大秦線3萬t重載列車救援組織方案

丁永民，馬志強，張 軍，唐金金

（1.太原鐵路局，山西 太原 030013；2.太原鐵路局 運輸處，山西 太原 030013；3.北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044）

大秦線3萬t重載列車救援組織方案

丁永民1，馬志強1，張 軍2，唐金金3

（1.太原鐵路局，山西 太原 030013；2.太原鐵路局 運輸處，山西 太原 030013；3.北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044）

在闡述國內外鐵路事故救援研究情況的基礎上，針對大秦線特殊重載列車開行特點，分析重載鐵路列車事故救援特點及重載鐵路列車事故救援與處理情況，提出特殊條件下的事故救援組織，從事故致因及預防等方面探討路基路面下沉、鋼軌損傷及機車車輛故障等因素對重載列車事故的影響，并分別制訂適用于重載列車行車事故的救援組織方案，為大秦線開行3萬t重載組合列車提供安全保障。

大秦線；3萬t重載列車；特殊條件；救援組織方案

1 概述

大秦線 (韓家嶺—柳村南) 全線長為 653 km，是我國第一條雙線電氣化重載運煤專線，最先實現萬噸、2 萬 t 重載列車的開行。大秦線西端分別與京包線 (北京北—包頭東) 古店站、北同蒲線 (大同—太原) 韓家嶺站、大準線 (大同—薛家灣) 大同站、云崗支線小站站、口泉支線平旺站接軌；東端分別與京哈線 (北京—哈爾濱) 秦皇島東站、沈山線 (沈陽—山海關) 柳村南站接軌；中部分別與京承線 (北京—承德) 高各莊站、津薊線 (漢溝鎮—薊縣) 薊縣西站、遷曹線 (遷安北—曹妃甸南) 遷安北站接軌。大秦線計劃在條件成熟時開行 3 萬 t 重載列車提高運能，而 3 萬 t 重載列車與 2 萬 t 重載列車 (或質量更輕) 在運行過程中存在明顯差異，主要表現為 3 萬 t 重載列車在制動時間和距離方面明顯加長，所需牽引機車數量增多，而出現路基路面下沉、鋼軌損傷及機車車輛故障等的可能性相應提高，直接影響救援的實施。因此，需要針對 3 萬 t 重載列車研究設計救援組織方案。

目前國內外已有大量針對鐵路事故救援的研究，Kraemer P 等[1]針對德國全國鐵路軌道系統事故救援行動的指導方針，討論高速鐵路事故救援任務的注意內容和實施準則；Durrani S 等[2]分析美國培訓消防人員在突發機車事故時對貨運機車乘務員進行救援的實驗方法和經驗教訓；CHENG Yung-hsing 等[3]通過考慮救援需求概率、獨立的繁忙救護車及鐵路線路風險水平，建立模糊多目標規劃模型，并且利用非支配排序遺傳算法進行求解；ZHOU Hui-Jian 等[4]針對應急預案的概念和特點，利用詳細的流程圖，從系統角度提出鐵路應急預案的實施方案。但是，上述研究重點均為一般鐵路事故，對重載列車，特別是大秦鐵路的事故救援組織情況研究較少。良好的救援措施和方案不僅是維持鐵路系統正常運行的重要支撐，而且能夠對列車的安全運營起到重要作用；同時還可以減小突發事故所造成的直接和間接損失，減少應急救援費用，加快運輸生產秩序的恢復。因此，研究大秦線特殊條件下的列車救援組織方案具有重要現實意義。

