列车冒进事故分析273.3.1冒进事故树定性分析273.3.2预防“冒进”事故的措施323.4 车辆溜逸事故分343.

8、4.1事故详细情况343.4.2发生溜逸事故的原因分析343.4.3防止溜逸事故的分析363.5 错误办理进路事故分析363.5.1错误办理进路事故的种类363.5.2错误办理列车进路事故的原因分析373.5.3预防措施讨论373.6调车挤岔事故分析383.6.1调车挤岔事故树分析393.6.2调车挤岔事故树的最小割集和结构重要度403.6.3调车挤岔事故的预防与控制413.7延误列车事故分析41第四章 改变编组站咽喉区安全措施434.1 影响编组站咽喉区安全工作的因素分析434.1.1 铁路运输外部环境突变影响434.1.2 运载工具和运输设备失控影响444.1.3 运输从业人员主观过错影响

9、444.1.4各主要因素之间的相互关系454.2 确保编组站咽喉区安全的对策与措施474.2.1提高职业能力，兑标作业保安全474.2.2提升设备质量，强化基础保安全484.2.3健全基本制度，规范管理保安全494.2.4 构建保障体系，动态控制保安全49结论52致谢53参考文献54第一章 绪论1.1研究背景编组站咽喉区是行车和调车作业最繁忙的地方。它的安全与否，对作业安全和效率关系非常大。随着社会经济的不断发展对铁路运输的需求和科学技术的不断进步，铁路编组站的通过能力日益提高，对编组站咽喉区安全性的要求也更高。回顾2001年至今十年的时间，全路紧紧围绕着“规范管理、强基达标”做了大量的工作。

10、但是我们清楚地看到，在全路改革不断深化、发展不断加快、市场竞争日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，铁路编组站咽喉区的安全情况并不稳定，这直接影响了铁路的经济效益和社会效益。时至今日，许多行车安全事故仍在不断的发生，而大多事故都发生在咽喉区，可见搞好咽喉区安全工作是多么的重要。“愚者以留学换取教训，智者以教训制止流血”，事故是令人悲痛的，不堪回首的，但它毕竟是用前人的血为代价换来的，是留个后人的宝贵财富。因此，我们要善于总结过去的经验教训，特别是做好对过去发生事故的分析工作，从中总结出各种咽喉区事故的特点及规律性东西，找出避免同类事故发生的措施，用以指导以后的安全工作。

11、如何对行车安全事故进行分析，如何从事故中吸取教训，如何从事故教训中找出防止措施，如何以搞好咽喉区安全工作来减少行车事故的发生，这是当前最应该解决的问题。1.2国内外研究现状国外对编组站咽喉区安全是相当重视的，充分运用了现代科学技术和先进的管理方法，改进编组站管理体制，运用人机工程学、系统工程学、事故树和现代管理理论对咽喉区事故进行分析，查找原因，制定预防措施。国内针对优化铁路安全管理体制，加大铁路的科技投入，提高铁路科学技术含量等方面进行了大量研究，但是针对咽喉区到岔口多、小半径曲线多、安全隐患因素复杂等特点，如何保证编组站咽喉区作业安全，对事故进行分析，有针对性地提出防范措施较少，所以非常有

12、必要进行编组站咽喉区安全性分析。1.3本文研究的主要内容和方法深刻吸取事故教训，找出事故防止措施。首先要善于了解事故，才有可能吸取事故教训；其次要善于总结吸收教训，事故的发生绝非偶然，在看似偶然的背后却存在着必然的规律，从发生的事故中吸取教训，避免同类事故的再次发生，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动态，通过昨天的事故剖析，不断提出今天的防范措施，更要对明天的运输安全遇到的新问题和面临的新隐患做出一个科学的预测，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。从而使那些“意料之外”变为“意料之内”。 编组站是在铁路网上办理货物列车解体、编组作业

13、，以办理改编中转货物列车作业为主。编组站咽喉区更是行车和调车作业最繁忙的地方，也是事故频繁发生的地方。由于咽喉区的安全影响因数多种多样，采集数据困难，不易做出定量分析评价，即使做出定量评价也缺乏一定的准确性。因此，本文从编组站咽喉区系统分析入手，首先对到达场、出发场、到发场、调车场尾部咽喉区逐个分析。然后运用安全系统工程学、人机工程学结合国内外新进管理理论，建立事故树模型，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方法，对咽喉区的列车冲突、脱轨、冒进、车辆溜逸、错误办理进路、调车挤岔、延误列车等事故进行系统分析，重点剖析典型案例，直接分析影响咽喉区安全的外部环境和

