B21214057
关于防止脱轨与增强铁路行车安全的建议列车脱轨是危害铁路运输安全的严重事故。据统计,1988年10年间,我国全路重大、大事故中,列车脱轨约占总事故的70%,其比例之高,在国际上罕见,国内前所末有。为此,中国铁道学会安全委员会与铁道部安全监察司共同邀请路内从事安全方面研究的专家、学者和铁路第一线的安全管理工作者召开了“防止脱轨事故及确保客车安全学术研讨会”。会上,与会专家、学者分析了造成列车脱轨的原因,认为大多与列车/轨道系统的相互作用有关。国外早在60年代就在这方面开始进行了大量的研究工作。北美铁道协会(AAR)、国际铁路联盟(UIC)和原日本国铁都取得了重要成果,在保障行车安全的实践中发挥了重要作用。而我们在这方面还处于起步阶段。我国铁路安全研究方面的基础较薄弱,缺乏必要的试验条件,列车轨道系统安全性评定和管理方面的规程、规范不够完善和健全,存在不少漏洞和缺陷。对货车与脱轨有关的部分参数影响安全性能的关系研究不够,甚至有些失控。与会专家认为,为了减少脱轨事故,确保铁路行车安全,建议加强对列车/轨道相互作用系统安全性能、安全监测和保障技术设备的研究,并加大建设的投入。为此,应积极开展下列研究工作: 1.建设机车车辆/轨道系统安全性能试验线 为了科学、准确、公正地评价各种机车车辆的安全性能,建议在铁道部科学研究院东郊环行试验基地建设机车车辆/轨道系统安全性能试验线。所有新研制的机车车辆动力学性能鉴定试验都要在这条试验线上进行。 在轨道平顺性良好,曲线类型较少,半径较大,线路条件不固定的情况下,不可能正确、全面、客观地评定机车车辆的安全性能。因此,有必要参考北美铁道协会“AAR Ml00l货车性能试验分析评定标准”、美国“FRA轨道安全标准”、国际铁道联盟“UICOREB55车辆扭曲刚度检验标准”以及“德国机车车辆批准上道验收试验标准”的要求,建设我国用于试验评定机车车辆通过不平顺轨道和各种典型曲线的安全性能,以及检验车辆扭曲刚度等的永久性专用安全性评定试验线,使我国机车车辆安全性能评定试验工作得以规范进行。 2.尽快建立、健全和修改完善我国机车车辆轨道安全管理和试验评定方面的规程、规范 我国至今无自己的轨道、车辆状态的安全监控管理标准。现有的机车车辆动力学性能试验评定等标准中没有评定与脱轨关系密切的车辆扭曲刚度和通过各种轨道不平顺时的安全指标、侧向力允许标准等安全性能规定,对曲线通过安全性评定的标准也只是参照国外的标准,是否符合我国轨道实际的横向承载能力,没有通过试验验证;脱轨系数、轮重减载率、转向架、车体振动加速度等的取值和评定方法,也未进行过系统深入的试验研究,与AAR的5ft距离窗移动平均和欧洲铁路2m距离窗移动平均(也有用时间窗的)等方法存在很大差异,这对于正确评定机车车辆的性能关系极大。这些问题都必须认真研究。 3.重视对已有货车运行状态的安全监测管理工作 我国货车在曲线圆缓点区、反向曲线夹直线段的脱轨事故一直不断发生;近年来,又接连多次发生空货车在状态良好的直线段脱轨的事故。因此,除应研制新型货车转向架外,还应积极研究推广识别车辆性能不良、有潜在脱轨倾向的办法和仪器,积极推广监测货车超偏载、扁疤、严重周期性减载等地面的安全监测系统。 4.大力加强列车/轨道相互作用系统安全性方面的系列研究 世界各国在车轮脱轨原因、防治措施以及安全监测管理技术、安全规程、规范等方面的研究和实践都是建立在列车/轨道动力学和轮轨相互作用系列研究成果基础上的。要从根本上提高我国铁路科学研究、管理层对脱轨机理的认识,提高我国列车/轨道系统的安全性,必须重视加强列车/轨道相互作用等专业基础方面的研究。其重点有: 车辆、轨道状态和构造参数,列车装载、编组、操纵等对脱轨安全性的影响,以及相应的监测管理技术和设备。 减少脱轨事故和减少事故损失的途径和技术措施。 建立、修改、完善列车脱轨系统安全监控管理方面的规程规范。 对脱轨机理、安全性评定指标和评定方法的试验研究。 5.组建铁路安全技术研究和监测中心 为确保和强化安全,铁路必须有自己的研究和监测中心,特别是在企事业单位(包括科研单位)推向市场,实行企业化管理后,铁路就没有专门的单位来从事安全研究,以及对新旧设备在运用前和运用中的监视和测试工作。要临时组织人员进行研究,只能解决一时性的问题,不可能系统地解决问题。 回顾发生的各种重大事故,不少都是预防不力,缺乏系统与必要的监测和监控,因此,成立全路性的专门从事铁路安全研究和监测中心是铁路长治久安的需要。 
