京滬高鐵安全衛(wèi)士——1000個(gè)智能安全傳感器

京滬高鐵為什么能這么快？300～350千米的時(shí)速堪比低空巡航的民航飛機(jī)，高鐵會(huì)不會(huì)從軌道上脫軌飛出？去鐵四院京滬高鐵指揮部總工程師靖仕元告訴記者，支撐京滬高鐵超高時(shí)速的主要有三個(gè)因素：新型動(dòng)車組列車、改進(jìn)的弓網(wǎng)關(guān)系和基礎(chǔ)設(shè)施。“京滬高鐵的列車將啟用2萬(wàn)千瓦功率的高速動(dòng)車組，”靖仕元說(shuō)。而實(shí)際情況是，目前在滬寧高鐵上運(yùn)行的動(dòng)車組牽引功率大多在七八千千瓦。也就是說(shuō)，京滬高鐵上的列車動(dòng)力要翻一番。而為了確保安全，京滬高鐵的軌道技術(shù)也大有學(xué)問(wèn)。

高鐵鋼軌質(zhì)量不凡

要高速運(yùn)行,對(duì)軌道的光滑度要求極高。目前既有鐵路上鋪設(shè)的鋼軌長(zhǎng)度均為25米,因?yàn)楹附拥牡胤教?旅客每隔一段距離都會(huì)聽(tīng)到“嗒嗒”聲,這正是列車行駛到焊接處的撞擊聲。而京滬高鐵采用的500米長(zhǎng)軌,是由5根長(zhǎng)100米的鋼軌在出廠后經(jīng)過(guò)精密加工焊接起來(lái)的,且比傳統(tǒng)鋼軌的平整度要好很多。不僅如此,鋼軌上道后,技術(shù)人員還會(huì)再采用目前世界上最先進(jìn)的移動(dòng)焊接設(shè)備,將500米的超長(zhǎng)鋼軌之間進(jìn)行二度焊接,最后盡可能地讓全線的鋼軌都保持在同一個(gè)水平面上。

500米長(zhǎng)的鋼軌一根接一根焊在一起,旅客再也不會(huì)聽(tīng)到“嗒嗒”聲。但是由于沒(méi)有了軌縫,鋼軌的熱脹冷縮成了一個(gè)大難題,技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn),發(fā)明了一種新型溫度力傳遞結(jié)構(gòu)。將熱脹冷縮產(chǎn)生的溫度力傳到旁邊的軌道上,而不會(huì)積聚在無(wú)縫鋼軌上。

無(wú)縫線路的應(yīng)用，使1318千米的軌道都是一體的，就像兩根完整的鋼條，軌道平滑性非常好，與車輪結(jié)合度也非常好，經(jīng)過(guò)測(cè)試，新一代高速動(dòng)車組的脫軌系數(shù)小于0.1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際0.8的限度標(biāo)準(zhǔn)。

高科技接觸網(wǎng)助跑高鐵

高鐵列車不斷挑戰(zhàn)速度極限的另一大制約因素，是如何確保列車高速運(yùn)行中受電弓能持續(xù)不斷從2.75萬(wàn)伏的高壓導(dǎo)線中獲取強(qiáng)大電流。

在時(shí)速350千米的持續(xù)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，列車受電弓以每秒100多米的驚人速度“刷”過(guò)接觸網(wǎng)，因此，接觸網(wǎng)必須高度平順，且導(dǎo)電性能絕佳，列車才能持續(xù)高速奔跑。否則，受電過(guò)程若有一點(diǎn)兒中斷，列車速度就會(huì)立馬下降。

從京津城際到京滬高鐵，中鐵電氣化局已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)從外方技術(shù)主導(dǎo)到完全自主化設(shè)計(jì)和施工的跨越。據(jù)透露，每段平均長(zhǎng)度為1.4至1.6千米的接觸網(wǎng)導(dǎo)線，其架設(shè)過(guò)程中的水平精度誤差允許在0.1毫米以下，而京滬高鐵的實(shí)際精度達(dá)到了0.03至0.05毫米的世界領(lǐng)先水平，這成為列車在試跑時(shí)創(chuàng)造出486.1千米時(shí)速的重要保障。

隧道技術(shù)領(lǐng)先日本新干線

許多基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)節(jié)都影響著列車運(yùn)行的速度。張曉鈴說(shuō)，曾有人去日本考察時(shí)發(fā)現(xiàn)新干線最快時(shí)速為270千米，為什么它比我們的京滬高鐵慢?其中很重要的因素有兩個(gè)：

