冰雪交織春運,極端天氣讓旅客出行遇阻,也讓部分地區承受着巨大的客運壓力。 

據中央氣象臺預報顯示,2月6日至7日,重慶東南部、貴州東北部、湖北東南部、安徽南部、湖南中北部、江西北部、浙江西北部等地的部分地區有大到暴雪,局地大暴雪,其中貴州、湖南、湖北、江西、安徽等地的部分地區舊雪未消又添新雪。

受低溫雨雪冰凍天氣影響,部分高鐵線路的列車近日出現不同程度晚點。對此,北京交通大學先進軌道交通自主運行全國重點實驗室蔡國強教授向紅星新聞記者分析指出:“與過去寒冬裏的低溫、暴雪、大風等氣候不同,今年多地高鐵運營真正面臨的難題,是來自凍雨的奇襲。”

焦點一:

列車遇困的“真兇到底是什麼?

“凍雨致接觸網結冰,列車獲電受流遇阻”

何爲凍雨?據中國氣象局的權威解釋,凍雨指由過冷水滴組成,與溫度低於0℃的物體碰撞立即凍結的降水。低於0℃的雨滴在溫度低於0℃的空氣中保持過冷狀態,當落到溫度爲0℃以下的物體上時,立刻凍結爲冰層,稱爲雨凇。中國氣象局指出,從定義上看,凍雨是特殊類型的降雨和天氣現象,而雨凇是凍雨的結果,是一種災害或景觀。

實際上,凍雨致列車停擺事件並非首次出現。紅星新聞記者查閱資料發現,我國此前曾有多起凍雨導致的鐵路停運事件。如在1955年,浙贛地區曾因“凍雨”倒毀電杆數百根,南潯、浙贛鐵路運輸一度中斷;2008年1月,江西南昌也曾因凍雨,市區3小時停電,火車因鐵軌凍冰無法駛出……

但爲何暴雪、低溫、大風天裏,高鐵、動車尚可開行,凍雨卻能讓其出現延誤甚至是停運?對此,蔡國強向紅星新聞解釋稱,這是由於凍雨落入列車上方的電網後快速形成雨凇,導致高鐵、動車無法順利獲得電能輸入,所以運行受阻。

“簡單來說,就是高鐵、動車的運行依靠電能保障,而列車要取電受流,就需通過列車上方的受電弓裝置與列車上端的接觸網摩擦,從而取得高壓電流獲得動力。但凍雨會讓接觸網結冰,受電弓無法與接觸網接觸,所以列車就失去了電能供應。”蔡國強解釋道,“若接觸網上覆蓋的冰層薄弱,列車受電弓和接觸網摩擦生熱還可將冰融化,但如果凍雨持續或冰層過厚,摩擦生熱就難起作用,列車電流就會中斷,這也是導致兩湖地區出現大面積列車延誤或停運的主要原因。”

焦點二:

動車能否直接撞冰開路前行?

“凍雨帶來的隱患,不止在列車頂部”

對於凍雨給高鐵、動車運行帶來的威脅,生活在東北的張釗有着更爲直觀的感受。作爲哈爾濱動車段檢修車間副主任的他,去年冬季曾和同事們一起對抗凍雨帶來的鐵路難題。

“大家春節想回家的心情非常能讓人理解,但作爲鐵路職工,我們運送旅客的最大前提一定是確保安全。”張釗表示,如一些網友所說的“強行開動列車,通過撞擊或者摩擦生熱的方式讓接觸網、鐵軌上的冰破碎,那將爲乘客帶來更大的風險隱患。

在張釗看來,凍雨給列車出行帶來的考驗,不止列車失去電能供應這一項。他向紅星新聞記者介紹,動車組上方有一組高壓設備,當凍雨出現時接觸網就會被冰層覆蓋,若此時強行讓列車開行,就會導致接觸網在冰層阻隔下與受電弓發生“虛接”,從而讓兩者因摩擦產生電火花。

一旦形成電火花,張釗解釋,一方面將對動車本身造成損害,另一方面若電火花輻射到動車上方的高壓設備,就可能引發其他安全隱患。此外張釗還指出,因凍雨形成的雨凇會在接觸網上形成冰錐,若列車強行通過,可能致使冰錐掉落在列車車頂設備上,脫落冰凌擊打動車組車頂高壓設備,衍生次生故障,同時引起其他高壓設備出現故障。

而凍雨對列車運行的威脅,不止體現在“天花板”上。張釗告訴紅星新聞記者,在凍雨天裏開行列車,地面上的鐵軌和列車車輪也同樣存在安全隱患。

武漢大學從事雷電防護研究工作的蔡力教授也告訴紅星新聞記者,除去凍雨帶來的導電問題,列車下的鐵軌結冰同樣會引起列車更換岔道不便,同時也會導致高鐵製動距離變長,“鐵路方要考慮旅客的安全問題,這些因素都會影響正常行駛。”