14、内部因数，事故发生的外因、内因，以及人员、设备、环境等因数来系统分析各类咽喉区安全事故发生的原因及其相互间的内在联系，科学合理地提出防范措施，减少同类事故再次发生，提高编组站咽喉区的安全性。第二章 编组站各车场咽喉区作业与技术分析2.1 到达场咽喉区凡是二级式编组站或三级式编组站都设有前方到达场。到达场咽喉区的分析要根据车场衔接方向数、各方向行车量、反驼峰方向到达改变列车的接车方式、机务段和通过车场的位置、驼峰作业采用双推单溜还是双推双溜、是否设置峰下跨线桥等条件确定，着重解决线路的合理分组、两端咽喉区的平行进路、机车走行线的数目和位置、调车停留线的布置等问题。2.1.1到达场咽喉区的主要作业

15、内容到达场入口咽喉区办理的作业一般有以下三项：衔接各方向到达解体列车接车；向部分线路上停留的待解车列连挂调车；反驼峰方向到达列车的本务机车入段。一般二级式和三级式编组站作业量较大，这三项作业需要平行进行。编组衔接方向多，势必造成咽喉及进站线路疏解布置复杂，对运营和安全不利。但是，如将引入吸纳路分散接轨，将造成接轨站与编组站间通过能力紧张以及折角车流迂回走行距离长等问题。一般情况下，直接引入编组站的线路，顺反方向加起来最好不要超过四个。这样，到达场进口咽喉的接车进路最少为一个，最多也只有三个（两个顺向，一个反向环接）。向待解车列挂调机进路12条，反方向列车本务机车入段进路1条，共计需要36条。到

16、达场出口咽喉区办理的作业主要有以下三项：推送车列上峰解体和调车返回；反驼峰方向列车到达；顺、反向到达列车本务机车入段。推送解体进路，一般要两条，以充分发挥驼峰作业效率，保证至少具备双推单溜作业条件。为使调机返回不影响推峰作业，可再单设一条调机返回线。反方向接车进路不宜多设，一般以一条为宜，以免过多地干扰推峰解体作业。为使顺驼峰方向本务机入段能与其他作业平行进行，应设置峰下跨线桥。2.1.2线路分组为保证上述主要作业能同时进行，不进要求咽喉布置要有必要的平行进路，而且还必须将该车场的线路相应地划分为若干线束，以与咽喉的进路相适应。通常车场线路划分的组数应多于或至少等于咽喉平行进路的数目。这样，才

17、能保证咽喉区的平行作业能够实现，并且具有较大的灵活性。线路分组的多少与编组站图形以及到达场衔接线路数等有关。以三级三场为例，到达场的线路按照用途应分为以下几组：顺驼峰方向接车线23组；反驼峰方向改编列车接车线1组；调机走行线12条；本务机入段线01条。如果无改编中转列车也在这里办理作业，尚需设通过线12条。到达场线路的固定使用应与进站线路及推峰作业相配合，以避免不必要的进路交叉。如三级三场峰前到达场，无改编列车的通过线应设在到达场的最外侧，邻靠顺向无改编列车到发线内侧布置顺向改编列车接车线23组，邻靠反向无改编列车到发线内侧布置反向改编列车接车线。机车走行线的位置视其用途而定。调机走行线以设在

18、两组顺向接车线之间较好。如作业繁忙或采用双推双溜作业时，应考虑设两条调机走行线，一条设在顺向接车线之间，另一条设在顺、反向接车线之间。反驼峰方向改编列车本务机走行线的布置应视机务段位置而定。当机务段与出发场并列时，为了机车回段与反向列车接车能同时进行，机车走行线应设在顺、反接车线之间（此时应与调机走行线的设置统筹考虑）。若机务段与到达场并列，则在进口咽喉端设机待线，由机务段另一端入线，车场内可不必单设本务机走行线。若反驼峰方向改编列车采用环接方案，则本务机由出口咽喉直接入段，到达场内也不必另设本务机走行线。2.2 出发场咽喉区单向或双向三级式和大部分二级式编组站都设有出发场。与调车场并列的二级