2 大秦線3萬t重載列車事故救援特點分析

2.1 重載鐵路列車事故救援特點

與非重載列車事故救援相比，重載列車事故在救援時具有以下特點。

（1）無論是牽引工況還是制動工況，機車與車輛或車輛與車輛間的縱向沖擊力較大，機車車輛及貨物的損傷情況更加嚴重，救援復雜度大大增加。

（2）目前鐵路事故采用吊復法實施救援起復，很大程度上依賴于起重機。普通起重機的起復能力無法單獨完成重載列車的救援工作，救援難度增加。

（3）重載列車的編組輛數較多，列車長度較長，需要的救援人員、救援設備及救援時間也大大增加。

2.2 大秦線 3 萬 t 重載列車事故救援特點

2.2.1 路基路面下沉引發事故救援特點

隨著大秦線運量的逐年增加，大秦線的路基病害將更加嚴重，部分地段路基出現下沉病害，而路橋、路涵過渡地段的不均勻沉降病害尤為嚴重，此外一些地段因路基翻漿冒泥出現道床翻漿冒泥和板結。這些病害的存在給 3 萬 t 重載列車的運行帶來安全隱患。此外，大秦線開行 3 萬 t 重載列車會使路基承受的連續動荷載繼續增加，因而需要對線路路基進行充分調查和檢測，將路基下沉嚴格控制在一定范圍內，預防事故發生，具體的調查和檢測措施可以包含以下 3 個方面[5]。①分析大秦線路基與軌道的設計資料，充分掌握 3 萬 t 重載列車的通過總重、車速及軸重等列車運行數據，對照相應標準進行技術評估。②進一步調查路基形態等技術特點，采用車載探地雷達等方法對運行3 萬 t 重載列車時道床病害的類型和分布進行分析。③選定代表性路段進行詳細的質量檢測和動態監測，根據試驗結果分析大秦線既有線路條件能否順利運行 3 萬 t 重載列車，并給出整改方案。

大秦線開行 3 萬 t 重載列車，會因機車車輛軸重增大、速度提高加劇列車線路系統的作用。路基基床及整個路基系統應具有穩固支撐軌道的能力，同時給軌道提供適當的彈性。為使路基系統能夠穩固支撐軌道并令其具備一定彈性，針對開行 3 萬 t 重載列車，對大秦線路基進行以下改造[6]。①強化路基基床，嚴格把控基床表層的填料和強度。②嚴格控制路基填筑，把控路基填料的分類、填筑壓實標準和檢測方法，并開發相應的施工機械和檢測設備。③加強路基防排水功能，增強對邊坡和災害的防護。

2.2.2 鋼軌損傷引發事故救援特點

大秦線的鋼軌損傷主要有曲線上股側磨、曲線下股壓寬、軌面擦傷等，主要發生在小曲線半徑、隧道地段[7]。大秦線產生鋼軌損傷的原因主要與其重載大運量線路條件、鋼軌材質和養護維修有關。在開行 3萬 t 重載組合列車后，對于 重載運輸形式下的鋼軌損傷，應當采取防治并行的措施，來防止設備故障進一步引發嚴重后果。考慮采取以下措施預防鋼軌損傷。①探傷檢測能夠有效控制鋼軌損傷程度，對 3 萬 t 重載組合列車帶來的加速鋼軌損傷問題，可以同時加大工務段小探傷儀和探傷車的檢查力度來避免鋼軌的重傷及斷軌。②加強道床修理是有效減少鋼軌損傷的基礎工作，應在大修天窗點和每旬的天窗維修時間對大秦線合理安排道床大機清篩、搗固作業，實現全面覆蓋。③通過涂固體潤滑油脂減少鋼軌磨耗，同時通過打磨鋼軌減小輪軌作用力、提高鋼軌疲勞抗力。④采用鋼軌預防性打磨減少鋼軌的剝離掉塊等[4]。

2.2.3 機車車輛故障引發事故救援特點

鐵路機車車輛在運行過程中可能發生車輛輪軸故障、車體下沉 (傾斜)、車輛劇烈振動或與障礙物相撞，導致機車車輛發生側翻、脫軌、火災甚至爆炸等影響鐵路正常行車的鐵路交通事故。由于大秦線 3 萬 t重載列車牽引質量較大，當機車車輛發生故障時相應的制動難度也增加，列車在制動或緩解時產生的縱向沖動和拉拽力可能繼續影響行車安全，導致車輛牽引、緩沖裝置損壞，甚至發生短路、脫軌事故；大秦線為北煤運通道，其重載組合列車運輸的物資主要為煤炭資源，運輸不當可能會引起火災，在隧道等半封閉空間內甚至有爆炸的危險。

