城市軌道交通運行的常見安全問題分析

梁景源 于詩博 沈陽工學院信息與控制學院

中國軌道交通從1965年發展至今的可謂日新月異，隨著時代的不斷發展，中國軌道交通迎來嶄新的篇章。伴隨著速度的提升。安全問題尤為重要，本文將以軌道交通運行中注意事項作為探討主體進行分析。

1 列車運行間距問題

若兩條鋼軌之間間距過小，當兩輛列車相對行駛時，由于車速過大產生的沖擊會使列車產生相斥作用，易使鋼軌一側受到擠壓，對鋼軌造成損傷。

解決方案：最初鐵路正線線路間距一般在4米以上，隨著車速的不斷提升，目前普通線路間距都在5米以上，高速線路間距一般在6米左右。

2 鋼軌間隙問題以及車速控制問題

2.1 對于火車而言，鋪設鐵軌時，每兩根鐵軌接縫處必須留有一定的間隙，勻速運行的列車經過鐵軌接縫處時，車輪會受到一次沖擊，由于每一根鋼軌長度相同，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性沖擊做受迫振動。以普通的鋼軌長度為12.6m為例，列車固有振動周期為0.315s。計算列車危險速度公式為：

故列車的危險速度為40m/s。所謂危險速度是指當火車和鐵軌發生共振時容易把鐵軌震壞，列車在鋼軌上運動時，受鋼軌對他的沖擊力作用做受迫振動，當固有頻率等于沖擊力頻率時發生共振，從而損壞鐵軌。

解決方案：可以通過改變鋼軌長度來改變車速。如今高鐵的出現正是由于鋼軌的無縫焊接，才得以將車速提升到現在的車速。對此項技術的要求嚴格不可出現焊點。

2.2 列車在通過橋梁時需要減速，是為了防止鋼軌與橋梁發生共振，導致橋梁倒塌。

解決方案：如今除注意車速外，最好的技術解決為滬昆高鐵北盤江特大橋，目前成為我國唯一一座列車經過無需減速的大橋。它采用的是雙層加固。從而減輕共振對大橋的損害。

3 鋼軌型號的選取問題

我國鋼軌通常采用50kg/m的重軌。鋼軌分為重軌和輕軌兩種：鋼軌規格用每米長公稱重量表示。

重軌：每米公稱重量大于30公斤的鋼軌。輕軌：每米公稱重量小于30公斤的鋼軌。

重軌分為一般鋼軌與起重機軌兩種，在此應注意：一般鋼軌用于鋪設鐵路干線，專用線，彎道及隧道用軌。其中標準長度有12.50m和25.00m。鋪設于彎道曲線軌長度稍短，有12.46m、12.42m、24.92m和24.96m等。一般鋼軌規格為38、43、45、50、60（kg/m）。

輕軌：有5號、8號、11號、15號、18號、24號。

由于鋼軌需要承受機車的壓力、摩擦和沖擊載荷,要求有足夠的強度、硬度及韌性，質量要求較高，所以必須檢驗其力學性能，并進行低倍組織檢驗和落錘試驗等。

4 軌道基本設備供電問題

4.1 牽引供電系統的基本原理及要求

供電制式是指供電系統向電動車輛或電力機車供電所采用的電流和電壓制式，目前采用的供電制式有：直流制式、低頻單相交流制式、工頻單相交流制式。在我國采用的是工頻單相交流制式，其供電電壓為工頻25KV。

4.2 電氣化鐵路供電方式

單線電氣化區段的牽引網采用的是單邊供電。復線電氣化區段的牽引網采用通向單邊供電。接觸網供電分區上、下行牽引網由同一相供電。

4.3 高速電氣化鐵路供電技術

采用220KV電源供電，其優點如下：

輸送能力高，電壓損失小，保證較高的供電質量。

改善對電力系統的負序和諧波影響。

外部電力系統具有較大的負序承受能力，電壓畸變小。

保證高速鐵路的安全供電和可靠運行。

高速鐵路的牽引網供電方式為AT供電方式（AT為自耦變壓器）。在世界各高速鐵路發達國家中，大多數牽引供電采用2×25KV AT供電方式。其中AT變電所平均間距約50~60KM。

4.4 軌道電路的供電問題

與牽引供電截然不同，軌道電路使用的是弱電。軌道交通信號設備可以概括為信號機、道岔、軌道電路三大方面。

信號機由于所在位置不同，其表示的信息也不同，信號機可分為進站信號機，出站信號機，進路信號機，通過信號機，遮斷信號機，預告信號機，調車信號機等。信號燈的顏色代表的信息也各不相同，信號燈顏色有紅，綠，黃，藍，白五種顏色。信號機點燈電源為220V，燈泡電壓為12V。

道岔是一種使機車車輛從一股到轉入另一股道的線路連接設備，通常在車站，編組站大量使用。道岔可分為單動道岔，雙動道岔，交叉渡線三種。使道岔可以正常轉換必須用到的設備就是轉轍機。在我國高鐵中常用轉轍機型號為S700K型電動轉轍機。S700K動作電源采用三相交流380V獨立電源。

如今應用最廣范的軌道電路為ZPW—2000A型軌道電路，它是從法國UM71軌道電路的基礎上改進的一種軌道電路制式。采用的是1700HZ—2600HZ載頻段，FSK制式軌道電路傳輸特性。其供5電壓為24V。

5 結束語

中國城市軌道交通凝聚了無數人的心血，其安全問題更是可以細化到的每一部分，此文簡單介紹常見應注意的安全事項，供讀者參考。城市軌道交通安全更需要我們不斷去謹記并完善，使國家進一步發展。

[1]張開冉.城市軌道交通安全.科學出版社，2016.5

[2]李建國.城市軌道交通系統概論.機械工業出版社，2012.3