中低速磁浮交通应急响应预案研究

席卿浩，武震啸，李 艳，马卫华

(1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031；2.中国中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院，四川 成都 610083)

随着城市化进程的加快，地铁、轻轨等城市轨道交通高速发展，已经成为人们日常出行必不可少的工具。中低速磁浮列车作为一种新型的城市轨道交通工具，它环抱导轨运行，依靠电磁铁的磁性将列车向上吸起，悬浮于轨道上方，同时通过悬浮电磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮间隙，通过直线电机来牵引运行。中低速磁浮列车作为目前城市轨道交通中最先进的技术，具有环保、安全性高、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低等优点，适用于城市市区、近距离城市间和旅游景区的交通连接，可替代轻轨和地铁[1-2]。2015-12-26，由中国铁建实施设计施工总承包的长沙中低速磁浮线开通试运行，这是我国首条投入运营的中低速磁浮线。

尽管中低速磁浮交通有较高的安全技术保证，但是上海磁浮列车曾在2006年因电器故障发生一次火灾事故；同年下半年，德国发生了一起磁悬浮列车撞车事故，造成23人死亡，10人重伤[3]。因此，中低速磁浮列车的运营安全至关重要，形成一套完整的安全管理体系迫在眉睫。

针对磁浮交通运营安全的研究，国内已有一些学者进行了先期探索。陈永胜以已发生的磁浮交通灾害事故为背景，分析了事故特点和难点问题，提出了应对措施[3]。李经伟通过对国内某条中低速磁浮线路特点的介绍，类比具有类似特点线路的救援方案，探索出一套适用于中低速磁浮线路的救援方案[4]。中低速磁浮交通尚在发展初期，而地铁已经过多年的发展，相对成熟，两种交通制式间有许多相似之处，因此地铁的紧急疏散和应急救援系统也具有一定的参考作用。D.Gabay分析了巴黎地铁30年来地铁隧道自然通风和机械通风系统的演变[5]。LI Yanfeng等对互通式立体交叉地铁火灾事故进行了分析研究[6]。钱勇生等针对地铁运营过程中比较常见的几类事故给出了较为通用的响应预案[7]。胡岳雄分析研究了广州地铁列车救援相关流程、救援组织过程及车辆设备设施状况，并提出优化现阶段救援的建议[8]。俞辉分析了城市轨道交通列车应急救援体系的构成及基本原则，并对列车应急救援体系的建设提出了建议和目标[9]。王山等从地铁事故的救援程序、体系等方面详细叙述了地铁应急救援方案[10]。李晶主要介绍了列车故障救援行车组织方案，根据既有设备、线路特点、文本规章，研究在正线任何地点发生列车故障救援时如何进行救援行车组织[11]。Xing Meng等分析了地铁突发事件的主要类型和特点，总结了主要的应急对策[12]。

本文通过对国内外城市轨道交通系统事故应急预案进行调研，针对国内中低速磁浮列车日常运营中典型的车辆系统故障，提出相应的较为通用的应急响应预案。

1 中低速磁浮列车故障应急响应预案

当中低速磁浮列车的机械系统、电气系统、动力系统、制动系统以及控制系统出现故障时，将严重影响线路的正常运营。为提高应对中低速磁浮列车动力丢失的应急处置能力，确保故障车辆救援工作高效、有序地进行，最大限度减少造成的损失和对正常运营的影响，需要针对车辆故障制定应急响应预案。

1.1 动力丢失故障

中低速磁浮列车的直线电机或牵引系统出现故障，导致列车无法动车，但是可以保持悬浮。图1为动力丢失故障类型。

图1 动力丢失故障类型图

(1)信息发布：故障发生后，控制中心立即对故障信息进行确认，包括故障发生的地点、车次、车辆号、列车状态以及乘客的大致情况等，并发布列车故障信息。车厂控制中心值班主任在接到救援命令后，立即通知部门负责人及相关人员，并通知当班工程车司机。

(2)先期处置：故障发生后，列车司机应当检查磁浮列车的当前状况。在列车供电正常、制动正常、不危及行车安全的情况下，司机向行调报告的同时，利用列车的速度或坡道滑行到前方车站，疏散乘客。如果不能滑行进站，司机应当尽量将列车停放在平直、距地面较近或下方有公路的线路上，同时实施紧急制动和停放制动，防止列车溜逸，再对乘客进行疏散。

控制中心应当封锁事故影响区域，如有停电要求时，与电调确认对事故区域接触轨停电。联系事故车辆司机，确认是否有人员伤亡，视情况报110、120。车站组织人员疏散与医疗救治，各救援队做好准备工作。

(3)现场救援：采取了相应的安全措施后，各专业人员进入现场进行检查确认，制定救援方案。行调指挥救援磁浮列车或工程车从故障列车的前或后接近，并与故障列车连接、试拉和电气连接后，将故障列车牵引或推进到车站。

