中低速磁浮交通應急響應預案研究

席卿浩，武震嘯，李 艷，馬衛華

(1.西南交通大學牽引動力國家重點實驗室，四川 成都 610031；2.中國中鐵二院工程集團有限責任公司科學技術研究院，四川 成都 610083)

隨著城市化進程的加快，地鐵、輕軌等城市軌道交通高速發展，已經成為人們日常出行必不可少的工具。中低速磁浮列車作為一種新型的城市軌道交通工具，它環抱導軌運行，依靠電磁鐵的磁性將列車向上吸起，懸浮于軌道上方，同時通過懸浮電磁鐵的勵磁電流來保證穩定的懸浮間隙，通過直線電機來牽引運行。中低速磁浮列車作為目前城市軌道交通中最先進的技術，具有環保、安全性高、爬坡能力強、轉彎半徑小、建設成本低等優點，適用于城市市區、近距離城市間和旅游景區的交通連接，可替代輕軌和地鐵[1-2]。2015-12-26，由中國鐵建實施設計施工總承包的長沙中低速磁浮線開通試運行，這是我國首條投入運營的中低速磁浮線。

盡管中低速磁浮交通有較高的安全技術保證，但是上海磁浮列車曾在2006年因電器故障發生一次火災事故；同年下半年，德國發生了一起磁懸浮列車撞車事故，造成23人死亡，10人重傷[3]。因此，中低速磁浮列車的運營安全至關重要，形成一套完整的安全管理體系迫在眉睫。

針對磁浮交通運營安全的研究，國內已有一些學者進行了先期探索。陳永勝以已發生的磁浮交通災害事故為背景，分析了事故特點和難點問題，提出了應對措施[3]。李經偉通過對國內某條中低速磁浮線路特點的介紹，類比具有類似特點線路的救援方案，探索出一套適用于中低速磁浮線路的救援方案[4]。中低速磁浮交通尚在發展初期，而地鐵已經過多年的發展，相對成熟，兩種交通制式間有許多相似之處，因此地鐵的緊急疏散和應急救援系統也具有一定的參考作用。D.Gabay分析了巴黎地鐵30年來地鐵隧道自然通風和機械通風系統的演變[5]。LI Yanfeng等對互通式立體交叉地鐵火災事故進行了分析研究[6]。錢勇生等針對地鐵運營過程中比較常見的幾類事故給出了較為通用的響應預案[7]。胡岳雄分析研究了廣州地鐵列車救援相關流程、救援組織過程及車輛設備設施狀況，并提出優化現階段救援的建議[8]。俞輝分析了城市軌道交通列車應急救援體系的構成及基本原則，并對列車應急救援體系的建設提出了建議和目標[9]。王山等從地鐵事故的救援程序、體系等方面詳細敘述了地鐵應急救援方案[10]。李晶主要介紹了列車故障救援行車組織方案，根據既有設備、線路特點、文本規章，研究在正線任何地點發生列車故障救援時如何進行救援行車組織[11]。Xing Meng等分析了地鐵突發事件的主要類型和特點，總結了主要的應急對策[12]。

本文通過對國內外城市軌道交通系統事故應急預案進行調研，針對國內中低速磁浮列車日常運營中典型的車輛系統故障，提出相應的較為通用的應急響應預案。

1 中低速磁浮列車故障應急響應預案

當中低速磁浮列車的機械系統、電氣系統、動力系統、制動系統以及控制系統出現故障時，將嚴重影響線路的正常運營。為提高應對中低速磁浮列車動力丟失的應急處置能力，確保故障車輛救援工作高效、有序地進行，最大限度減少造成的損失和對正常運營的影響，需要針對車輛故障制定應急響應預案。

1.1 動力丟失故障

中低速磁浮列車的直線電機或牽引系統出現故障，導致列車無法動車，但是可以保持懸浮。圖1為動力丟失故障類型。

圖1 動力丟失故障類型圖

(1)信息發布：故障發生后，控制中心立即對故障信息進行確認，包括故障發生的地點、車次、車輛號、列車狀態以及乘客的大致情況等，并發布列車故障信息。車廠控制中心值班主任在接到救援命令后，立即通知部門負責人及相關人員，并通知當班工程車司機。

(2)先期處置：故障發生后，列車司機應當檢查磁浮列車的當前狀況。在列車供電正常、制動正常、不危及行車安全的情況下，司機向行調報告的同時，利用列車的速度或坡道滑行到前方車站，疏散乘客。如果不能滑行進站，司機應當盡量將列車停放在平直、距地面較近或下方有公路的線路上，同時實施緊急制動和停放制動，防止列車溜逸，再對乘客進行疏散。

控制中心應當封鎖事故影響區域，如有停電要求時，與電調確認對事故區域接觸軌停電。聯系事故車輛司機，確認是否有人員傷亡，視情況報110、120。車站組織人員疏散與醫療救治，各救援隊做好準備工作。