19、式出发场，其咽喉区布置和一级三场的到发场类似，这里重点分析三级式出发场的咽喉结构。三级式出发场分为两种。一是双向编组站的出发场，它仅供一个方向（上行或下行）使用，作业单纯，咽喉布置简单。单向编组站双方向共用的出发场，其两端咽喉区作业繁多，结构比较复杂，而它的布置形式又和机务段、通过车场的位置、车场的使用方式、调车场尾部牵出线数目、机车走行线的数量及分布等因素有关。2.2.1出发场咽喉区的主要作业内容出发场进口咽喉办理的作业一般有以下四项：顺向无改编中转列车接车；在各牵出线上办理的调车作业，包括编成车列向出发场牵出转线；反向自编列车及无改编中转列车发车；顺、反两方向本务机出入段。调车场与出发场间

20、牵出线数目应视图形而定。大型的三级三场编组站为了和头部的大能力驼峰相适应，牵出线通常不应少于三条，但也不宜太多，否则调机作业相互干扰严重，一般以四条为限。至于双向编组站，因为只编一个方向的列车，当作业量不大时，可设两条牵出线。机车出入段的径路要视机务段的位置而定。如机务段与到达场或调车场并列，则顺、反两方向的机车出入段应有两条进路。顺向机车出入段利用峰下跨线桥绕调车场顺向左侧至出发场。反向机车走行线布置在调车场顺向右侧。若机务段与出发场并列，反向机车由机待线转至出发场挂机，顺向机车出入应有两条通路，一条穿越出发场，另一条设在出口咽喉。这样布置，可以分散机车出入段与反向无改编中转列车接发的交叉。

21、至于接发车进路，考虑到出发场进口咽喉是三级式编组站作业最繁忙、能力最薄弱的区域之一，所以不宜多设。一般是顺向无改编中转列车接车进路1条，反向发车进路12条。这样，出发场进口咽喉共需要作业进路69条。出发场出口咽喉办理的作业主要有以下四项：顺驼峰方向无改编中转列车或自编列车发车；调机转线；反驼峰反向无改编中转列车到达；顺向本务机出入段等。顺向发车进路系由衔接线路方向数而定，一般是12条。有反向列车环发时需再增设一条。接车进路通常为一条。调机转线一般利用咽喉处进行，不另设专用机待线。顺向本务机出入段有两条通路。一条是机车走行线设在顺、反向发车线之间，由机待线连通顺向发车每一条线路。另一条进路是由机

22、务段在出口处直接连通机待线，起到分散进路交叉和机动灵活的作用。若无改编中转列车有甩挂作业时，尚需设置单独的牵出线。2.2.2线路分组为保证上述主要作业能同时办理，出发场线路一般分为：顺向无改编中转列车到发线1组；顺向自编列车发车线12组；本务机走行线1条；反向自编列车发车线12组；反向无改编中转列车到发线1组。各组线路在车场内的安排应与区间正线及场间连接线位置相适应，以减少作业进路的交叉干扰。2.3到发场咽喉区2.3.1顺向到发场（一级三场）2.3.1.1办理的作业及平行进路在进口咽喉区办理的作业主要有以下三项：顺驼峰方向列车接车；到达解体列车向驼峰牵出转线；顺向列车本务机出入段。在出口咽喉区

23、办理的作业主要有以下三项：向该场各衔接方向发车；自编出发列车由尾部调机牵出转线；顺向到发列车本务机车出入段。2.3.1.2线路分组为保证上述作业能尽量同时办理，到发场线路一般分为三组：顺向无改编中转列车到发线1组；顺向改编列车到发线1组；机车走行线1条。线路的排列可按无改编中转列车到发线设在最外侧，改编列车接车线靠近调车场，机车走行线设在这两类线路中间。这样布置虽存在着顺向改编列车的到达与机车出入段走行的交叉，但避免了机车出入段与驼峰调机牵出解体顺向改编列车的交叉，两种交叉相比，此设计干扰较少。2.3.2反向到发场（一级三场）2.3.2.1办理的作业及平行进路在进口咽喉区办理的只有该场各衔接线

24、路方向接车和编成车列由牵出线转线两项作业。在出口咽喉区办理的主要作业有以下三项：向该场各衔接方向发车；到达解体列车向驼峰牵出转线；反向列车本务机出入段。由于一级三场是小型编组站，衔接线路方向不多，机车出入段也不太频繁，因此在进口咽喉处一般有23条作业进路，在出口咽喉处有35条作业进路即可。2.3.2.2线路分组为保证上述作业能尽量同时办理，到发场线路一般分为三组：反向无改编中转列车到发线1组；反向改编列车接车线1组；反向自编列车发车线1组。线路的排列为无改编中转列车到发线设在最外侧，改编列车接车线靠近调车场，中间布置自编列车发车线。这样布置使两端咽喉负荷较均衡。实际作业中可结合线路固定使用，随

