關于CR400BF標準動車組安全性分析

靳帥 朱寶

摘要：安全性是中國標準動車組先進性、人性化設計的重要體現。中國標準動車組設計有超員報警監控系統，該系統對每節車廂的載重量進行監控，防止出現超載，保證了動車組安全運行。本文主要對標準動車組的超員報警系統進行了詳盡的介紹和闡述。

關鍵詞：標準動車組 ? ?安全性 ? ?超員報警

1概述

高速動車組作為我國現如今運輸和人們出行的主要交通工具，在享受其高速帶來的快捷性、舒適性、便利性的同時，動車組自身的安全性能也變的越來越重要[1]。為了適應中國高速鐵路高安全性的需求，在中國鐵路總公司的主導之下，集合國內有關企業、高校、科研單位等優勢力量，開展了時速350公里中國標準動車組的研制工作。中國標準動車組在環保、節能、降低全壽命周期成本、進一步提高安全冗余等方面加大了創新力度，具有創新性、智能化、安全性、人性化、經濟性等特點。

2安全性能分析

CR400BF標準動車組即復興號動車組是我國自主研發的具有國際領先水平的高速動車組，其設計時速達到每小時350公里。標準動車組以其快捷、方便等特點迅速發展成為人們出行的主要交通工具，因此，其安全性也越來越惹人注目。標準動車組在繼承了“和諧號”動車組既有安全性能的同時，增加了動車組超員檢測監控系統。

2.1超員檢測系統必要性

相較于上一代“和諧號”動車組，“復興號”動車組除了經濟性、創新性等方面的提升，在設計上更加智能，加載了超員自動報警功能，當達到一定旅客量，單車超員20%時，會自動報警，其實，無論“和諧號”還是“復興號”，都具備一定的超載能力，只是“復興號”在設計上更加以人為本，同時考慮運行的安全性和乘坐的舒適性，包括空調供風能力和給水衛生能力在不影響旅客舒適性的前提下可以滿足多大超員負荷，經核算，“復興號”動車組超員20%時可正常運行，超過后乘坐舒適性會有所下降;上一代“和諧號”動車組并沒有設置超員自動報警裝置，在春運與暑運期間，出現返程高峰時，高速鐵路的運營能力始終難以滿足返程高峰期時旅客的需求當人員過多時，就會出現超員。

2.2超員運行危害

眾所周知，單獨的交通事故是一個隨機事件，具有不確定性。但是，大量這樣的隨機事件便構成了安全性能影響的來源[2]。車輛超載對安全行車或運輸造成極大的危害，嚴重危及群眾生命和財產安全，成為大量道路交通事故的誘導因素，造成巨大的損失。所謂超限，是指裝載超過線路對其的限值，包括運輸總重與軸荷等超過限定值[3]。

動車組超員即旅客數量超過滿載人數，當出現超員時，會增加車重，導致列車加速時間過長，造成列車區間內運行時間加長或制動距離延長，兩種現象都是在列車運行過程中嚴禁出現的，加速時間過長會導致列車晚點，制動距離延長會直接影響動車組出現突發情況時的性能，極端情況下會導致列車相撞，后果不堪設想。

同濟大學教授、鐵路專家孫章從應用力學設計的角度剖析了動車超員的危害。列車是通過軸和轉向架對軌道的力的傳遞向前運行的，其強度、剛度和穩定性是三大重要數據。軸的運轉是在軌道上往復交替載荷的疲勞破壞，特別是在高速運轉的情況下，這種破壞更大。動車曾經做過試驗，在高速下超載運行，車輛的軸承就出現了細微裂縫。當軸承出現裂紋時，若列車在此車重條件下持續運行便會導致軸承斷裂，進而導致列車脫軌、翻車，嚴重危害旅客人身安全[4]。

同時，動車組超員車重增加同樣會對軌道及相關設施造成損傷，由于超載超限車輛的荷載遠遠超過了鐵路和橋梁的設計載荷，致使鋼軌平穩度降低，導致列車蛇形運動和搖晃，影響旅客舒適度的同時還會增加脫軌的風險。

2.3動車組超員監測系統工作原理

動車組的超員報警通過監測車輛重量來實現，列車所有載荷狀態均通過空氣彈簧壓力來體現，即不同的載荷狀態對應不同的空簧壓力，各車制動控制裝置實時檢測本車的空氣彈簧壓力，將采集到的空氣彈簧壓力通過壓力傳感器轉化為車輛重量信息（單位：t），并通過列車數據傳輸總線發送到列車控制系統，列車控制系統將接收到的車重與軟件“超員警告閾值”預設值進行比較，進行超載信息的整車超員報警或單車超員報警判斷。

動車組超員報警值的設置是根據車輛超員人數確定超員報警閾值，并考慮適當的余量。列車監測系統內設置有維持列車載客運行所必需物品的載荷量，并將該載荷量定義為整備量，在此基礎上增加定員重量（每乘客80公斤）定義為定員載荷量，將超過20%的定員載荷定義為超員報警值。當單車超員20%時，進行預警，提示乘客向未超員車輛疏散;整列超員20%時，在司機室、機械師室、乘務員室進行報警，在客室內進行聲光報警，提示乘務員進行應急處置。

為排除車輛運行中過曲線等路況對空氣彈簧壓力值的影響，列車運行時控制系統不進行超員報警檢測。當列車靜止時，超員報警檢測系統開始對單車超員報警和整車超員報警進行監控，并在發生超員報警時在相應部位進行聲光報警提醒。

2.4超員報警措施

當單車發生超員報警時，會在司機室、機械師室進行聲光報警（單車超員時，司機室不報警;整列超員時，司機室進行聲光報警），并在司機室顯示各車廂“單車超員報警”狀態;同時列車控制系統把相應車廂超員報警信息發送旅客信息系統，旅客信息系統控制超員車廂車內顯示器顯示“本車已超員，請站立乘客到相鄰車輛乘坐”，同時本車廣播喇叭發出與車內顯示屏顯示文字內容一致的語音播報信息。

3.結論

本文介紹了CR400BF標準動車組超員檢測監控系統的必要性及工作原理，通過動車組超員檢測監控系統的設置使其安全性能大大提高，證明中國標準動車組不僅滿足了我國持續高速運行、長距離、開行密度較高、載客量較大等要求，更讓旅客在享受到快速、高效生活的同時，安全也得到了保障。

參考文獻：

[1] 張杰.動車組安全回路簡析[J]. 無線互聯科技，2015（05）：88-89.

[2] 張紅衛，王文龍.車輛超限、超載與公路運輸安全性分析[J].公路交通科技，2004（03）：132-134.

[3] 王起全，馮志斌. 道路交通安全性評價分析與研究[J].中國職業安全健康協會2007年學術年會，2017，11：310-311.

[4]王廣凱，李培署. 專家釋疑“動車超員報警”事件：超員超載很危險[J].人民日報，2013（03）.