極端天氣考驗高鐵速度
2011年7月1日，京滬高鐵正式開通運營，使北京與上海之間的往來時間縮短到5小時。而京滬高鐵運行后，曾因暴雨雷擊天氣在四天中發(fā)生了三次事故，高鐵的安全性能一時間被推上風(fēng)口浪尖。高鐵受制于哪些天氣因素？如何采取有效措施防范氣象災(zāi)害，保障人民出行安全？
本期嘉賓：
中鐵二十二局集團(tuán)有限公司總工程師、教授級高級工程師 王愛國
中國氣象局公共氣象服務(wù)中心專業(yè)氣象室主任、專業(yè)氣象服務(wù)首席、正研高工 趙琳娜
經(jīng)典語錄：
“高鐵并非在任何天氣下都能跑，就目前的技術(shù)而言，某些極端天氣情況下行駛，并不現(xiàn)實。一味追求任何氣象條件下都高速運行，成本非常高?！?
“進(jìn)行一定的氣候可行性論證，可以最大程度避開氣象災(zāi)害的高發(fā)區(qū)?！?/P>
高鐵是否在任何天氣下都能跑？
首先，中鐵二十二局集團(tuán)有限公司總工程師王愛國介紹了我國目前的高鐵網(wǎng)現(xiàn)狀及高鐵的運行原理。高速鐵路是指列車運行速度達(dá)到每小時200公里以上的鐵路，具有線路高平順性、列車運行控制的自動化、智能化等特點，因而其運行速度快、運能大、安全性高。它不僅包括橋梁、涵洞、路基、軌道技術(shù)，還包括通信信號、牽引供電、客車制造等多方面技術(shù)，是一整套先進(jìn)技術(shù)的集合體。高鐵是電氣化鐵路，列車的動力來源于車頂?shù)氖茈姽瑥母邏航佑|網(wǎng)獲得動力。
目前，我國高鐵網(wǎng)規(guī)劃了“四橫四縱”。“四縱”分別是北京—上海、北京—深圳、北京—哈爾濱、杭州—深圳，“四橫”為徐州—蘭州、上?！啥?、上海—昆明、青島—太原。其中部分線路已經(jīng)開通。
那么高鐵是否會像早期的鐵路一樣受到熱脹冷縮的影響？
王愛國表示，我國以前的鐵路，每隔一兩公里就會設(shè)計一個軌縫，用以調(diào)整鋼軌因熱脹冷縮產(chǎn)生的形變。但是高鐵采用了跨區(qū)間無縫線路技術(shù)，加強(qiáng)了軌道的鎖定力，將鋼軌的熱脹冷縮變化轉(zhuǎn)化為軌道的內(nèi)應(yīng)力。同時，線路、橋梁的剛度和動力性能均滿足要求，比起以前用50公斤鋼軌改用60公斤鋼軌，抵抗力變大。
高鐵作為一種高效的運輸方式，它對氣象的依賴程度如何，運行中會受到哪些氣象因素的影響？
王愛國說：“比起航空、水路、公路交通，鐵路交通受天氣影響的程度最小?！痹谝话憷子?、風(fēng)、霧、雪等天氣下都能運行，但是并不能說高鐵在任何天氣下都能跑，就目前的技術(shù)而言，在某些極端天氣情況下行駛，并不現(xiàn)實。一味追求任何氣象條件下都高速運行，成本將會非常高。
中國氣象局公共氣象服務(wù)中心專業(yè)氣象室主任趙琳娜也同樣表示，“高鐵比起其他交通工具，受天氣影響的確稍小。”據(jù)報道，日本新干線35年來安全運送旅客30多億人次，無人身傷亡事故，歐洲高速鐵路安全運送旅客5億人次，基本未發(fā)生旅客死亡事故。
但高鐵高速運行與天氣仍有密切聯(lián)系。大風(fēng)、雷電、暴雨洪水、冰雹、積雪、積沙、大霧等災(zāi)害性天氣都可對高鐵運行或路基、橋梁、電網(wǎng)等設(shè)施產(chǎn)生影響。夏季溫度的升高，無縫線路長鋼軌的縱向壓力增大，高速列車通過時也容易發(fā)生脹軌跑道翻車事故。
“雙路供電”益處大 多項措施防災(zāi)害
早在2008年鐵路已經(jīng)是電氣化鐵路，當(dāng)供電因受到低溫雨雪冰凍災(zāi)害不穩(wěn)定時，列車不得不停運。近日，高鐵受到雷擊導(dǎo)致停運或晚點，作為通過供電運行的高鐵線路，怎樣避免雷擊，保障安全供電？
王愛國解釋，高鐵沿線加設(shè)了供電線路，即接觸網(wǎng)，并且每50公里建有一個牽引變電所，負(fù)責(zé)供電。特殊之處就在于，相鄰的兩個變電所互為備用。這種“雙路供電”的好處是，如果一個變電所發(fā)生故障，相鄰兩個變電所均可繼續(xù)給線路供電。
接觸網(wǎng)上面有一條防雷接地線，保護(hù)線路供電安全。但落雷的方向很難斷定，例如京滬高鐵最近的晚點事故就是遇到比較極端的雷擊，導(dǎo)致接觸網(wǎng)線路中斷。
但即使遇到雷擊，車內(nèi)旅客的安全還是能保障的。在遭受雷擊的瞬間，變電所會在0.25秒內(nèi)自動跳閘斷電，0.5秒內(nèi)在一次合閘，重新供電。通過這種瞬間斷電就能夠保障旅客安全。
如果接觸網(wǎng)線路被打斷，無法通過自動合閘恢復(fù)供電，列車內(nèi)的蓄電池可以應(yīng)急供電，保障通風(fēng)、空調(diào)及照明設(shè)備的運行。此外，在最初設(shè)計時，高鐵自身的微電子元件就有防雷的要求。
