日本新干线铁路的安全技术

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万方数据
电流，会自动切断回路。作为防止万 一发生火灾时的措施，用于车辆的 材料，根据使用场合，采用不燃性或 难燃性材料的合格产品。为了防止 车辆间的串烧，隔墙和门也都要求 耐火性。同时，灭火器的设置和停电 时点亮紧急灯均应到位。 ５．２确保列车运行的可靠性 （Ｉ）新干线动车组的冗余性。 影响新干线列车运行的车辆故障率， 在日本，晚点１０ｒａｉｎ以上的故障发 生率每百万车辆公里约为０．０ｉ件， 约为法国ＴＧＶ的百分之一。这是由 于ＴＧＶ的编组由２台机车和８～１０ 辆客车组成。动力装置的故障直接 影响到列车的晚点。即使采用了冗 余性非常严格的结构，当机车一半 动力失效，未必就会造成晚点，但 是，如果２台机车都发生了故障，就 必须等待救援了。而新干线动车组 采用动力分散方式，动力设备构成 了冗余性结构，保证了列车运行的 可靠性。不仅动力系统，辅助电源也 是一样，功率大，故障时，空调装置 和照明的负荷减半，还可以从相邻 单元车辆借电，还有的三相输出逆 变器采用并联运转，如果３个中的１ 个发生异常，剩下的２个供电，形成 了冗余性。空调装置ｌ辆车设置２台 以上，只要不是所有的空调装置发 生故障，就能维持一定程度的车内 环境。前灯（不是前照灯）和尾灯有 ２个系统供电。车内的主要照明，２００ 系以后，不再安装电动发电机，而是 从直流１００ Ｖ的蓄电池供电转换到 由逆变器提供交流电。此外，作为紧 急用，设置了由蓄电池供电的紧急 照明系统。由电动空气压缩机提供 风源，压缩空气存储在总风缸，连接 总风缸出口侧的风管，将压缩空气
４预防灾害措施
防雪害措施对于地面和车辆都 很重要。东北新干线采用贮雪式高
①脱轨或车辆破损可能产生的
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万方数据
原因：钢轨折损或线路下陷、道口
事故、车轮与道岔的关系、起因于车 辆（车轮、车轴、转向架构架）；②
速运行，轮缘与护轮轨的冲击很大，
所以，高速运行正线的道岔都是可
架方式；上越新干线采用洒水消雪 方式。同时，车辆要做成耐雪结构， 为了防止雪进入地板下的电气设备， 安装了裙板，为了冷却牵引电动 机，采用旋转除雪装置，利用离心 力将吸入的雪气混合物中的雪和气 分离，东海道新干线通过喷水器 洒水抑制飘舞的雪花，在东北新 干线，结构上做成可以将列车排开 的雪收集起来的高架桥，还有，通 过超过４ ｍ深特大雪地带的上越新 干线，从喷水器洒出１０℃的温水， 实现高架桥轨道面的无雪化。 如果检测出地震，立即停电，并 同时自动让列车进行紧急制动。在 变电所设置感震器，一感觉到规定 加速度以上的地震就断开变电所的 断路器停电，在停电区间的列车进 行紧急制动。在东北新干线，沿海岸 地段，设置地震检测装置，在早期就 让列车停止运行。
做到不矛盾。 一般地，通过辙叉部时，一侧车
轮的轮缘内侧“卡”在了护轮轨中，
速度３０ ｋｍ／ｈ以上的运行中，不会 发生因司机的失误冒进信号，车站 停车前，速度在３０ ｋｍ／ｈ以下，由 手动操纵制动停车，所以，万一操纵
（６）应对火灾。餐车和食堂采 用电气化。各回路如果检测出异常
不会脱轨。但是，象新干线这样的高
入、打开了运行中的车门；⑤触电 可能产生的原因：接触网折断、漏
电、进入高压区域、静电感应等；⑥
火灾可能产生的原因：漏电或短 路、厨房设备失火、放火或吸烟不 注意。 ５．１．２应对措施
期，所以，在全面检查中发现并进行 过处置，可以判断，在下一个全面检
查周期之前，车轴不会发展到断裂。
在各轴箱设置了温度传感器， 温度上升时，就在司机操纵台上报 警，通过司机操纵让列车停车。到目
前为止尚未发生过轴承异常。
公众的撞车危险。线路用栅栏围起 来，根据“新干线特例法”，一般公 众禁止进入线路内。线路内的维修 人员，在营业运行时间带，进入线路 内时，需申请命令。
（４）应对旅客从站台或车辆上坠
（１）应对脱轨或车辆破损。通过
检测轨道电流，可以判断钢轨有无 折损和具体检测钢轨的折损。但是， 令人担心的是，折损程度不同，有 时，还会流过一定水平以上的电流，
的ＡＴＣ，机械构成采用２．５重冗余 系，其后采用３重冗余。ＡＴＣ故障
落。在中间站，原则上，列车通过的 线路要与站台分开，不许列车通过
靠近站台的线路。最近新建的车站
桥的破损，目前，尚无检测手段。
利用电波检测障碍物的装置已 完成研制，但尚未达到实用阶段。目
设置了屏蔽门。
车辆在运行中，不得随意开门，