25、列车到发和车站作业情况灵活使用。2.4 调车场尾部咽喉区2.4.1不设顺向编发线的调车场尾部2.4.1.1办理的作业及平行进路不设顺向编发线的调车场尾部咽喉区一般办理两项主要作业：按编组计划编组列车；将编成车列转线至出发场。此外，还承担向车辆段、货场等处取送车辆的作业，但业务量不大，不需单独设置平行进路，对调车场尾部布置影响很小。编组列车和牵出转线需要的平行进路数量应与设置在尾部的牵出线数（三级式编组站为调车场与出发场之间的联线）相适应。而牵出线数量应根据无编量的大小和尾部调机数量而定，通常为24条。2.4.1.2线路分组和咽喉布置原则为便于两台或两台以上调机同时作业，调车场线路应分为若干线束

26、，使调车场尾部牵出线都与其中的两三个线束相通连。每束线路一般为68条。咽喉布置一般应满足以下要求：1) 每条牵出线连接的调车及负担的作业量应力求均衡；2) 从整个尾部咽喉区布置来看，采用对称式梭型车场和单式对称道岔有利于缩短咽喉区长度和调机作业行程；3) 为增加作业的机动和灵活性，各线束连接时应保证各牵出线上的调机有直接去相邻线束作业的进路条件，并有部分地与相邻牵出线调机平行作业的可能性。2.4.2设有顺向编发线的调车场尾部2.4.2.1办理的作业及平行进路设有顺向编发线的调车场，其顺向自编列车在编发线上完成集结、编组、技检、发车作业。反向自编列车仍需设出发场，由尾部调机牵出转线后，再办理发车

27、作业。该调车场尾部咽喉区主要办理以下四项作业：按编组计划编组列车；将反向自编列车牵出转线至出发场；本务机去编发线连挂车列；顺向自编列车发车。此外，还承担向车辆段、货场等处取送车辆的作业，但业务量不大，对调车场尾部布置影响很小。平行进路一般为35条。2.4.2.2线路分组和咽喉布置原则线路分组和咽喉布置原则与不设顺向编发线的调车场基本相同。顺向编发线应选择调车场顺向最外侧12个线束布置。第三章 编组站咽喉区事故分析 编组站咽喉区的主要事故一共有7种，分别是列车冲突事故、列车脱轨事故、列车冒进事故、车辆溜逸事故、错误办理进路事故、调车挤岔事故以及延误列车事故。针对重大事故、险性事故、一般事故分别运

28、用安全系统工程学、人机工程学结合国内外新进管理理论，建立事故树模型进行逐个分析。3.1列车冲突事故分析3.1.1事故详细情况1999年1月10日18时40分，2434次货物列车在运行经过回龙庵站内侧线2道时，越出出站信号机与正在进站的8996次货物列车发生侧面冲突。中断正线行车18小时10分；机车大破1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。3.1.2列车冲突事故原因分析3.1.2.1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咽喉区内、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

29、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31所示:进站列车A的失误示意图(1)信号机应显示红灯，却升级显示绿灯，A车与站内停车B冲突。AB(2)信号显示正确，但行车人员错办进路，A车错进，与站内停车B冲突。A B(3)信号显示红灯正确，但A车来不及制动或未制动，冒进信号，与站内停车B相撞。AB(4)信号机发生故障，无信号显示，A车不清楚情况，冒进信号，与B车相撞。A B图31 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。具体失误形式如图32所示:站内列车B失误示意图(1)B车应II道停车，但因信号升级显示绿灯，B车与A车冲突

30、AIBII(2)B车信号显示正确，但错办出路与A车冲突AB(3)B车信号显示红灯正确，但B车来不及或未施制动，冲出信号与A车冲突AB图32 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。具体失误形式如图33所示:B车档A车线路示意图(1)B车尾部压道岔，A车与之相撞AB(2)B车因故途停，A车尾追，与之相撞AB(3)B车脱轨进入邻线，A车与之相撞 BA图33 站内列车B侵占进站列车A的路线3.1.2.2建立列车冲突事故树1.列车冲突事故原因经统计证明，导致列车冲突事故的因数中，人的因素占90%以上，人的因素中有以下两种情况：(1)铁路工作人员的失误:列