(4)救援结束：救援队在确认救援成功后，立即向现场指挥小组组长汇报，并由其向应急指挥部报告，终止本次救援。

1.2 悬浮功能故障

中低速磁浮列车的悬浮控制器、间隙传感器和悬浮电磁铁出现故障时，根据故障的严重程度不同，列车可能完全失去悬浮能力；也可能可以完成悬浮，但一套电流环路已经损坏，需要降低功率运行，或是部分传感器出现故障。若列车完全失去悬浮能力，则需要采取相应的措施进行救援。图2为悬浮功能故障类型。

图2 悬浮功能故障类型图

(1)信息发布：故障发生后，控制中心立即对故障信息进行确认，包括故障发生的地点、车次、车辆号、列车状态以及乘客的大致情况等，并发布列车故障信息。车厂控制中心值班主任在接到救援命令后，立即通知部门负责人及相关人员，并通知当班工程车司机。

(2)先期处置：故障发生后，列车司机应当检查磁浮列车的当前状况。若列车可以完成悬浮，司机向行调报告的同时，利用列车的速度或坡道滑行到前方车站，疏散乘客。如果不能完成悬浮，司机应当疏散乘客、等待救援。

控制中心应当封锁事故影响区域，如有停电要求时，与电调确认对事故区域接触轨停电。联系事故车辆司机，确认是否有人员伤亡，视情况报110、120。车站组织人员疏散与医疗救治，各救援队做好准备工作。

(3)现场救援：采取了相应的安全措施后，各专业人员进入现场进行检查确认，若列车完全失去悬浮能力，则启动应急轮系统。

应急轮系统是一个将车辆通过滚轮直接支撑于轨道上表面滑行侧的装置。当悬浮系统发生故障无法正常悬浮列车时，司机室控制台或无线电感应装置将数据传输到控制中心，由控制中心发出指令，应急轮放下并将列车顶起，此时车辆和设备的重量全部由应急轮承受。当应急轮装置运行时，车辆也同时失去了电导向力，此时列车由各模块上的侧向导向滑撬进行导向。

应急轮需要用液压支承装置将列车顶起，利用液压支承的滚轮，用其他牵引车将列车移开。每个悬浮架上共有8套液压支撑装置，每4套一组通过液压支承座固定于左、右纵梁上。液压支承装置由液压油缸、支承轮、固定盖、定位销等组成。缸体下部直径大于上部直径，形成一个有凸台的圆柱形，在上部顶端的缸体上开有螺纹。液压缸的推动杆下部是支承轮，它随推动杆的伸缩，实现上下移动。

为了使支承轮保持沿轨道的位置不变，在缸体下部大直径圆柱上开有定位螺孔，在液压支承座上适当位置开有相应孔，定位销通过橡胶密封环穿过该孔拧紧在定位螺孔上，这样可保证圆柱形的油缸在圆周方向始终与其安装座保持准确的位置，相应地小轮也就始终保持正确的方向。

列车落于轨道上时，液压支承小轮距轨面3 mm，列车额定悬浮高度下液压支承小轮距轨面11 mm，需要液压支承小轮支承列车时，液压缸名义顶出长度应≥11 mm。

应急轮成功顶起后，司机向行调汇报，得到允许后，利用电机驱动应急轮前往最近车站疏散乘客、回库。

(4)救援结束：救援队在确认救援成功后，立即向现场指挥小组组长汇报，并由其向应急指挥部报告，终止本次救援。

1.3 车辆电气设备故障

中低速磁浮列车车辆电气设备众多，某一电气设备发生故障都有可能导致列车无法开动。当车辆系统发生电气系统、制动系统、控制系统等故障，导致列车不能开动时，应立即对故障列车展开应急救援。图3为车辆电气设备故障类型。

图3 车辆电气设备故障类型图

(1)信息发布：故障发生后，控制中心对故障信息进行确认，包括故障发生地点、车次和车辆号、列车故障信息及状态、乘客的大致情况等，并发布列车故障信息。车厂控制中心值班主任在接到救援命令后，立即通知部门负责人及相关人员，根据需要通知当班工程车司机。

(2)先期处置：在列车发生故障后，故障车司机应立即报告控制中心、广播安抚乘客，并进行故障处理。同时控制中心确认故障车需要救援后，立即向故障车和救援车发布救援命令；如需工程车救援，立即联系厂调进行组织。车站方面接到清客命令后，按有关规定组织清客。救援车司机接到救援命令后，清客并做好救援准备。当班工程车司机接到需要工程车救援指令后，立即整备作业。

(3)现场救援：采取了相应的安全措施后，各专业进入现场进行检查确认，若列车完全失去悬浮能力，则启动应急轮系统。

应急轮成功顶起后，司机向行调汇报，得到允许后，利用电机驱动应急轮前往最近车站疏散乘客、回库。

若电机无法驱动应急轮，则采用工程车救援方式。

工程车救援：故障车做好连挂准备。然后救援工程车按计划运行至故障地点与故障车实施连挂。连挂好后，故障车缓解制动，试拉。故障车(或救援工程车)司机确认进路安全后报行调，听其指令操作。