前，用栅栏围起线路，以防止外部人
０前言
系统等）；强烈的预防灾害意识（雪 害、地震等）。他们几十年如一日，始 终不渝地追求列车运行的安全性和 可靠性。
１
２完善的车辆检修体系
新干线电动车采用定期Hale Waihona Puke Baidu查方 式。根据２００２年１２月制定的《规定 有关铁道技术方面标准的省令》（相 当于我国的部令），相关部门提出了 规定的检查内容和周期，定期检查 类别分为日常检查、月检查、转向架 检查和全面检查，各自的关系和周 期如图１所示。此外，还有临时检查 和ＡＴＣ特性检查。 ２．１日常检查 这是有关列车动作确认和受电
慢的话，就通过设在靠近站台端部 地面端子的信号，实施紧急制动停 车。因设备故障不得已关闭ＡＴ
Ｃ
动辙叉式，不设置护轮轨。
新干线未发生过因车轮损坏的
车辆与车辆冲撞或与建筑物冲撞可
能产生的原因：信号机故障、因司
时，速度限制为３０ ｋｍ／ｈ，关闭一
脱轨事故。德国的ＩＣＥ有过因夹在 轮箍和轮心间的橡胶使弹性车轮损 坏造成的脱轨事故，日本新干线除 试验外，不使用弹性车轮。 每９０万ｋｍ全面检查时，对车 轴的车轮镶入部进行磁粉探伤，检 查有无损伤。车轴疲劳试验结果表
合试验车的检测结果，对线路和设 备进行维修。维修作业在列车运行 结束后的夜间进行。在每天列车开 始运营前，先让“确认车”走一趟， 确认线路正常和线路周边没有障碍 物与线路维修作业 人员，才能开始当天 的运营。 电气轨道综合 试验车在高速列车 正常运行的间隔，检 测轨道的状态，为夜 间维护作业提供数 据，先后以０系、２００
２周的时间。
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车体修理卜＿—————．１涂装
不拆卸设备检查、保养
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回 转 试
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运 行
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清洗或更换
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组 装
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图２全面检查工程
距显示，列车速度一超过容许速度 就自动进行制动。东京综合指挥所 进行列车运行的控制和监视，在大 规模ＣＴＣ装置的显示屏上，显示出 列车位置和列车编号，常时监视列 车的运行状况，同时，与记忆列车运 转条件（各站到发时间、发车股道编 号、列车顺序）的计算机联动（重要 部分采用冗余系统），进行列车进路 控制、运转整备，传达命令，这个系 统称作新干线列车运行管理系统。 此外，将设置在各重要处所检测装 置测得的地震、风雨等数据，直接传 递到中央指挥所或各分指挥所，构 成了发现异常状况时，能够立即启 动运转规则的系统。列车防护设施 包括：①列车防护紧急开关，耳ＰＡＴＣ 轨道电路的短路装置，安装在沿线 的电杆、隔音壁上，发现对列车运行 有异常危险时，通过所谓０２Ｅ信号， 使运行中的列车停止运行・⑦限界 内障碍物报警装置，它检测到妨碍
为防止地板下设备或转向架部 件的脱落，并由此引起爬轨事故，要
确保螺栓的强度，并分别采取通过
这样，就不能检测出钢轨的折损。对
于没有钢轨折损的线路下陷或高架
双螺母、开口销或止转钢丝作为防 止螺栓松弛的措施。确认螺栓的紧 固状态和有无止转钢丝，要进行检 查，并记录到手册中。 （２）应对车辆与车辆冲撞或与建 筑物冲撞。信号系统采用机械优先
日本新干线铁路的安全技术
俞展猷
系和７００系为基型，研制了９２２型和 编者按：日本新干线（高速铁路）近４５年０死亡率的运行记录，来自 于他们几十年如一日并贯穿始终的“安全第一”管理理念，强烈的预防 灾害意识，采用先进成熟的技术，但不一味地追求最先进的指导思想， 贯彻一整套的法制程序和严格的技术“认证”体系，具有准确无误的行 车指挥系统和严密的检修体系与检测和维修制度等。“他山之石，可以 攻玉”。在此，总结和介绍日本铁路的成功经验，对于我国城市轨道交 通业的安全保障，具有重要的参考价值。 善的车辆检修体系，准确无误的指 挥系统（信号系统和列车运行管理 自从１９６４年ｌＯ月１日日本东海 道新干线（东京一大阪）开通运营以 来，已过去近４５个年头，至今仍保 持着０死亡率的记录，列车年正点率 也令人吃惊，东海道新干线列车年