高速列車在300公里以上速度運行時，即使是很輕小的障礙物或者外力都可以產(chǎn)生相當(dāng)大的撞擊力，那么針對這種情況，高鐵能夠抗擊多大程度的風(fēng)、雨、雪等氣象災(zāi)害？
王愛國舉例，以風(fēng)為例，極端風(fēng)力會對高鐵的安全運行造成影響。歷年月最大風(fēng)速達(dá)到8級（17.2~20.7米/秒）及以上的鐵路沿線，每間隔20公里設(shè)置一處風(fēng)觀測設(shè)施，并在常年風(fēng)大的地方建立擋風(fēng)墻。根據(jù)有關(guān)研究資料顯示，在無擋風(fēng)墻的情況下，當(dāng)風(fēng)速大于20米/秒時，就要限速運行，而在有擋風(fēng)墻的情況下，當(dāng)風(fēng)速在30至35米/秒時，也可減速慢速通過。
鐵路洪水災(zāi)害、雪災(zāi)不像風(fēng)災(zāi)那樣具有突發(fā)性，它是按積少成多、循序漸進(jìn)的規(guī)律。鐵道、隧道都有一套自身的排水裝置，主要是要注意暴雨可能沖毀路基。對于冰雪災(zāi)害，設(shè)計時就有所考慮，在鐵道道岔易結(jié)冰處都裝有融冰設(shè)施。遇到極端暴雨、冰雪時，會根據(jù)應(yīng)急預(yù)案限速運行。并且加強(qiáng)人員巡查，及時發(fā)現(xiàn)問題。
氣候可行性論證必不可少 反饋信息利于調(diào)度
談到高鐵修建之前，是否必須進(jìn)行氣候可行性論證，以避開氣象災(zāi)害高發(fā)區(qū)？專家們發(fā)表了自己的看法。
趙琳娜表示，高鐵修建之前，必須進(jìn)行氣候可行性論證。我國是世界上氣象災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，在全球氣候持續(xù)變暖的大背景下，各類極端天氣氣候事件更加頻繁，氣象災(zāi)害造成的損失和影響不斷加重。防御氣象災(zāi)害已經(jīng)成為國家公共安全的重要組成部分。
“進(jìn)行一定的氣候可行性論證，可最大程度避開氣象災(zāi)害的高發(fā)區(qū)?！比缫呀?jīng)開工建設(shè)的蘭新二線鐵路專線，其進(jìn)入甘肅和新疆境內(nèi)時，需經(jīng)過著名的煙墩風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)、三十風(fēng)區(qū)，歷史上曾監(jiān)測到的新疆境內(nèi)的最大風(fēng)速達(dá)到過60米/秒，大大超過了普通臺風(fēng)的風(fēng)力強(qiáng)度。前期設(shè)計中，在新疆境內(nèi)擬建鐵路沿線上增設(shè)了多個氣象監(jiān)測站，平均風(fēng)速減小一半，大大提高了列車安全運行性。因此在設(shè)計階段、線路選擇等多方面必須進(jìn)行實地監(jiān)測和氣候可行性論證。
王愛國表示，為避免鋼軌因熱脹冷縮發(fā)生軌道形變甚至是斷軌，在軌道施工時就需要在鎖定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鋼軌鎖定，這也要求必須經(jīng)過前期的氣候調(diào)查，知道當(dāng)?shù)氐臉O端溫度，才能更準(zhǔn)確地鎖定軌道。但介于現(xiàn)實因素，繞過某一計劃區(qū)域修路很不現(xiàn)實，更多的是通過修建防護(hù)措施加以防護(hù)。
采訪的最后，趙琳娜提到，現(xiàn)在高鐵沿途都有氣象監(jiān)測站，可以提供風(fēng)、溫度、雨量、能見度、積雪、雷電及氣壓、相對濕度等信息。高鐵部門可以根據(jù)氣象部門提供的雨雪、風(fēng)等信息，通過采取沿線檢查、電網(wǎng)融雪、降速或停運等措施。
王愛國也透露，高鐵沿途建有的一些災(zāi)害信息采集站點，除了對自然災(zāi)害，比如對風(fēng)、雨、雪、溫度等氣象要素進(jìn)行收集，還監(jiān)控火災(zāi)及異物入侵，防止車站發(fā)生火災(zāi)或者鐵軌上出現(xiàn)異物?！斑@些信息實時反饋到調(diào)度中心，調(diào)度中心將根據(jù)應(yīng)急預(yù)案的要求進(jìn)行調(diào)度，保障人民的出行安全?！?/P>
結(jié)語
高鐵應(yīng)對氣象因素的影響，在設(shè)計之初就有充分的考慮，但是要避免天氣對它的真正影響還需一個實踐過程，鐵路部門與氣象部門有很多合作的科研課題，盡可能的將可能遇到的災(zāi)害風(fēng)險降至最低。
任何一個交通設(shè)備都會存在自身的局限性，對于高鐵因天氣晚點，我們是否應(yīng)該多一些理智與寬容，營造一個有利于高鐵改進(jìn)自身技術(shù)的環(huán)境，讓高鐵繼續(xù)飛