“就好比冰雪天裏開車,輪胎可能陷入冰雪中無法動彈一樣,列車在結冰的鐵軌上也可能出現制動問題。”張釗進一步解釋,一方面由於冰雪原因,列車車輪上的輪盤制動閘片可能與車輪發生粘連,從而影響動車組制動力;另一方面,高速運行的列車也會將鐵軌周邊的雪花、冰渣等吸入列車轉向架內部,這也同樣可能會影響動車組制動力。

蔡國強也同樣分析指出,由於列車無法直接掉頭或轉向,必須藉助道岔轉換變更行駛方向。運行過程中,要求列車車輪和道岔轉換貼緊,中間不能有異物。因此如果道岔中有碎冰或積雪,就無法實現列車轉向變道,甚至有脫軌危險。

焦點三:

南方列車爲何不設計成“抗凍戰士”?

“各地側重不同,並非一張圖紙走天下”

2023年春運期間,我國東北地區先後經歷多次寒潮天氣,最低氣溫降至-50℃左右。彼時的“復興號高寒智能動車組”卻能馳騁鐵道正常運營,承擔起高寒環境裏運送旅客回家的重擔。

但本次兩湖地區的高鐵卻因極端的寒潮天氣“停擺。也有網友提出疑問,爲何列車不能都設計爲“高寒智能”?

對此,蔡力回應紅星新聞記者指出:“列車設計具有普遍性,也同樣具有特殊性,各個鐵路局都會通過不同地區的自然環境特性,來強化或者增減一些功能,確保當地列車出行的安全與便捷。”

蔡力指出,通常而言,北方冬季氣溫低於南方,因此在列車初始設計與運行方面,會考慮使用專門的抗凍保暖材料;再比如2022年投入使用的新疆和田至若羌鐵路,成爲世界首條環沙漠鐵路線。在原始設計上,該鐵路線在對抗風沙、流動性沙漠問題上就天然具有優勢。

張釗也同樣表示,列車設計並不是一張圖紙全國用,而是不斷結合當地實際來改善推進。“這就好比哈爾濱司機得用-40℃抗凍的玻璃水,但南方司機普遍不會有這個要求一樣,鐵路設計也是這樣的原則。”張釗分析指出,由於南方氣溫普遍高於北方,因此在抗寒、抗凍要求上會一定程度降低,而此次寒潮過程於兩湖地區而言實屬罕見,因此難以確保每趟列車都能在極端天氣裏運行。

“一方面是考慮鐵路的設計和本來的耗費,另一方面耗損、保養、維修等費用也是一大筆開支。”張釗指出,如果每個城市的所有列車都設計成冬天抗寒抗凍,或像開行新疆地區的鐵路一樣扛住風沙,一方面是並沒有這樣的必要性,另一方面經濟成本將會大大增加。

但即便是在冰雪城市哈爾濱,在列車應對凍雨時也同樣存在困難。用張釗的話來說就是:“低溫凍害我們不怕,暴雪也能很快克服,但凍雨帶來的麻煩,即便放在冬季嚴寒的北方城市,也依舊是難題。”

張釗向紅星新聞記者介紹,爲了風雪天鐵路能正常運行,自2012年黑龍江省開行世界首條高寒高鐵“哈大高鐵”以來,哈爾濱鐵路局在動車組防寒改造、融冰除雪以及風雪預警上投入大量人力物力,目前哈鐵運營的CRH5A、CHR5G、CRH380BG以及復興號等多種動車組車型,均對車門、電水爐、衛生間的水管、水箱等進行了16項防寒改造,保證水路和車門不會被凍結。

但凍雨在北方城市仍舊沒有更好更快的方法來解決。張釗告訴紅星新聞記者,“由於凍雨造成雨凇災害過快,即便不斷有工人進行除冰作業,最後也是後面的線路冰剛除掉,前面的冰又結起來了。”

而在蔡國強看來,設計列車的確需要考慮諸多因素,如行駛速度、安全性、舒適性,並結合行駛區域的地理位置、天氣因素和投入成本等。

他舉例稱,如北方高寒地區運行的列車在電子器件、芯片等的選型上需具備耐低溫特性,同時增加防凍、低溫保護的設施設備。而在沙漠地區運行的列車,就要做防風沙、防寒設計。

在蔡國強看來:“從以往的經驗看,在非高寒地區投放適用高寒地區的列車確實沒有太大必要。”不過在採訪中他也指出,本次湖北暴雪、凍雨造成的鐵路運行受阻情況,也提醒我們應該進一步改造和優化列車設計,比如改造列車結構、增加除冰功能,以應對雨雪極端天氣。

焦點四:

北方鐵路如何化解凍雨危機?

