動車組運行途中登頂處置方案研究

馮啟興

（中國鐵路北京局集團有限公司 北京動車段，北京 102600）

動車組在運行區間發生故障,需進行登頂處置時，為保障作業人員人身安全，會采取多項措施進行安全卡控。但過于繁雜的安全卡控措施極大延長了故障處置時間。同時，鑒于鐵路線路的特殊性，動車組在正線區間停車時，由一列列車受到干擾而引起的延遲傳播可能會對后續的列車造成不確定的影響，進而對整條線路的運輸秩序造成影響。這就要求鐵路部門在突發事件發生時進行快速處置，保證后續列車盡快地恢復按列車運行圖行車，使損失降低到最小[2]。

國內高鐵工作者針對弓網故障應急處置中人身安全和行車安全兩方面存在的薄弱環節提出了相應對策，并整理出一套應急處置的既定流程。但動車組發生故障需進行登頂處置時，按照既有模式處置的效率已無法滿足當下高鐵運營的整體需求。

本文對既有動車組登頂處置流程進行分析，并提出解決辦法，經現場演練認證，大幅度提高了登頂效率，為該方案的全路推廣提供了數據支持。

1 既有登頂處置方案分析

動車組需登頂處置故障時，為確保隨車機械師作業人身安全，需要進行接觸網斷電操作。在正線上進行接觸網斷電作業時，由于無法判斷來電方向，需要在動車組頭尾兩端均設置接地線[3]。隨車機械師需耗費大量體力和時間用于搬運工具備品、與司機當面進行命令簽收和確認放電等操作。登頂作業前的各項準備工作和各項確認環節延長了故障整體處置時間，導致處置效率低下。

1.1 動車組放電方式

1.1.1 二系平臺動車組放電方式

二系平臺（包括CRH2A/B/C/E/G、CRH380A/AL型）動車組斷電降弓后，車頂高壓系統會殘存有大量電荷，如不進行放電操作就直接登頂作業，存在觸電人身安全隱患[4]。

二系平臺動車組采用的放電方式有兩種。（1）閉合接地保護開關放電方式：接觸網斷電后掛接地桿，通過閉合接地保護開關（EGS），將車頂高壓系統殘存電荷泄放。（2）升弓放電方式：接觸網斷電后掛接地桿，通過接觸網掛接地桿，升弓可將車頂高壓系統殘存電荷泄放。

幼兒在學習幾何圖形之前就對物體的形狀有了初步了解，這是他們在生活與探索之中積累的經驗。特別是幼兒能夠對自己接觸過的物體形狀擁有比較清晰的認識。例如，幼兒能夠知道足球是圓形的，門窗是長方形的等。而在這個階段，幼兒對圖形的認識還無法脫離具體物體單獨存在，需要逐漸從具體化的物體向抽象化的圖形概念進行轉化，這才能夠形成抽象意識，從而更加準確地理解和把握幾何圖形的概念。比如，很多幼兒會用具體的事物代指某種圖形，而在經過一段時間的學習后他們則會嘗試將物體與形狀進行比較，形成初步的圖形觀念，最終完成幾何圖形概念抽象化。

由于閉合EGS放電方式較為復雜，且使用EGS放電后還存在空開未恢復到位的情況，接觸網供電后升弓合主斷導致接觸網頂閘的錯誤操作隱患，因此二系平臺動車組大都采用升弓放電方式。

“G40次”問題發生后，暴露出在車頂受電弓均被擊打損壞的極端情況下，存在無法通過升弓進行放電操作的可能[5]。而通過閉合EGS放電操作流程復雜，存在錯誤操作安全隱患，必須要求隨車機械師與司機共同確認，給應急處置工作增加了新的卡控環節，帶來新的操作風險。這種情況下，急需尋求二系平臺動車組新的放電操作方法。

1.1.2 歐系平臺動車組放電方式

歐系平臺動車組斷電降弓后，因受電弓等的分布電容貯存的能量極小，可以忽略，登頂作業不涉及到高壓部件內部電容的泄放。殘留電荷主要集中在車頂高壓母線的分布電容中。該動車組可通過車頂高壓互感器進行泄放，泄放時間一般在1 s內，不需要再進行單獨放電[6]。所以，歐系平臺動車組登頂處置方案不需要對車頂高壓部件放電環節進行優化。

1.2 安全信息確認

在登頂處置過程中有3次安全信息需隨車機械師與司機當面進行聯控確認。這些當面聯控需求在很大程度上，延長了作業時間，降低了處置效率。

（1）隨車機械師下車作業前，需由司機向行車調度員提出下車申請、接觸網斷電申請及鄰線限速160 km/h申請。調度命令下達后，司機會要求隨車機械師簽收調度命令[7]。由于隨車機械師在提出登頂作業申請后，需要提前準備接觸網斷電的工具備品，而這些工具分布在動車組不同車廂的備品柜內。調度命令下達后，隨車機械師需從車廂處前往司機室簽收調度命令，再返回車廂內準備工具。延長了工具、備品的準備時間；

（2）接觸網停電后，隨車機械師需前往司機室與司機共同升弓進行接觸網網壓確認。確認接觸網無網壓后方能進行驗電掛桿操作，延長了作業時間；

（3）在動車組首尾端接地線設置完畢后，二系平臺動車組需進行放電操作，此項操作要求隨車機械師前往司機室確認司機操作情況，延長了作業時間。

1.3 應急工具備品

接觸網接地裝置和登頂作業工具備品種類繁多，隨車機械師行走路線繁雜。接觸網斷電后，隨車機械師需分別將兩套接地裝置搬送至首尾司機室，以便在動車組首尾端掛設接地線。同時還需準備相關的勞動防護用品[8]。動車組首尾兩端掛桿完畢后，隨車機械師需將登頂作業工具和登頂梯運送至故障車處。

