城市軌道交通運(yùn)行的常見安全問題分析

梁景源 于詩博 沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

中國軌道交通從1965年發(fā)展至今的可謂日新月異，隨著時(shí)代的不斷發(fā)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(yùn)行中注意事項(xiàng)作為探討主體進(jìn)行分析。

1 列車運(yùn)行間距問題

若兩條鋼軌之間間距過小，當(dāng)兩輛列車相對行駛時(shí)，由于車速過大產(chǎn)生的沖擊會使列車產(chǎn)生相斥作用，易使鋼軌一側(cè)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(shè)鐵軌時(shí)，每兩根鐵軌接縫處必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過鐵軌接縫處時(shí)，車輪會受到一次沖擊，由于每一根鋼軌長度相同，所以這個(gè)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(jì)算列車危險(xiǎn)速度公式為：

故列車的危險(xiǎn)速度為40m/s。所謂危險(xiǎn)速度是指當(dāng)火車和鐵軌發(fā)生共振時(shí)容易把鐵軌震壞，列車在鋼軌上運(yùn)動時(shí)，受鋼軌對他的沖擊力作用做受迫振動，當(dāng)固有頻率等于沖擊力頻率時(shí)發(fā)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(xiàn)正是由于鋼軌的無縫焊接，才得以將車速提升到現(xiàn)在的車速。對此項(xiàng)技術(shù)的要求嚴(yán)格不可出現(xiàn)焊點(diǎn)。

2.2 列車在通過橋梁時(shí)需要減速，是為了防止鋼軌與橋梁發(fā)生共振，導(dǎo)致橋梁倒塌。

解決方案：如今除注意車速外，最好的技術(shù)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(jīng)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(guī)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(jī)軌兩種，在此應(yīng)注意：一般鋼軌用于鋪設(shè)鐵路干線，專用線，彎道及隧道用軌。其中標(biāo)準(zhǔn)長度有12.50m和25.00m。鋪設(shè)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(guī)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(jī)車的壓力、摩擦和沖擊載荷,要求有足夠的強(qiáng)度、硬度及韌性，質(zhì)量要求較高，所以必須檢驗(yàn)其力學(xué)性能，并進(jìn)行低倍組織檢驗(yàn)和落錘試驗(yàn)等。

4 軌道基本設(shè)備供電問題

4.1 牽引供電系統(tǒng)的基本原理及要求

供電制式是指供電系統(tǒng)向電動車輛或電力機(jī)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(qū)段的牽引網(wǎng)采用的是單邊供電。復(fù)線電氣化區(qū)段的牽引網(wǎng)采用通向單邊供電。接觸網(wǎng)供電分區(qū)上、下行牽引網(wǎng)由同一相供電。

4.3 高速電氣化鐵路供電技術(shù)

采用220KV電源供電，其優(yōu)點(diǎn)如下：

輸送能力高，電壓損失小，保證較高的供電質(zhì)量。

改善對電力系統(tǒng)的負(fù)序和諧波影響。

外部電力系統(tǒng)具有較大的負(fù)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(yùn)行。

高速鐵路的牽引網(wǎng)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(fā)達(dá)國家中，大多數(shù)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(shè)備可以概括為信號機(jī)、道岔、軌道電路三大方面。

信號機(jī)由于所在位置不同，其表示的信息也不同，信號機(jī)可分為進(jìn)站信號機(jī)，出站信號機(jī)，進(jìn)路信號機(jī)，通過信號機(jī)，遮斷信號機(jī)，預(yù)告信號機(jī)，調(diào)車信號機(jī)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(lán)，白五種顏色。信號機(jī)點(diǎn)燈電源為220V，燈泡電壓為12V。

道岔是一種使機(jī)車車輛從一股到轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)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(zhuǎn)換必須用到的設(shè)備就是轉(zhuǎn)轍機(jī)。在我國高鐵中常用轉(zhuǎn)轍機(jī)型號為S700K型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)。S700K動作電源采用三相交流380V獨(dú)立電源。

如今應(yīng)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(chǔ)上改進(jìn)的一種軌道電路制式。采用的是1700HZ—2600HZ載頻段，F(xiàn)SK制式軌道電路傳輸特性。其供5電壓為24V。

5 結(jié)束語

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

[1]張開冉.城市軌道交通安全.科學(xué)出版社，2016.5

[2]李建國.城市軌道交通系統(tǒng)概論.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.3