(4)救援结束：救援队在确认救援成功后，立即向现场指挥小组组长汇报，并由其向应急指挥部报告，终止本次救援。

1.4 车辆冲突故障

列车车辆冲突属于行车事故，在出现冲突时，要尽快处置，以最短的时间将冲突车辆分离、拖走，清理线路，最大可能地减少事故对整个磁浮列车运营的干扰和影响，将事故损失降低到最低限度。图4为车辆冲突故障类型。

图4 车辆冲突故障类型图

(1)信息发布：事故发生后，控制中心对故障信息进行确认，包括列车冲突地点、车次和车辆号、列车冲突后的状态、乘客的大致情况等，并立即按照相关规定进行信息汇报。相关部门生产调度在接到救援命令后，应立即通知救援队、部门负责人、各室主任及安全员，组织抢险救援工作。

(2)先期处置：控制中心封锁事故影响区域，与电调确认对事故区域接触轨停电。随后控制中心与司机确认是否有人员受伤，视情况报120、110。车站的工作人员立即组织人员疏散及医疗救治。各救援队赶赴现场，做好现场设备安全保障工作。同时组织工程车出动的准备工作。

具体措施为：故障发生第一时间，现场处理由司机、车站在控制中心的指挥下具体负责，由当班车站值班站长担任应急负责人，全面负责组织乘客疏散、伤员救治工作。分公司立即成立现场救援指挥小组，下设客运指挥小组、车辆抢险救援指挥小组、设施设备抢修指挥小组、医疗救治后勤小组等，负责应急抢险救援组织工作。在分公司现场应急指挥小组到达现场前，由客运部担任应急主导部门。随后在分公司现场应急指挥小组到达现场后，抢险工作在其领导下进行。

(3)现场救援：各专业救援队在采取相应的安全措施后，进入现场进行勘察，制定救援方案，随后按制定的救援方案进入现场开始救援。

车辆救援：首先车辆部救援队对冲突列车实施分离、复位等救援工作。在车辆救援工作完成后，及时汇报现场救援指挥小组。接着在确认线路符合行车条件后，按指令将故障车由工程车推进(或牵引)至就近的存车线或车厂。

设备抢修：设施设备部救援队迅速对故障区域内所属设备进行检查，并对损坏设备进行抢修。在抢修作业完成后，报现场救援指挥小组。

(4)救援结束：救援队在确认救援成功后，立即向现场指挥小组组长汇报，并由其向应急指挥部报告，终止本次救援。

2 结语

中低速磁浮交通系统属于新型城市轨道交通，目前还未得到成熟的应用，形成一套完整的安全管理体系迫在眉睫。本文针对中低速磁浮列车日常运营中出现的几种常见的车辆系统故障，提出了相应的较为通用的应急响应预案，其它需要注意的有以下几点：

(1)由于中低速磁浮列车采用抱轨运行的方式，安全性高，不会脱轨，因此，在救援时应首先考虑人员的救援和疏散，再考虑车上的救援。

(2)在日常运营过程中应当加强有关人员的应急培训并进行反复的应急预案模拟演练。在演练过程中巩固应急人员应急技能并发现预案的漏洞与不足，从而进行补充与改进，避免在真正的事故应急中产生失误。

(3)对日本、韩国等国的中低速磁浮列车运营线进行考察，学习成熟的紧急疏散与应急救援体系，然后结合我国中低速磁浮交通的特点，形成完善的安全管理体系。

[1]唐 锐，吴俊泉.中低速磁浮列车在我国城轨交通中的应用前景[J].都市快轨交通，2006，19(2)：12-15.

[2]杨新斌.中低速磁浮技术在城市轨道交通中的应用[J].铁道车辆，2015，53(4)：30-32.

[3]陈永胜.磁浮列车灾害事故处置对策[J].防灾科技学院学报，2010，12(3)：6-12.

[4]李经伟.某中低速磁浮线路救援方案研究[J/OL].城市建设理论研究(电子版)，2014，4(34).

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[7]钱勇生，广晓平，郑 雍.地铁应急救援预案的研究[J].地下空间与工程学报，2006，2(2)：288-292.

[8]胡岳雄.地铁列车救援的流程、组织及设备浅析[J].科技信息，2013(16)：472-472.

[9]俞 辉.地铁列车应急救援体系研究[J].城市轨道交通研究，2011，14(a1)：57-60.

[10]王 山，汪 彤，代宝乾.地铁应急救援方案的研究[J].安全，2005，26(3)：31-33.

[11]李 晶.浅谈地铁列车故障救援的组织措施[J/OL].城市建设理论研究(电子版)，2014，4(19).

[12]Xing Meng，Mengling Li，Shu Yu.Study on Subway Safety Measures and Emergency Rescue’s Countermeasures in Shenyang[J].Applied Mechanics and Materials，2013，405-408：1346-1349.