(3)現場救援：采取了相應的安全措施后，各專業人員進入現場進行檢查確認，制定救援方案。行調指揮救援磁浮列車或工程車從故障列車的前或后接近，并與故障列車連接、試拉和電氣連接后，將故障列車牽引或推進到車站。

(4)救援結束：救援隊在確認救援成功后，立即向現場指揮小組組長匯報，并由其向應急指揮部報告，終止本次救援。

1.2 懸浮功能故障

中低速磁浮列車的懸浮控制器、間隙傳感器和懸浮電磁鐵出現故障時，根據故障的嚴重程度不同，列車可能完全失去懸浮能力；也可能可以完成懸浮，但一套電流環路已經損壞，需要降低功率運行，或是部分傳感器出現故障。若列車完全失去懸浮能力，則需要采取相應的措施進行救援。圖2為懸浮功能故障類型。

圖2 懸浮功能故障類型圖

(1)信息發布：故障發生后，控制中心立即對故障信息進行確認，包括故障發生的地點、車次、車輛號、列車狀態以及乘客的大致情況等，并發布列車故障信息。車廠控制中心值班主任在接到救援命令后，立即通知部門負責人及相關人員，并通知當班工程車司機。

(2)先期處置：故障發生后，列車司機應當檢查磁浮列車的當前狀況。若列車可以完成懸浮，司機向行調報告的同時，利用列車的速度或坡道滑行到前方車站，疏散乘客。如果不能完成懸浮，司機應當疏散乘客、等待救援。

控制中心應當封鎖事故影響區域，如有停電要求時，與電調確認對事故區域接觸軌停電。聯系事故車輛司機，確認是否有人員傷亡，視情況報110、120。車站組織人員疏散與醫療救治，各救援隊做好準備工作。

(3)現場救援：采取了相應的安全措施后，各專業人員進入現場進行檢查確認，若列車完全失去懸浮能力，則啟動應急輪系統。

應急輪系統是一個將車輛通過滾輪直接支撐于軌道上表面滑行側的裝置。當懸浮系統發生故障無法正常懸浮列車時，司機室控制臺或無線電感應裝置將數據傳輸到控制中心，由控制中心發出指令，應急輪放下并將列車頂起，此時車輛和設備的重量全部由應急輪承受。當應急輪裝置運行時，車輛也同時失去了電導向力，此時列車由各模塊上的側向導向滑撬進行導向。

應急輪需要用液壓支承裝置將列車頂起，利用液壓支承的滾輪，用其他牽引車將列車移開。每個懸浮架上共有8套液壓支撐裝置，每4套一組通過液壓支承座固定于左、右縱梁上。液壓支承裝置由液壓油缸、支承輪、固定蓋、定位銷等組成。缸體下部直徑大于上部直徑，形成一個有凸臺的圓柱形，在上部頂端的缸體上開有螺紋。液壓缸的推動桿下部是支承輪，它隨推動桿的伸縮，實現上下移動。

為了使支承輪保持沿軌道的位置不變，在缸體下部大直徑圓柱上開有定位螺孔，在液壓支承座上適當位置開有相應孔，定位銷通過橡膠密封環穿過該孔擰緊在定位螺孔上，這樣可保證圓柱形的油缸在圓周方向始終與其安裝座保持準確的位置，相應地小輪也就始終保持正確的方向。

列車落于軌道上時，液壓支承小輪距軌面3 mm，列車額定懸浮高度下液壓支承小輪距軌面11 mm，需要液壓支承小輪支承列車時，液壓缸名義頂出長度應≥11 mm。

應急輪成功頂起后，司機向行調匯報，得到允許后，利用電機驅動應急輪前往最近車站疏散乘客、回庫。

(4)救援結束：救援隊在確認救援成功后，立即向現場指揮小組組長匯報，并由其向應急指揮部報告，終止本次救援。

1.3 車輛電氣設備故障

中低速磁浮列車車輛電氣設備眾多，某一電氣設備發生故障都有可能導致列車無法開動。當車輛系統發生電氣系統、制動系統、控制系統等故障，導致列車不能開動時，應立即對故障列車展開應急救援。圖3為車輛電氣設備故障類型。

圖3 車輛電氣設備故障類型圖

(1)信息發布：故障發生后，控制中心對故障信息進行確認，包括故障發生地點、車次和車輛號、列車故障信息及狀態、乘客的大致情況等，并發布列車故障信息。車廠控制中心值班主任在接到救援命令后，立即通知部門負責人及相關人員，根據需要通知當班工程車司機。

(2)先期處置：在列車發生故障后，故障車司機應立即報告控制中心、廣播安撫乘客，并進行故障處理。同時控制中心確認故障車需要救援后，立即向故障車和救援車發布救援命令；如需工程車救援，立即聯系廠調進行組織。車站方面接到清客命令后，按有關規定組織清客。救援車司機接到救援命令后，清客并做好救援準備。當班工程車司機接到需要工程車救援指令后，立即整備作業。

