关于CR400BF标准动车组安全性分析

靳帅 朱宝

摘要：安全性是中国标准动车组先进性、人性化设计的重要体现。中国标准动车组设计有超员报警监控系统，该系统对每节车厢的载重量进行监控，防止出现超载，保证了动车组安全运行。本文主要对标准动车组的超员报警系统进行了详尽的介绍和阐述。

关键词：标准动车组    安全性    超员报警

1概述

高速动车组作为我国现如今运输和人们出行的主要交通工具，在享受其高速带来的快捷性、舒适性、便利性的同时，动车组自身的安全性能也变的越来越重要[1]。为了适应中国高速铁路高安全性的需求，在中国铁路总公司的主导之下，集合国内有关企业、高校、科研单位等优势力量，开展了时速350公里中国标准动车组的研制工作。中国标准动车组在环保、节能、降低全寿命周期成本、进一步提高安全冗余等方面加大了创新力度，具有创新性、智能化、安全性、人性化、经济性等特点。

2安全性能分析

CR400BF标准动车组即复兴号动车组是我国自主研发的具有国际领先水平的高速动车组，其设计时速达到每小时350公里。标准动车组以其快捷、方便等特点迅速发展成为人们出行的主要交通工具，因此，其安全性也越来越惹人注目。标准动车组在继承了“和谐号”动车组既有安全性能的同时，增加了动车组超员检测监控系统。

2.1超员检测系统必要性

相较于上一代“和谐号”动车组，“复兴号”动车组除了经济性、创新性等方面的提升，在设计上更加智能，加载了超员自动报警功能，当达到一定旅客量，单车超员20%时，会自动报警，其实，无论“和谐号”还是“复兴号”，都具备一定的超载能力，只是“复兴号”在设计上更加以人为本，同时考虑运行的安全性和乘坐的舒适性，包括空调供风能力和给水卫生能力在不影响旅客舒适性的前提下可以满足多大超员负荷，经核算，“复兴号”动车组超员20%时可正常运行，超过后乘坐舒适性会有所下降;上一代“和谐号”动车组并没有设置超员自动报警装置，在春运与暑运期间，出现返程高峰时，高速铁路的运营能力始终难以满足返程高峰期时旅客的需求当人员过多时，就会出现超员。

2.2超员运行危害

众所周知，单独的交通事故是一个随机事件，具有不确定性。但是，大量这样的随机事件便构成了安全性能影响的来源[2]。车辆超载对安全行车或运输造成极大的危害，严重危及群众生命和财产安全，成为大量道路交通事故的诱导因素，造成巨大的损失。所谓超限，是指装载超过线路对其的限值，包括运输总重与轴荷等超过限定值[3]。

动車组超员即旅客数量超过满载人数，当出现超员时，会增加车重，导致列车加速时间过长，造成列车区间内运行时间加长或制动距离延长，两种现象都是在列车运行过程中严禁出现的，加速时间过长会导致列车晚点，制动距离延长会直接影响动车组出现突发情况时的性能，极端情况下会导致列车相撞，后果不堪设想。

同济大学教授、铁路专家孙章从应用力学设计的角度剖析了动车超员的危害。列车是通过轴和转向架对轨道的力的传递向前运行的，其强度、刚度和稳定性是三大重要数据。轴的运转是在轨道上往复交替载荷的疲劳破坏，特别是在高速运转的情况下，这种破坏更大。动车曾经做过试验，在高速下超载运行，车辆的轴承就出现了细微裂缝。当轴承出现裂纹时，若列车在此车重条件下持续运行便会导致轴承断裂，进而导致列车脱轨、翻车，严重危害旅客人身安全[4]。

同时，动车组超员车重增加同样会对轨道及相关设施造成损伤，由于超载超限车辆的荷载远远超过了铁路和桥梁的设计载荷，致使钢轨平稳度降低，导致列车蛇形运动和摇晃，影响旅客舒适度的同时还会增加脱轨的风险。

2.3动车组超员监测系统工作原理

动车组的超员报警通过监测车辆重量来实现，列车所有载荷状态均通过空气弹簧压力来体现，即不同的载荷状态对应不同的空簧压力，各车制动控制装置实时检测本车的空气弹簧压力，将采集到的空气弹簧压力通过压力传感器转化为车辆重量信息（单位：t），并通过列车数据传输总线发送到列车控制系统，列车控制系统将接收到的车重与软件“超员警告阈值”预设值进行比较，进行超载信息的整车超员报警或单车超员报警判断。

动车组超员报警值的设置是根据车辆超员人数确定超员报警阈值，并考虑适当的余量。列车监测系统内设置有维持列车载客运行所必需物品的载荷量，并将该载荷量定义为整备量，在此基础上增加定员重量（每乘客80公斤）定义为定员载荷量，将超过20%的定员载荷定义为超员报警值。当单车超员20%时，进行预警，提示乘客向未超员车辆疏散;整列超员20%时，在司机室、机械师室、乘务员室进行报警，在客室内进行声光报警，提示乘务员进行应急处置。

为排除车辆运行中过曲线等路况对空气弹簧压力值的影响，列车运行时控制系统不进行超员报警检测。当列车静止时，超员报警检测系统开始对单车超员报警和整车超员报警进行监控，并在发生超员报警时在相应部位进行声光报警提醒。

2.4超员报警措施

当单车发生超员报警时，会在司机室、机械师室进行声光报警（单车超员时，司机室不报警;整列超员时，司机室进行声光报警），并在司机室显示各车厢“单车超员报警”状态;同时列车控制系统把相应车厢超员报警信息发送旅客信息系统，旅客信息系统控制超员车厢车内显示器显示“本车已超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，同时本车广播喇叭发出与车内显示屏显示文字内容一致的语音播报信息。

3.结论

本文介绍了CR400BF标准动车组超员检测监控系统的必要性及工作原理，通过动车组超员检测监控系统的设置使其安全性能大大提高，证明中国标准动车组不仅满足了我国持续高速运行、长距离、开行密度较高、载客量较大等要求，更让旅客在享受到快速、高效生活的同时，安全也得到了保障。

参考文献：

[1] 张杰.动车组安全回路简析[J]. 无线互联科技，2015（05）：88-89.

[2] 张红卫，王文龙.车辆超限、超载与公路运输安全性分析[J].公路交通科技，2004（03）：132-134.

[3] 王起全，冯志斌. 道路交通安全性评价分析与研究[J].中国职业安全健康协会2007年学术年会，2017，11：310-311.

[4]王广凯，李培署. 专家释疑“动车超员报警”事件：超员超载很危险[J].人民日报，2013（03）.