2.2.4 網壓波動過大引發事故救援特點

3 萬 t 重載列車運行試驗數據表明，在某些區段，3 臺和諧電力機車和 1 臺 SS4電力機車牽引 3 萬 t 重載列車的牽引負荷電流大于牽引變壓器容量；在長大下坡道容易發生 3 臺和諧電力機車同時電制動反饋而接觸網壓過高，導致電制封鎖無法正常使用，因而 3 萬 t重載列車運行存在一定安全隱患。在 3 萬 t 重載列車試驗過程中，曾多次檢測到網壓波動過大和機車因接觸網電壓轉矩受限制[8]。在突發緊急情況下，網壓波動過大可能引起列車被迫停車、側翻甚至脫軌。因此，需要嚴格制定網壓波動過大而引發的事故的救援機制。

3 大秦線3萬t重載列車事故救援組織

3.1 路基路面下沉引發事故救援組織

當 3 萬 t 重載列車在運行過程中由于路基下沉發生緊急停車、列車脫軌甚至嚴重側翻時，需要迅速啟動應急指揮方案，各相關部門的應急措施如下。①列車司機：所有列車司機必須緊急停車并上報列車調度員，隨后按照調度員指示采取應急措施。如果出現人員傷亡，一名司機應向鄰近車站或列車調度員請求援助，剩余司機及時將傷亡人員移出線路、做好標記，列車上有專業救護人員時應對傷員實施搶救。②列車調度員：列車調度員應立即封鎖事故區間，下達出動救援列車、工務搶修隊的調度命令，并逐級上報。③救援列車：救援列車負責人在接到調度命令時應立即組織救援工作，及時利用多臺起重機起復機車車輛，清除線路上的障礙，當發生人員傷亡時，積極搶救，妥善處理。④工務搶修隊：工務救援班值班人員接到調度命令后，救援班長應立即召集人員迅速趕到救援列車處，與救援列車協同行動。到達事故現場后，搶修受損路基，確保盡快恢復行車。⑤貨運部門：運輸處應迅速組織裝卸人員和機械工具清理事故貨車及煤炭，編制貨運記錄。路基下沉引發事故的應急預案流程如圖 1 所示。

3.2 鋼軌損傷引發事故救援組織

由于重載組合列車運量和軸重的增加，加速了鋼軌損傷的形成和發展。大秦線在開行 2 萬 t 列車后，線路的病害有較大加劇，增大維修養護工作，鋼軌的使用壽命也相應縮短。因此，大秦線增開 3 萬 t 重載列車后，需要重點考慮鋼軌損傷可能帶來的問題。當沿線工務人員發現鋼軌損傷可能危及重載組合列車行車安全時，須立即采用應急措施避免列車在經過鋼軌損傷路段時發生脫軌甚至傾覆等事故。此時路段存在較大安全隱患，應及時封鎖區間或限速運行，并盡快組織人力、物力趕赴現場緊急搶修以及時恢復正常行車，各相關部門的應急措施如下。

圖 1 路基下沉引發事故的應急預案流程

（1）工務人員：迅速通過列車無線調度通信設備指示車站值班員或列車司機實施緊急停車，并在故障地段顯示停車信號；對故障設備實施緊急修復，立即通報鄰近車站的工長或車間主任。