在登頂處置過程中，應急工具備品的搬運流程如下：

（1）隨車機械師將登頂工具運送至故障車廂處；（2）帶上一套接地桿、接地線、驗電筆、絕緣鞋、絕緣手套、安全帽到主控端司機室，與司機簽認命令后下車驗電掛桿；（3）帶上另一套接地桿、接地線、驗電筆、絕緣鞋、絕緣手套、安全帽到另一端驗電掛桿；（4）到故障車處登頂處理故障，完畢后再至兩端撤桿。

隨車機械師最短行程為車組總長的3.5倍。以驗證時使用的CRH380CL型長編動車組為例，總行走路程為1 500 m，且為負重11.4 kg行走（接地桿總重9 kg、驗電筆1.4 kg、絕緣鞋及手套重1 kg）。各項準備工作完成后才能登頂處置故障。登頂時還需負重攀爬登頂梯，對隨車機械師的體能和身體素質是一個極大的考驗。

綜上，由于二系平臺動車組放電方式復雜，隨車機械師與司機的諸多聯控環節均需在司機室當面完成，隨車機械師接觸網斷電操作和登頂作業需要準備的工具繁多，且對掛桿位置有明確要求，導致隨車機械師將大量的時間和精力用在路線行走和工具準備上，致使故障整體處置時間延長，處置效率低下。

2 優化方案及驗證情況

為了優化動車組登頂處置流程，在保證隨車機械師人身安全的前提下縮短故障處置時間，本文從二系平臺動車組放電方式變更、接觸網斷電后掛桿方式變更、安全信息確認方式優化、隨車備品工具管理優化4個方面進行了方案改進。

2.1 二系平臺動車組放電方式變更

針對二系平臺動車組，接觸網斷電且接地線設置完畢后，由升弓放電變更為直接閉合主斷放電。接觸網斷電后掛接地桿，閉合真空斷路器（VCB）,車頂高壓系統殘存電荷可通過牽引變壓器原邊繞組進行泄放，具體原理如圖1所示。

圖1 降弓閉合真空斷路器放電原理圖

操作方法是在接觸網斷電掛接地桿后，車輛降弓狀態下，在主控端司機室按下“VCB合”按鈕，通過故障顯示燈“VCB”燈熄滅來確認VCB閉合，放電即完畢。

2.2 接觸網斷電后掛桿方式變更

區間停車時，接觸網斷電后，由在動車組首尾端接觸網掛桿變更為在受損受電弓兩端鄰近接觸網腕臂處各掛設一根接地桿。遇多架受電弓損壞時，在多架受損受電弓外側鄰近接觸網腕臂各掛設一根接地桿。通過改變掛桿位置（首尾端掛桿變更為故障車廂兩端掛桿）和掛桿方法（在接觸網上掛桿變更為在接觸網腕臂上掛桿），隨車機械師在提出登頂需求后，即可提前將相關工具備品運送至故障車廂并開始各項準備工作。同時，區間停車時，受作業空間限制，尤其當非會車側線路邊緣距鋼軌不足2.5 m時，需申請封閉臨線以便在會車側驗電掛桿，對接觸網進行驗電掛桿的難度較大，還會給運輸秩序帶來更大的影響。若變更為在接觸網腕臂處驗電掛桿，在便于隨車機械師操作的同時，還可將對運輸秩序地影響降至最低。

2.3 安全信息確認方式優化

隨車機械師確認需登頂處置故障后，改為使用電臺通知司機，由司機向行車調度員提出登頂作業請求。待調度命令下達后，司機通過電臺通知隨車機械師調度命令。隨車機械師無需到司機室確認調度命令即可從故障車非會車側就近車門處下車，提前進行接觸網斷電的相關工作準備。

隨車機械師將接地桿設置完畢后，可電臺通知司機。由司機閉合主斷進行放電操作。操作完成后由司機電臺通知隨車機械師已完成放電。隨車機械師與司機通過電臺二次確認后即可進行登頂作業，提高登頂作業人身安全關鍵信息確認效率。

2.4 隨車備品工具管理優化

根據受電弓常見故障情況，將登頂作業需要的工具整合到一個作業工具包內。隨車機械師可直接背包登頂，省去準備工具的時間；將絕緣手套、安全帽等絕緣用品打包整合到絕緣工具包內，將接地線與接地桿連接緊固到位并使用扎帶捆綁，便于搬運的同時減少接地工具組裝時間；根據不同車型實際情況，將上述工具備品放置在受電弓所在車廂或者就近車廂，縮短隨車機械師取用時間。

2.5 新方案驗證情況

通過變更放電方式和掛桿方式、整合工具備品、優化信息確認流程，有效地降低了隨車機械師作業強度和難度，縮短了人身安全防護工作準備時間，提高了處置效率。經多次現場演練，以長編動車組為例，新方案與原處置方案之間各環節時間對比如表1所示。

從表1可知，同車型、同人員、登頂處置時間均為10 min的情況下，新處置方案總作業時長為51 min，原處置方案總時長為89 min。采用新方案比舊方案節省近38 min，顯著縮短了故障處置時間。

表1 方案優化前后演練作業時長寫實表

3 結束語

目前動車組發生故障后進行應急處置時，是以保證絕對安全為核心。隨著民眾對于高鐵服務要求的不斷提升，高鐵發生故障后，在保證安全的前提下，對應急處置效率提出了更高的要求。針對動車組發生需登頂處置故障后的操作流程，通過對放電方式、掛桿方式、工具備品和信息確認4個環節的改進，優化了故障處置流程，縮短了故障處置時間。通過現場多次對新方案進行演練驗證，該方案已獲得北京局集團公司和鐵路總公司的認可，并已在全路范圍內推廣使用。