(3)現場救援：采取了相應的安全措施后，各專業進入現場進行檢查確認，若列車完全失去懸浮能力，則啟動應急輪系統。

應急輪成功頂起后，司機向行調匯報，得到允許后，利用電機驅動應急輪前往最近車站疏散乘客、回庫。

若電機無法驅動應急輪，則采用工程車救援方式。

工程車救援：故障車做好連掛準備。然后救援工程車按計劃運行至故障地點與故障車實施連掛。連掛好后，故障車緩解制動，試拉。故障車(或救援工程車)司機確認進路安全后報行調，聽其指令操作。

(4)救援結束：救援隊在確認救援成功后，立即向現場指揮小組組長匯報，并由其向應急指揮部報告，終止本次救援。

1.4 車輛沖突故障

列車車輛沖突屬于行車事故，在出現沖突時，要盡快處置，以最短的時間將沖突車輛分離、拖走，清理線路，最大可能地減少事故對整個磁浮列車運營的干擾和影響，將事故損失降低到最低限度。圖4為車輛沖突故障類型。

圖4 車輛沖突故障類型圖

(1)信息發布：事故發生后，控制中心對故障信息進行確認，包括列車沖突地點、車次和車輛號、列車沖突后的狀態、乘客的大致情況等，并立即按照相關規定進行信息匯報。相關部門生產調度在接到救援命令后，應立即通知救援隊、部門負責人、各室主任及安全員，組織搶險救援工作。

(2)先期處置：控制中心封鎖事故影響區域，與電調確認對事故區域接觸軌停電。隨后控制中心與司機確認是否有人員受傷，視情況報120、110。車站的工作人員立即組織人員疏散及醫療救治。各救援隊趕赴現場，做好現場設備安全保障工作。同時組織工程車出動的準備工作。

具體措施為：故障發生第一時間，現場處理由司機、車站在控制中心的指揮下具體負責，由當班車站值班站長擔任應急負責人，全面負責組織乘客疏散、傷員救治工作。分公司立即成立現場救援指揮小組，下設客運指揮小組、車輛搶險救援指揮小組、設施設備搶修指揮小組、醫療救治后勤小組等，負責應急搶險救援組織工作。在分公司現場應急指揮小組到達現場前，由客運部擔任應急主導部門。隨后在分公司現場應急指揮小組到達現場后，搶險工作在其領導下進行。

(3)現場救援：各專業救援隊在采取相應的安全措施后，進入現場進行勘察，制定救援方案，隨后按制定的救援方案進入現場開始救援。

車輛救援：首先車輛部救援隊對沖突列車實施分離、復位等救援工作。在車輛救援工作完成后，及時匯報現場救援指揮小組。接著在確認線路符合行車條件后，按指令將故障車由工程車推進(或牽引)至就近的存車線或車廠。

設備搶修：設施設備部救援隊迅速對故障區域內所屬設備進行檢查，并對損壞設備進行搶修。在搶修作業完成后，報現場救援指揮小組。

(4)救援結束：救援隊在確認救援成功后，立即向現場指揮小組組長匯報，并由其向應急指揮部報告，終止本次救援。

2 結語

中低速磁浮交通系統屬于新型城市軌道交通，目前還未得到成熟的應用，形成一套完整的安全管理體系迫在眉睫。本文針對中低速磁浮列車日常運營中出現的幾種常見的車輛系統故障，提出了相應的較為通用的應急響應預案，其它需要注意的有以下幾點：

(1)由于中低速磁浮列車采用抱軌運行的方式，安全性高，不會脫軌，因此，在救援時應首先考慮人員的救援和疏散，再考慮車上的救援。

(2)在日常運營過程中應當加強有關人員的應急培訓并進行反復的應急預案模擬演練。在演練過程中鞏固應急人員應急技能并發現預案的漏洞與不足，從而進行補充與改進，避免在真正的事故應急中產生失誤。

(3)對日本、韓國等國的中低速磁浮列車運營線進行考察，學習成熟的緊急疏散與應急救援體系，然后結合我國中低速磁浮交通的特點，形成完善的安全管理體系。

[1]唐 銳，吳俊泉.中低速磁浮列車在我國城軌交通中的應用前景[J].都市快軌交通，2006，19(2)：12-15.

[2]楊新斌.中低速磁浮技術在城市軌道交通中的應用[J].鐵道車輛，2015，53(4)：30-32.

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[7]錢勇生，廣曉平，鄭 雍.地鐵應急救援預案的研究[J].地下空間與工程學報，2006，2(2)：288-292.

[8]胡岳雄.地鐵列車救援的流程、組織及設備淺析[J].科技信息，2013(16)：472-472.

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[12]Xing Meng，Mengling Li，Shu Yu.Study on Subway Safety Measures and Emergency Rescue’s Countermeasures in Shenyang[J].Applied Mechanics and Materials，2013，405-408：1346-1349.