审核专家:胡启洲
南京理工大学自动化学院 副教授
相信很多人昨晚都刷到一条新闻:北京地铁昌平线有部分车厢脱钩了!
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来源丨今日头条
北京地铁在官方微博公布,涉事列车最后两节车厢与前面的车厢,在西二旗至生命科学园区段分离 。地铁人员、消防和急救人员其后到场,疏散车上乘客到西二旗站 。
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来源丨微博截图
15日,@北京交通订阅号 发布消息,事故共有515人送医院检查,其中骨折102人,无人员死亡 。事故原因为雪天轨滑导致前车信号降级 , 紧急制动停车,后车因所在区段位于下坡地段,雪天导致列车滑行 , 未能有效制动,造成与前车追尾 。
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来源 | 北京日报
很多网友在看到这则消息时感到震惊,因为这是北京地铁近年来第一次发生类似事故 。但实际上 , 城市重型轨道系统的经营和保养维护,一直是世界范围内的常见难题 。伦敦地铁、纽约地铁等轨道交通系统均面临各种各样的维护和亏损问题,墨西哥城铁7号线也在今年1月15日运行时发生了车厢脱节事故 。
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来源丨今日头条
对于这起交通事故具体细节,我们还需要等待官方后续通报 。但是,我们已经能在网络上发布的图片中看出 , 其断裂是发生在车厢连接处的,这个地方也是地铁高峰期人员聚集和依靠的一个集中区,因此有关这个地方的事情,就要说道说道了 。
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“一起摇摆”的贯通道
很多人在遇到高峰期汹涌的人流时,常常面临车厢中间挤不进去的“卡位”情况,所以会自动或被动地移向两节车厢的连接处;也有人因为路途较长,会选择倚靠在连接处,随着行进的地铁一路“摇摆” 。
但这个位置真的危险!
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来源丨上海地铁
我们所熟悉的地铁车厢连接处有一个高大上的学名,叫做“贯通道”,它能够起到安全防护作用,为乘客提供一个安全可靠的通道,同时起到隔声、防尘、防雨的作用 。
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来源丨武汉地铁
列车行驶过程中 , 车厢之间的运动是相对的,这就导致连接处晃动较大,乘客很容易站不稳或摔倒 。连接处一般都没有供乘客抓握的拉环,只有扶手,在离心力的作用下,站在这里的乘客在列车进入弯道或发生紧急刹车时很难掌握重心 。
另外、车厢连接处都有折叠风挡,起到转弯、缓冲的作用 。列车转弯或上下坡时,挡板会发生挤压变形 。原本拉伸的地方随时可能压缩,如果孩子在风挡上玩耍或者乘客的手不小心放在上面 , 都容易被夹伤 。
所以 , 在很多地铁的贯通道中 , 也明确印有“禁止依靠”或“禁止扶拉”的标语 。
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来源丨广州地铁
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地铁用的什么钩?
有没有人在火车上无聊的时候,向窗外的车厢连接处望望?在普通的“绿皮火车”上就有一组行动时看起来颤颤巍巍,随时要脱离的车钩——詹式车钩 。
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来源丨网易
它由钩头、钩身以及钩尾三部分组成,当机车需要连接时,两个挂钩靠近后 , 挂钩从斜面产生挤压力挤开弹簧钩舌对口就会打开,形成挂钩的握手,此时挂钩进入后弹簧就会反弹,锁提销也会落下 , 挂钩就不会脱钩 。
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来源丨制造原理
但詹氏车钩也有局限性,它只适用于普速铁路上的客货列车,对于高速铁路、地铁、轻轨等其他类型的铁路交通工具,詹氏车钩不能满足其连接要求和安全标准 。
在地铁行业中,主要应用的是“=、 、-”三种车钩 。
“=”全自动车钩位于列车车头前方,用于电客车之间或电客车与工程车之间的连挂 。能够实现机械、电路、气路的自动连接,在车上,司机可以直接控制全自动车钩的连挂和解钩 , 可以使两列车的连挂更加高效、可靠,为列车安全运行提供有力保障 。
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全自动车钩 来源丨佛山地铁
“ ”半自动车钩位于6节车最中间两节车之间的连接,在车厢连接处下方,由它带动后方车厢稳定前行 , 外观上几乎和全自动车钩一模一样,但因为平时不会频繁进行解钩连挂作业,一般情况下2年会拆一次检查,所以没有自动解钩功能,只有自动连挂功能 。
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半自动车钩 来源丨佛山地铁
除了最中间两节车之间外 , “-”半永久牵引杆用于其他4节列车各车厢间的连挂,它位于车厢连接处下方 , 带动后方车厢稳定前行 。有了它和半自动车钩的存在,两节车厢才能“手牵手”地紧密相连 。
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半永久牵引杆 来源丨佛山地铁
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地铁连接处为何断裂?
在官方通报中我们得知,事故原因为雪天轨滑导致的列车追尾,那么地铁连接处断裂在事故中又是如何发生的?我们可以从北京地铁1号线对车钩缓冲装置的故障分析中,了解可能存在的问题 。
北京地铁1号线是我国最早建设的地铁线路,其地铁列车采用的是密接式车钩缓冲装置,有半自动车钩缓冲装置(图1)和半永久车钩缓冲装置(图2)2种,均采用橡胶缓冲器 。随着运用时间的增加,车钩缓冲装置出现了较多问题,主要问题有:(1)橡胶缓冲器中的橡胶片因老化产生永久变形 , 导致橡胶缓冲器的缓冲性能降低;(2)车钩缓冲装置中构体、缓冲器箱体及牵引杆大批出现裂纹;(3)缓冲器止铁、开口销断裂及螺母松动;(4)车钩缓冲装置出现以上问题的外部因素 。
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来源丨《北京地铁1号线用车钩缓冲装置的故障分析与改进》
以上四种原因都可能导致列车的纵向冲动加剧,车钩力大幅增加 , 接近钩体、缓冲器箱体及牵引杆所用材料的屈服极限,导致构体、缓冲器箱体及牵引杆产生疲劳裂纹,造成列车分离的重大安全隐患 。当然 , 近期寒冷的北京天气造成的金属低温脆性断裂也不无可能 。
另外,根据之前北京地铁公司发布的消息,“接触轨无电 , 部分列车临时停车、部分列车延误”,北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授钟章队说,“目前无法判断接触轨无电的状态是事发前就已经出现了,还是事故发生后为了保证安全而主动断电 。另外地铁车厢并不是每一节都带有动力,一旦无电是否会导致车厢连接处断开也无法判断 , 因此具体的事故原因需要时间详细调查才能得出 。”
目前昌平线地铁已经恢复运营,连续多天的降雪导致城市交通承受了巨大压力,在此也祝愿受伤的朋友们早日康复 。
【事故原因公布!为何好好的地铁说断就断了?】综合自:北京日报、西安地铁、佛山地铁、广州地铁、上海地铁、北京地铁、红星新闻参考资料:《北京地铁1号线用车钩缓冲装置的故障分析与改进》
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