第一，日本新干線的軌道最小曲線半徑為4000米，京滬高鐵的最小曲線半徑達(dá)7000米，所以京滬高鐵在過(guò)彎道時(shí)也不會(huì)減速。

第二就是隧道的凈空斷面，大家都知道，高鐵列車穿過(guò)隧道時(shí)會(huì)產(chǎn)生活塞效應(yīng)，周圍的空氣隨著列車“前壓后擠”，這種活塞效應(yīng)產(chǎn)生的壓力也是影響提速的制約因素，像武廣高鐵過(guò)隧道時(shí)就會(huì)有“嘭嘭”的空氣被擠壓的聲音，京滬高鐵不會(huì)，因?yàn)榫哞F的隧道凈空斷面達(dá)100平方米，而日本的新干線只有60平方米，導(dǎo)致它提速困難。

軌道系統(tǒng)創(chuàng)造了多宗“最”

京滬高鐵在軌道系統(tǒng)上同樣創(chuàng)造了多項(xiàng)世界及中國(guó)第一：在164千米長(zhǎng)的丹昆特大橋、最大聯(lián)長(zhǎng)496米的淮河特大橋、最大跨度180米的京杭運(yùn)河特大橋均鋪設(shè)了CRTSⅡ型板式軌道，創(chuàng)造了在最長(zhǎng)橋長(zhǎng)、最大聯(lián)長(zhǎng)、最大跨度橋上鋪設(shè)CRTSⅡ型板式軌道的世界新紀(jì)錄;徐州東站北京方向咽喉區(qū)工點(diǎn)鋪設(shè)了42號(hào)、18號(hào)道岔，板式道岔、軌枕埋入式道岔共計(jì)8組，是國(guó)內(nèi)首次在連續(xù)框架橋上大規(guī)模鋪設(shè)無(wú)砟軌道;在徐滬段南京南、鎮(zhèn)江西、常州北、無(wú)錫東、蘇州北、昆山南6座高架車站上，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次在高架車站的正線、到發(fā)線、正線岔區(qū)、到發(fā)線岔區(qū)上全部鋪設(shè)無(wú)砟軌道。

每車有1000多安全傳感器

列車以380千米時(shí)速高速運(yùn)營(yíng)時(shí)，其安全性如何讓旅客放心?鐵道部披露的一些數(shù)據(jù)給了我們答案：“新一代高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架，即集合車輪、牽引電機(jī)、剎車盤的核心部件，能支撐列車跑出550千米的極限時(shí)速，有足夠的安全余量?！?

據(jù)鐵道部披露，在京滬高鐵列車上，所有的運(yùn)動(dòng)部件都裝有傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、速度、壓力、絕緣性能等參數(shù)，一旦超出限值，可通過(guò)控制系統(tǒng)觸發(fā)列車的緊急制動(dòng)，保證行車安全。像這樣的傳感器，全車共有1000多個(gè)。

與此同時(shí)，京滬高鐵列車以時(shí)速350千米運(yùn)行緊急制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離不超過(guò)6500米;以380千米時(shí)速運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)距離不超過(guò)8500米。

旅客可能擔(dān)心，如果軌道上出現(xiàn)障礙物，司機(jī)看到后再剎車完全來(lái)不及。對(duì)此，鐵道部方面表示，京滬全線全封閉，運(yùn)營(yíng)環(huán)境安全，同時(shí)全程設(shè)攝像頭，24小時(shí)監(jiān)控線路情況，一旦發(fā)現(xiàn)列車32公里內(nèi)出現(xiàn)障礙物，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將及時(shí)傳遞到計(jì)算機(jī)中心，危急情況下，后方控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制列車自動(dòng)剎車。

鋁彈穿不透的列車玻璃

國(guó)家安全玻璃及石英玻璃質(zhì)檢中心副主任臧曙光還用他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)了京滬高鐵列車的安全系數(shù)：他們對(duì)京滬高鐵列車CRH380A和CRH380B的車前窗和側(cè)窗玻璃進(jìn)行檢測(cè)：以時(shí)速為540千米的1千克鋁彈、時(shí)速400千米的1千克重飛鳥(niǎo)以及時(shí)速400千米的20克鋁彈向京滬高鐵前窗破璃撞去，結(jié)果是，1千克鋁彈會(huì)讓玻璃受損，但無(wú)法穿透，車內(nèi)的人員不會(huì)受到傷害；而1千克重飛鳥(niǎo)、20克鋁彈則不能損壞玻璃。