31、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。(3)除人的因素以外就是设备故障，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34)无停车信号X1无停车命令X2升级显示绿灯X3错办进路X4列车冲突T列车运行A1区间正常运行A2按出站信号运行A3C进路有车B1按出站信号运行B2升级显示绿灯X5错办进路X6停车侵入邻线B3尾部侵入邻线X7尾部为过道岔X8站内正常停车X9列车途停B4司

32、机疾病X10机车故障X11列车事故X12C冒进越出信号机C1自动停车没起作用C2制动没起作用C3+自动停车装置故障X14自停被关闭X15+制动不及时C4+车速过快X16制动过迟C5+确认信号过迟C6瞭望不充分X17+司机走神X18天气恶劣X19司机视力差X20曲线地段瞭望受阻X21没有制动C7+不知道停车信号C8+制动系统故障X26不懂信号X22瞭望间断X23司机注意分散X24报警系统故障X25图34 列车冲突事故树3.1.2.3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=A1

33、+B1 =A2A3C1+B2B3B4X9C1 =X1X2X3X4(C2+C3)+ X5X6X7X8X9X10X11X12X13(C2C3)式中： C2=X14X15 C3=X16X17X18X19X20X21X22X23X24X25X26还原写成原事故树结构： T=(Xl+X2+X3+X4+X14+X15)(Xl+X2+X3+X4+X16+X17+X18+X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26)(X5+X6+X7+X8+X9+X10+Xll+X12+X13+X14+Xl5)(X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+Xl6+X17+X18+X19+X

34、20+X21+X22+X23+X24+X25+X26)得到四个最小径集： P=(Xl+X2+X3+X4+X14+X15)； P=(Xl+X2+X3+X4+X16+X17+X18+X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26)； P=(X5+X6+X7+X8+X9+X10+Xll+X12+X13+X14+Xl5；P=(X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+Xl6+X17+X18+X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26)；求出结构重要度:(l)根据结构重要度的判别原理，假设各基本事件发生的概率相同。X14、X15重复出现在事件最少的

35、两个径集中，因此I(14)=I(l5)；(2)同理，I(l)=I(2)=I(3)=I(4)I(14)；(3)同理，I(5)=I(6)=I(13)I(1)；(4)同理，I(16)=I(17)=I(26)I(5)；3.1.2.4列车冲突事故预测与预防首先，定义一个名词：公有事件。公有事件在两个及以上的径集中存在，它一旦发生，两个径集事件就会同时发生，即这两个径集就这一个公有事件来说，对于顶端事件的影响相当于一个径集。上面的列车冲突事故树由四个最小径集构成，分析各最小径集中包含的基本事件数，可以发现每两个最小径集都有公有事件，其公有事件的分布如表31所示。表31 列车冲突事故公有事件分布表每个最小径

36、集包含时间个数每两个径集含有公共时间个数引起顶端事件发生的基本事件组合个数P1：6P2:15P3:11P4:20P1与P2:4（X1，X2，X3，X4）P3与P4:9（X5，X6，X7，X13）P1与P3:2(X14，X15)P2与P4:11(X16，X17，X18，X26)4*9=362*11=22 根据公有事件的特点和性质，我们可以利用公有事件来分析从而计算出顶端事件发生的可能性组合个数。顶端事件发生的组合个数可以利用排列组合的公式算出，即组合数是相关事件数之积，由最小径集的性质知道，所有的最小径集事件同时发生时，顶端事件才会发生。即：总的组合数N总=36+22=58。利用公有事件数，分别

37、计算引起顶端事件发生的基本事件组合个数如表32：表32 引起列车冲突事故发生的事件组合序号基本事件组合序号基本事件组合序号基本事件组合序号基本事件组合1X1X516X2X1131X4X846X14X252X1X617X2X1232X4X947X14X263X1X718X2X1333X4X1048X15X164X1X819X3X534X4X1149X15X175X1X920X3X635X4X1250X15X186X1X1021X3X736X4X1351X15X197X1X1122X3X837X14X1652X15X208X1X1223X3X938X14X1753X15X219X1X1324X3X