摘 要 结合地铁限界国家行业标准的编制,介绍了标准中隧道内直线段受电弓受流方式A 型车车辆轮廓线的确定以及车辆限界、设备限界和建筑限界的计算方法,开发了基于For2 tran PowerStation 的车辆限界计算程序,降低了限界计算工作强度,提高了工作效率。对不同车辆和隧道结构断面形式,有必要开发参数化和人机交互相结合的限界计算系统。关键词 地铁, 限界标准, 限界计算方法 城市轨道交通限界规定了轨道交通车辆和隧道的断面形状与净空尺寸以及高架与地面建筑物的净空尺寸,同时也规定了设备安装位置及预留空间,是构成城市轨道交通安全运输的基本保证之一,也是城市轨道交通设计的基础[ 1 ] 。相对于高架与地面上车辆,隧道内车辆在城市地下运行,由于隧道断面直径小、设备安装空间紧凑、轨道曲线半径小、旅客乘座舒适性高等特点,给城市轨道交通车辆限界和设备限界提出更高要求。城市轨道交通限界不仅制约车辆外形尺寸,还关系到诸如隧道等各种建筑物的内部轮廓,对轨道交通系统的建设规模及其投入和产出有重大影响。为确保城市轨道交通限界的统一化、系列化和标准化,由沈培德教授组织有关专家,主持编制了地铁限界国家行业标准[ 1 ] ,以期达到安全适用、经济合理、技术先进的要求。1 A 型车计算车辆轮廓线和车辆限界计算用参数的确定 目前我国地下铁道使用A 型车较多。最早使用A 型车的是上海地铁1 号线,其次为广州地铁1 号线。已决定使用A 型车的有深圳和南京轨道交通线。由于上海地铁和广州地铁线上A 型车已运行多年,因此计算车辆轮廓线以上海车和广州车为基础,参照深圳车和南京车而确定,并考虑了车体侧灯布置(如图1 及表1 所示) 。另外,A 型车车辆限界计算用参数以能包络以上各车型为前提,经过仔细斟酌而确定。图1 A 型车(车宽3m) 计算车辆轮廓线2 城市轨道交通车辆限界计算 以前车辆限界计算采用国际联盟颁布的U IC 505 国际标准。该标准是用于跨国界铁路运输的国际标准,其车辆限界计算是基于车辆基准轮廓线,在此基础上计算出动态包络线,再推算出设备限界。该标准中车辆限界计算考虑的因素较少,不能完全满足城市轨道交通发展要求[2 ] 。因而德国于1997 年颁布了适用于城市轨道交通的Bostrab 国家标准。该标准中车辆限界直接由车辆制造轮廓线计算得出,考虑了从轨枕到车辆顶部可能的全部偏移,在线路和车辆得到正常维修保养的前提下,无需考虑安全距离。德国Bostrab 标准计算方法比U IC 国际标准更适合轨道交通,更能适用于城市轨道交通车辆限界的确定[2 ] 。基于以上两种标准,参照文献[ 3 ,4 ] , 确定了适合我国轨道交通建设和车辆运营实际情况的限界计算方法。 1 车辆限界计算原则1) 限界是确定行车轨道周围构筑物净空的大小,以及管线和设备安装相互位置的依据,是专业间共同遵守的技术规定,应经济、合理、安全可靠。2) 限界应依据车辆的轮廓尺寸和技术参数、轨道特性、受电方式、施工方法、设备安装等综合因素进行分析计算确定。 3) 车辆限界的计算是以平直线上混凝土整体道床和碎石道床的线路为基本条件,根据隧道内及地面运行环境不同,分为隧道内和高架线(含地面线) 车辆限界两种基本类型。4) 曲线地段不同于上述两种情况,增加的附加因素是在设备限界内考虑加宽与加高。5) 车辆限界的计算要素(偏移量),成,而对随机因素按高斯概率分布采取均方值合成。将以上两大类相加形成车辆的动态偏移量。8) 车辆限界偏移量计算划分为车体、转向架、受电弓(三轨受流器) 等三部分分别计算。9) 车辆限界一经制定,属限界标准中重要的部分。车辆运行安全与否,必须根据本计算方法的基本规定进行计算,确定车辆动态包络线是否超越车辆限界为准。10) 本计算方法中涉及到的计算车辆轮廓线及计算参数仅供限界制定时使用,并非对车辆规格和参数作强制性规定。实际制造的车辆应以实际参数按本计算的基本规定验算是否符合车辆限界。 2 车辆限界的计算要素1) 车辆的制造误差; 2) 车辆的维修限度; 3) 转向架轮对处于轨道上的最不利运行位置; 4) 轮对相对于构架的横向振动量; 5) 转向架构架相对于车体的横向位移量; 6) 车辆的空重车挠度差及垂向位移量; 7) 轨道线路的几何偏差(含维修限度); 8) 一系悬挂侧滚位移量; 9) 二系悬挂侧滚位移量; 10) 因车辆制造、载荷不对称、轨道水平不平顺等引起的偏斜。 3 车辆限界、设备限界及建筑限界的计算方法 以确定的计算车辆轮廓线控制点坐标为基础, 计及