（2）車站值班員：鋼軌的損傷不能在列車運行間隔時間內修復時，立即向列車調度員請求封鎖區間。

（3）列車調度員：發布命令限速運行或封鎖區間，并逐級上報。確認安全狀態后解除區間封鎖。

（4）工務部門：迅速趕赴故障地點組織和指揮搶修受損鋼軌工作，必要時線路工長或車間主任應及時趕到現場。

（5）線路工長或車間主任：根據故障判斷影響行車的程度，確定運行辦法。在線路工長或領工員到達故障地點前，列車運行辦法可以由現場工務人員確定[9]。

鋼軌損傷應急處置流程如圖 2所示。

3.3 機車車輛故障引發事故救援組織

圖 2 鋼軌損傷應急處置流程

重載列車在行車過程中如果發現車體下沉或傾斜、車輛劇烈振動，應立即緊急停車。列車在區間內被迫停車、不能繼續運行時，各部門應采取以下應急措施。①司機：迅速通過列車無線調度通信設備通報兩端車站、列車調度員，報告列車停車原因和停車位置，并根據實際需要盡快請求救援。②車站值班員：在收到司機通報后，立即將區間內列車運行情況告知司機和區間內運行的相關列車，并禁止向區間內繼續放行追蹤和續行的列車[9]。③列車調度員：發布命令封鎖區間，并逐級上報。確認安全狀態后解除區間封鎖。④工務搶修隊：迅速趕赴故障地點組織和指揮搶修工作，按照故障原因盡快修復故障機車車輛。必要時，線路工長或車間主任應及時趕到現場。

當重載列車發生沖突、脫軌或顛覆事故時，各部門采取應急措施如下。①司機：立即通知列車調度員。②列車調度員：發布命令封鎖區間，并逐級上報；需要觸動救援列車時，直接向救援列車發布救援出動命令，事故緊急時，應向相關部門發布出動事故救援班指示。③機車調度：發布救援列車出動命令。由于大秦線線路自山西省大同市至河北省秦皇島市，地理跨度較大，發生行車事故時救援列車可能需要跨鐵路局出動，此時由上級機車調度發布出動命令[10]。④救援列車：救援列車負責人在接到調度命令時應立即組織救援工作，及時起復機車車輛，清除線路上的障礙；當發生人員傷亡時，積極搶救，妥善處理。⑤工務搶修隊：工務救援班值班人員接到調度命令后，救援班長應立即召集人員迅速趕到救援列車處報到，與救援列車協同行動。到達事故現場后，搶修受損路基，確保盡快恢復通車。⑥貨運部門：運輸處應馬上了解發生事故的貨車和受影響貨車的貨物裝載信息，迅速調集裝卸機械和工作人員進行現場清理并編制貨運記錄。

重載列車發生火災、爆炸時，各部門采取應急措施如下。①司機：必須緊急停車等待救援，停車應選擇遠離特大橋梁、長大隧道的地方，同時迅速通報供電部門停止接觸網供電。由于 3 萬 t 重載列車編組車輛較多，總長接近 4 km，可以采用分隔甩車的方式甩下著火車輛，然后將未著火車輛拉至安全地段，避免著火車輛引燃未著火車輛；對甩下的車輛，由司機負責采取防溜措施。②列車調度員：發布命令封鎖區間，并逐級上報，向救援列車發布救援出動命令；事故緊急時，應向相關部門發布出動事故救援班指示。③機車調度：發布救援列車出動命令。由于大秦線線路地理跨度較大，發生行車事故時救援列車可能需要跨鐵路局出動，此時由上級機車調度發布出動命令[11]。④救援列車：接到出動命令后，應立即召集救援列車當班和休班人員，以及隨行的通信、電力、接觸網和醫護人員，保證及時出動。同時，所屬單位領導也須隨救援列車趕赴事故現場。⑤工務搶修隊：工務救援班值班人員接到調度命令后，救援班長應立即召集人員迅速趕到救援列車處報到，與救援列車協同行動；到達事故現場后，搶修受損路基，確保盡快恢復通車。⑥貨運部門：運輸處應馬上了解發生事故的貨車和受影響貨車的貨物裝載信息，迅速調集裝卸機械和工作人員進行現場清理并編制貨運記錄。

綜上所述，對于故障的機車車輛，如果經搶修后，故障得以快速消除，并且經確認重載列車能夠保證繼續安全行車時，列車調度員應在確認安全狀態后及時解除區間封鎖，恢復區間行車，避免過多影響線路運輸能力；如果工務搶修隊趕赴現場后判斷機車車輛故障不能在短時間內消除，則應盡快安排故障列車避讓正線列車，嚴重時需要出動救援列車及時起復列車、搶修線路，以恢復正線行車，并盡快安排故障機車車輛回段檢查、進行檢修。在機車設備故障回段后，段總工程師應組織各科室對故障機車進行調查、取證、處理和分析。