38、1039X14X1854X15X2210X2X525X3X1140X14X1955X15X2311X2X626X3X1241X14X2056X15X2412X2X727X3X1342X14X2157X15X2513X2X828X4X543X14X2258X15X2614X2X929X4X644X14X2315X2X1030X4X745X14X24从上面的表可以清楚地看到：列车冲突事故的发生有58种可能性；从结构重要度分析中知道，表中含X14事件和X15事件的组合是最危险的，即上表中的3758项发生的可能性较大。从上表中也可以看出，它们各自占总组合个数的11/58；含X1事件或X2事件或X3事件

39、或X4事件的组合，它们各占总数的9/58；含X5事件或X6事件或或X13事件的组合，各占总数的4/58；含X16事件或X17事件或或X26事件的组合，它们各占总数的2/58。基于以上分析，可以提出几条关于列车冲突事故预防的建议：(1)从结构重要度分析可以知道，基本事件X14、X15的结构重要度最高，这意味着由他们所组成的C2事故子树列车自动停车系统失效，在事故发生中起重要作用。可以推断，列车自动停车装置是防止列车冲突的关键，相比接近信号报警器，自动停车装置能够避免由列车操纵人员的失误而带来的行车事故。(2)在结构重要度分析中居第二位的是X1、X2、X3、X4事件。其中由X1、X2组成列车运行中

40、的“无停车命令”事件，以及X3、X4所指的进站信号升级和错办进路事件，都是由调度指挥人员失误所造成的事故。(3)由事故树分析的相关知识，在四个最小径集中，只要有一个最小径集不发生，列车冲突事故就不会发生。其中，P=X1、X2、X3、X4、X14、X15中的基本事件数最少，而且它们恰好是建议(1)、(2)中分析的六个基本事件。因此，只要保证建议(1)、(2)两条措施有效，就可以基本控制列车冲突事故不发生。(4)P1是列车冲突控制中有效且最经济的途径，但其他20个基本事件也不能任其发生。首先，无法保证P1绝对不发生，机器发生故障是绝对的；其次，事件的重要程度也是相对的，在P1无法绝对控制的情况下，

41、控制P2、P3也变得相当重要了。因此，防止列车冲突事故不能对任意一个因素掉以轻心，必须进行全面治理。(5)除了在事故树中列出的基本事件外，在列车冲突事故分析中还要包括“列车制动系统被人为破坏”。例如所列举的事故二。这属于特殊因素，如果发生这样的破坏事件，不论什么措施都将失效，列车冲突将无法避免，这种情况绝不允许发生。在这一方面，可以通过列车检查和公安保卫系统予以保证。3.2 列车脱轨事故分析3.2.1脱轨原因分析列车脱轨一般不是由单一因素所引起，而是受到各种因素的综合作用而产生，即各种作用可能产生的最不利组合。以下为可能引起脱轨的各个因素。3.2.1.1轨道状态(1)外轨超高设置不当,未被平衡

42、的超高导致车轮轮重偏载；(2)轨道顺坡、三角坑、不均匀支承等会使车体产生扭曲，从而引起各车轮轮重的增减载,加剧横向摇摆和列车的蛇形运动；(3)轨道横向不平顺、小半径曲线、道岔以及轨缝等局部不平顺都可能引起较大的横向力。3.2.1.2车辆状态(1)车辆装载不均匀,货物偏载影响到各车轮轮重的分配,外轮轮重大会增大脱轨的系数；(2)较高的运行速度对车辆脱轨有不利影响。未被平衡水平力出现甚至增大；(3)风力对脱轨安全性有不利的影响。由轨道内侧方向吹向外侧方向的横向风将会增大脱轨的可能性；(4)车辆本身固有缺陷的影响：高速运行下的蛇形运动使脱轨系数加大。车辆在线路上运行时，由于轮对踏面坡度而作蛇形运动，

43、但由于列车以脱轨临界速度72 km /h左右运行时出现持续摆振现象，引起空车蛇形运动失稳或自激振动加剧，这样加大了轮缘对钢轨的侧向力，从而使脱轨系数加大。综合以上因素，从力学的角度分析，发生脱轨主要有两个方面的原因:轮重较小且出现偏载的现象和未被平衡的横向力过大。3.2.2车轮脱轨的力学分析早在上世纪初,英国的那达尔先生提出1个公式,表达车轮爬轨时垂直力F与横向压力P的临界比例关系。即 =tg-/(1+tg)式中：P为轮轨接触点处车轮对钢轨的横压力；F为作用于车轮上的垂直力；为车轮轮缘角,6568左右；为轮轨间的摩擦系数0.10.3。式中垂直力F来自车辆的垂直荷载与动态附加的(正的或负的)垂直