“哈爾濱的經驗是三步走”

應對暴雪凍雨天氣,鐵路接觸網覆冰如何應對?蔡國強在接受採訪時告訴紅星新聞記者,國內目前採取的主要方式仍是通過人工敲擊,或無人機懸掛除冰棒進行敲擊。如果雨雪天氣寒冷溼度大,往往在冰層被敲落後,接觸網又會很快再次結冰。

作爲北方城市的鐵路工作者,張釗在應對凍雨危機上已經積累起了經驗。以去年哈爾濱鐵路局解決凍雨問題爲例,他向紅星新聞介紹起了當地的“凍雨應對過程”——

首先,藉助過去的機車車頭,也即網友所說的“綠皮火車車頭”進行第一步開路。張釗解釋,由於機車使用柴油機自發電,無需藉助外部受電引流,因此在首趟高鐵動車組出發前,就通過機車開道,使用機車車頂的碳滑板接觸到接觸網,起到第一次刮冰作用。

張釗補充,由於碳滑板的受電效果良好,所以大部分動車都採用碳滑板,但在硬度上不及銅基滑板,因此爲了除冰作業,鐵路人員會在機車碳滑板上額外增加“銅條”,使其能更結實,刮冰效果也更好。

當機車開道完成後,哈爾濱鐵路局還會加開安裝了“銅基碳滑板”的熱滑動車組,利用車頂上方的雙側銅條來回刮除接觸網殘餘的碎冰,這樣一來,連續兩次刮冰後,載客的動車組纔會順利開車。

除以上針對凍雨問題的應急措施,在夜間列車非運行期間,哈爾濱鐵路局也會組織大量人力到現場進行人工掃雪除冰作業。張釗表示:“由於哈爾濱也經常出現雨凇危害,因此在摸索中形成了上述梯隊制的除冰作業模式,確保在極端天氣裏旅客安全出行。”

張釗告訴紅星新聞記者,全國各地的鐵路部門實際是一個整體,在湖北等地遇到鐵路停運難題期間,他們也正積極與當地溝通:“各地鐵路部門都在想辦法,給遇到難題的鐵路部門出主意,大家的初心其實就是想安全把每位乘客送到目的地。”

對於這一點,紅星新聞記者也從武漢鐵路部門方面獲悉,爲進行除冰作業,武漢局集團公司已組織超2000名工作人員對接觸網、線路、道岔等設備進行24小時掃雪除冰。同時供電、電務部門人員也及時進行隱患排查,尤其加強對接觸網、道岔、轉轍機等設備進行隱患檢查。

焦點五:

綠皮火車“強過”高鐵動車?

“二者無法同日而語”

在凍雨威脅下,使用電能前行的高鐵和動車按下了暫停鍵。但與此同時,被網友戲稱爲“老祖宗”的綠皮火車卻登上了舞臺。網絡上,綠皮火車不受風霜雨雪影響呼嘯而過畫面引來不少網友圍觀,更有綠皮火車車頭牽引動車前行的視頻吸引了無數網友點贊。

綠皮火車爲何能在極端天氣裏“風馳電掣”?蔡國強向紅星新聞記者解釋稱,綠皮火車也稱爲普速列車,靠第一節機車帶動後面車廂前行。通常而言,普速列車分爲兩種機車,一是電力機車,二是內燃機車。暴雪天氣下,電力機車牽引的普速列車仍會受到影響,但內燃機車由於使用柴油不需藉助外部供電,所以依然能夠在冰天雪地裏降速行駛。

“讓機車車頭拉着動車或者高鐵前行,是我們鐵路部門的一項應急措施,目的就是助力動車組駛離應急區域,在沒有冰雪的區間讓動車安全運行。”對於一些網友提出的“與其讓列車停運,不如讓機車車頭一直拉着走”,張釗並不支持,他告訴紅星新聞記者,從理論上這是可以實現的,但這樣出行的速度會大受影響,因此鐵路部門通常的做法是藉助機車車頭將動車組帶到安全區域,讓動車正常行駛,或通過換乘等方式儘可能地彌補列車晚點帶來的時間上的損失。

截至發稿,武漢鐵路部門已安排48臺內燃機隨時待命,以做好應急牽引準備,儘可能滿足旅客安全出行的需要。

而對於綠皮車“強過”動車高鐵的聲音,張釗並不認同:“因爲綠皮車依靠柴油獲取動能,所以對風雪天氣適應性更強。但從出行速度、乘坐舒適度來看,綠皮車遠比不了現在高鐵動車組。”張釗告訴紅星新聞記者,目前最快的綠皮車運行的最高速度爲120公里/小時,而眼下動車的運行速度甚至能達到每小時350公里上下,二者無法同日而語。

紅星新聞記者 楊雨奇 羅夢婕 實習生 張珺潔 關留博

相關文章