动指令后制动力的上升，如果制动力 没有上升，就实施紧急制动停车。 对于车辆结构件突出建筑限界 外的问题，可通过每天早晨营业运 行开始前，通过“确认车”的运行检
查有无异常，但是，在营业运行中， 发现异常时，由列车司机发出指令， 采取紧急处置。 （３）应对线路内维修作业人员或
生的原因：因通过列车的走行风卷
图１ ◎新造或
△日常检
口月检查
。转向架
◎全面检
新干线电动车的检查体系
俞展猷：中国铁道科学研究院，研究员，北京１０００８ｌ
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ＭＯＤＥＲＮＵＩ谊ＡＮＴＲＡＮＳＩＴ●参
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弓滑板以及制动闸瓦的检查。在日 常检查中，还要进行给水和污水的 排出，检查时间为１～２ ２．２月检查 这是列车的功能试验，对控制 器，制动装置、转向架等不解体进行 检查，看有无异常。功能试验也可通 过司机操作台的监视装置进行，各 装置机械功能需确认。 对转向架进行车轮踏面形状和 轮径的校核以及车轴的探伤。对轴 承和驱动装置的润滑油进行检查， 按需要给油。对制动闸瓦的磨耗量 进行检查，闸瓦厚度在下次交班检 查前应在容许限度以内，否则需换 制动闸瓦。检查时间是４—８ ２．３转向架检查 分解转向架的主要部件，检查 轮对、车轮、车轴和驱动装置、牵引 电动机和制动装置等。在１２个月或 ４５万ｋｍ以内检查。为缩短在车辆 基地的停留时间，以编组为单位，用 备用转向架替换需要检修的转向架。 转向架检查完了进行最终确认的运 行试验。 ２．４全面检查 全面检查在２４个月或９０万ｋｍ 以内进行，从车体上卸下转向架和 主要设备，进行分解或非分解检查。 全面检查工程之例，如图２所示。从 编组入厂到出厂，大概需要１０天到
３新干线信号安全系统
由于新干线为超过２００
ｋｍ／ｈ
列车运行的障碍物落入线路内时， 车载ＡＴＣ装置立即显示停车。
５确保列车运行的安全可靠
５．１新干线上确保列车运行安全 性的实际运作
５．１．１对于死伤事故的危险性及其原 因分析
的高速运行，所以，不设置地面信号 机，采用车内信号方式，在司机操纵 台上数字显示出ＡＴＣ信号（速度控 制式ＡＴＣ装置）容许的速度。这种 ＡＴＣ信号，相应于与前方列车的间
误点率不超过１ ｍｉｎ，２００１年度只 有０．３ ｍｉｎ。
９２１型、９２５型和９２３型等多种电气 轨道综合试验车，用于适应不同新 干线线路的轨道检测。其中，９２３型 检测车是７辆（６Ｍ１Ｔ）固定编组的 列车，能以２７５ ｋｍ／ｈ的速度进行 检测，除轨道检测车外，其他各车辆 分别对线路电力、信号和通信等有 关的系统进行检测。
明，从发生擦伤腐蚀到车轴断裂的 寿命，超过了２个以上的全面检查周
部分制动运行时，速度限制为
５ ｋｍ／ｈ。
机的失误冒进信号、车辆制动故障 等、车辆结构件突出建筑限界外， ⑦线路内维修作业人员或公众的撞
车可能产生的原因：进入线路内， ④旅客从站台或车辆上坠落可能产
０系的电磁直通空气制动和２００ 系的电气指令空气制动，都能检测制
员进入，同时还设置了从跨线桥和
为了适应紧急情况，设置了开门的
按钮。 （５）应对触电。如果２５ ｋＶ的接
明挖部分等建筑物上部落下物的检
测装置。在新干线规划时，考虑过关
时显示停车信号，以防止车辆之间
的冲撞。车辆基地内运行时，关闭 ＡＴＣ，速度限制为３０ ｋｍ／ｈ。 防止司机的失误冒进信号，如 前项所述，采用机械优先的ＡＴＣ，
触网断线而接触到车体或建筑物时， 变电所会检测到异常，直接切断电 源。绝缘件的老化、雨水的侵入、鼠
害等会使车内的电线接触到车体，
闭复线一侧线路进行维修，也考虑 过夜间货物列车运行与维修作业相 互影响的问题。从样板线区的经验
看，线路维修作业与列车运行可以
各自通过自己回路内的断路器切断
电源。维修作业时，按规定办理切断 电源的手续。
夜间的线路．设备检修
每天夜间根据白天电气轨道综
新干线安全正点的突出业绩， 靠的是先进成熟技术、系统保障和 经营管理等方面有力支持。在技术 上精心设计与施工；采用先进成熟 的技术，但不一味地追求最先进， 用于车上的系统和部件要反复、严 格地进行实际“认证”；重要的设备 和信号等安全系统均采多重冗余措 施，一旦故障发生，技术上保证使故 障导向安全，“首先是停”的管理理 念，即不管有什么异常状况，首先要 将列车停下来，这是安全的第一 步ｌ坚持不懈地每天夜间对线路和 电气设备（弓网等）进行检修，完