44、作用力。横向压力P来自：一是车辆在曲线上运行时,车轮转向的导向力和外轨超高引起的轮轨间的横向力(由于列车速度原因未被平衡的向心力)。二是车钩压缩或拉伸的水平分力。三是车体扭转刚度与走行部分动态特性不同和养护状态不同,而引起的蛇行运动所产生的水平力。四是由于线路结构特性和养护状态不同,而导致轮轨间的相互作用力。五是侧向风力。根据那氏公式车辆脱轨的基本原因,是由于水平力与垂直力的比值超过安全限度,不论何种原因使水平力增大或是轮载减少,只要比值超过一定限度(即=tg-/(1+tg)就会造成脱轨。3.2.3在曲线路段影响铁路行车的主要因素有3点(1)缓和曲线超高顺坡是最大的线路不平顺，对脱轨有非常大的

45、影响。超高顺坡率越大,车辆脱轨的危险性也就越大。当超高顺坡率大于2.5时，如果车辆是空车，且旁承间隙为零，则车辆很可能爬轨到轮缘最大接触角附近的区域，车辆有相当大的危险性。(2)在车辆低速通过曲线时，线路水平不平顺对脱轨的影响最大，方向不平顺次之，高低不平顺的影响最弱。(3)线路水平不平顺幅值对脱轨有较大的影响。在水平不平顺波长=4m12m范围内,水平不平顺输入点(离圆缓点的距离)在018m范围内影响有限。3.2.4在直线路段影响铁路行车的主要因素有4点(1)蛇行失稳。斜楔减振装置在非正常磨耗后，转向架抗菱刚度下降，其横向动力学性能恶化，引起蛇行失稳临界速度降低。(2)在空重车混编的不利条件下

46、，易受运行中列车操纵和线路中各种非稳定情况的影响。当空车失稳时，又承受前后重车车钩力夹击，Q/P明显增大。(3)空车挠度小，适应线路不平顺能力下降，也易增加轮重减载率。(4)轮缘几何形状与粗糙度等车辆零件技术状态失修时会引起脱轨。罐车重心高,失稳时轮重减载率增大。因此，考虑采取提高抗菱刚度技术或弹性旁承措施，适当增加空车(特别是自重轻，重心高的GH罐车)的枕簧静挠度；减少空重车混编，或改善列车编组，避免多辆重车间夹入空车；在车辆检修中，有针对性地提高轮对几何形状和表面粗糙度的加工精度；加强转向架斜楔减振装置相关零部件的检测、加修和组装配合。这些措施将有利于改善车辆的运行品质。减少各种因素的耦合

47、，从而降低车辆脱轨的可能性，提高列车运行的安全可靠性。3.2.5防止脱轨的新策略在防止脱轨事故方面，我们可以借鉴美国、加拿大等国铁路系统的经验：前提是最高管理层坚定的决心，以及对基本和先进的技术的贯彻执行。一种成功地防止脱轨的共同努力成果是建立在4个不同的、但又相互关联的核心策略上的；原因分析、缺陷和脱轨检测、路基改造和防止策略的执行。3.2.5.1防止脱轨的关键 一、基本原则防止脱轨事故、意外或伤害复发的唯一途径是找出其原因所在，并设法将其消除。首先，一项有效的原因调查工作需要一个公正的和与多学科知识有关的方法。所有3个主要运营部门(运输、工程和机械)都必须参与有关数据的收集和分析。其次，原

48、因调查必须具有时效性。由于保持干线畅通比以往任何时候都要重要，因此迫切需要通过拍照及测量来迅速收集和保留现场的关键证据。在此需要清楚哪些证据是重要的，哪些是可以被清除的，从而对线路进行清理。第三，原因调查必须是客观的和以数据为依据的。这是因为当今现代化的分析手段和仿真都需要大量线路的、机械的和列车运行的数据。最后，原因调查必须归结为有目的的改进方案。对于每一件脱轨事故都应列出3项4项在线路、车辆以及运行方面的改进或改变。通常，太多的注意力集中在事故本身，而对其改进方案则重视不够。如果未能找出正确的事故原因，则很可能导致脱轨事故在同一地点、同一车辆、甚至同一组乘务人员身上再次发生。究其原因，通常是由于缺少系统的方法，现场人员迫于迅速