3.4 網壓波動過大引發事故救援組織

當出現網壓大幅度波動而引發 3 萬 t 重載列車被迫停車、側翻甚至脫軌時，各相關部門應迅速采取以下應急措施。①列車司機：所有列車司機應當立即采取停車措施，緊急上報供電調度員和列車調度員，并按照調度員指示采取安全措施。②列車調度員：列車調度員應立即封鎖事故區間，對救援列車下達出動命令。③救援列車：救援列車負責人在接到調度命令時應立即組織救援工作，及時利用多臺起重機起復機車車輛，清除線路障礙。④供電調度員：供電調度員應立即安排電務搶修隊對接觸網進行搶修。⑤電務搶修隊：電務搶修隊迅速安排值班人員到達事故地點對接觸網進行搶修，通過檢測確保網壓正常后，上報供電調度員和列車調度員恢復行車。

網壓波動過大引發事故的應急預案流程如圖 3所示。

4 結束語

大秦線 3 萬 t 重載組合列車的開行，在提高大秦線貨運量和掌握 3 萬 t 重載列車運行的關鍵技術方面具有重要意義，但由于其更大的列車質量和更長的列車長度，發生行車事故的概率較其他重載列車而言更大，特別是路基路面下沉、鋼軌損傷、機車車輛故障及網壓波動過大等引發的事故。在參考現行的非重載列車、萬噸及 2 萬 t 重載列車行車事故應急處理方案的基礎上，針對 3 萬 t 重載組合列車的特點，給出合適的救援組織方案。通過制訂不同影響因素引發列車事故的救援方案，可以方便重載列車事故救援工作的開展，減少直接和間接事故損失，促進鐵路正常安全運營。同時，上述救援組織方案對其他重載線路在開行 3 萬 t 重載列車時也具有較好借鑒價值，對大秦線開行列車質量更大的重載列車具有一定參考作用。

圖 3 網壓波動過大引發事故的應急預案流程

[1] Kraemer P，Aul A，Vock B，et al. Emergency Response Management near the Tracks of the Public Railway Network[J]. Der Anaesthesist，2010，59(11)：1021-1028.

[2] Durrani S，Gertler J，Punwani S. Emergency Response Training for Locomotive Accidents[C]//ASME 2012 Rail Transportation Division Fall Technical Conference. Proceedings of the ASME Rail Transportation Division Fall Conference. Omaha：American Society of Mechanical Engineers，2012：101-106.

[3] CHENG Yung-hsing，LIANG Zhengxian. A Strategic Planning Model for the Railway System Accident Rescue Problem[J]. Transportation Research Part E Logistics & Transportation Review，2014，69(3)：75-96.

[4] ZHOU Hui-jian，JIA Li-min，QIN Yong. Railway Emergency Planning System and Its Implementation[C]//4th International Conference on Information Systems for Crisis Response and Management. Proceedings of ISCRAM China 2010.Harbin：Harbin Engineering University，2010：368-374.

[5] 趙 欣. 大秦線重載鐵路路基質量評估理論與方法的研究[D]. 北京：北京交通大學，2011.

[6] 王立軍. 重載鐵路路基評估的試驗研究[D]. 北京：鐵道部科學研究院，2005.

[7] 王金虎. 大秦線運量逐年遞增情況下的鋼軌傷損分析及對策[J]. 鐵道建筑，2008(10)：98-100.

[8] 王志強. 大秦線開行 3 萬噸重載列車存在安全風險的探討[J]. 科技與創新，2014(16)：122-123.

[9] 秦 勇. 交通運輸安全工程[M]. 北京：北京交通大學出版社，2005.

[10] 中國鐵路總公司. 鐵路技術管理規程[M]. 北京：中國鐵道出版社，2014.

[11] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路交通事故應急救援規則[S]. 北京：中國鐵道出版社，2007.

責任編輯：吳文娟

1004-2024(2015)11-0001-06

：U296；U298.5

：A

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2015.11.01

2015-11-02

中國鐵路總公司科技研究開發計劃(2014X001-B)