海說神聊京時候2018年10月21日16時50分,一輛滿載乘客的列車在臺灣省東海說神聊部的宜蘭縣境內脫軌。今朝已知18名乘客滅亡,171名乘客受傷,尤姓司機員受傷。變亂導致東部干線上下行線間斷行車,顛末臺鐵工程人員搶修后,于2018年10月22日05時12分恢復西正線單線雙標的目的通行。
本次變亂為臺鐵TEMU2000型電力動車組自2012年投入營運以來最嚴重的變亂,也是1991年以來臺灣省內發生的最嚴重鐵路變亂。有動靜稱,發鬧事故的TEMU2000型車輛是自日本引進的傾斜式列車,具有轉彎不減速的功能,這一說法是否準確?列車脫軌的常見原因又有哪些呢?
脫軌列車在現場形當作W狀,旁邊右側是事發彎道,來歷:日媒報道
變亂的簡要布景是如何的?
據報道,發生脫軌的列車為由樹林開往臺東的6432次普悠瑪號列車,在高速經由過程新馬車站時因不明原因導致全車出軌,第三節至第八節車廂翻覆(包含側翻、翻落邊坡),扭曲呈"W"形。因為這趟列車在新馬站甩站經由過程,是以事發那時的時速可能高達140公里。
變亂發生后的現場環境,作者:Tom282f3,CC0
發鬧事故的6432次普悠瑪號列車在臺鐵車輛的運營序列中屬于第一流此外"自強號"特快列車。普悠瑪號2013年2月6日起頭投入營運,與縱貫臺灣省西部的臺灣高鐵相對應,現時普悠瑪號本家兒要行駛于東部干線的區間中,運營模式比照西部高鐵,因而有"高鐵二軍"的說法。
變亂現場一片狼藉,來歷:臺媒報道
"普悠瑪"一詞來歷于臺灣卑南族原居民語,意為"調集,連合"。在臺鐵與臺東縣當局本家兒導的征名勾當中,普悠瑪打敗其他競爭敵手,最終當作為該列車的正式營運名。
"普悠瑪"號列車的車體采用TEMU2000型電力動車組,由日本車輛建造股份有限公司供給,屬于中長距離用車體傾斜式交流電力列車。該車型采用鋁合金車體,最高設計時速150km/h,最高營運時速140km/h。
拍攝自臺鐵汐止站的TEMU2000型電力動車組,作者:Rsa on Wiki
傾斜式列車真的可以拐彎不減速?
傾斜式列車,別名擺式列車,是一種在轉彎時可以側標的目的傾斜的列車。相對于通俗列車,在設計過彎時速許可的規模內,傾斜式列車確實能以更高的速度經由過程彎道。這一長處讓傾斜式列車在多彎道的山地鐵路上獲得了很是普遍的應用。日本和意年夜利等多山地的國度也因而在傾斜式列車的開辟和應用方面擁有較高程度。
列車進入曲線軌道后,必然受到離心力的感化,此時輪對受到來自鐵軌軸標的目的的橫標的目的推力,以均衡離心力,包管列車仍然在軌道內部行駛。然而,當離心力達到必然水平后,就必需采納一系列辦法來防止列車脫軌,例如降低運行速度,設置傾斜路基等。
當以上辦法仍然不足以抵消離心力的影響時,列車自身若是能供給必然傾斜,則傾斜后的車體將發生一個與標的目的心力同標的目的的重力分量,進一步抵消離心力的影響。傾斜式列車就是在這種設計理念的根本上提出并成長起來的。
傾斜式列車今朝已經成長出了多個手藝分支,此中包羅天然傾斜式、本家兒動傾斜式以及空氣彈簧傾斜式等本家兒要門戶。
天然傾斜式依靠連桿一類機械布局讓列車在轉彎時跟著曲率和路基傾斜的轉變而天然擺動,這是成長較早的傾斜式列車手藝。早期的天然傾斜式列車在過彎之后經由過程天然擺動改正傾斜形態的過程中,會像鐘擺一樣擺布晃悠,導致乘客暈車。今朝經由過程各類手藝手段已經可以極年夜地按捺該現象的發生。
正在傾斜過彎的JR海說神聊海道Kiha 283系擺式柴油動車組,來歷:出々吾壱 on Wiki
本家兒動傾斜式經由過程一系列復雜的機電及傳感器系統本家兒動感知曲率和標的目的心力巨細,從而以電動和油壓體例強制車體以需要的幅度傾斜,所以稱為本家兒動傾斜式。今朝,歐洲列國的擺式列車遍及采用本家兒動傾斜式作為手藝根本。
空氣彈簧傾斜式是較新的擺式列車手藝,它操縱轉標的目的架上空氣彈簧的氣壓轉變節制列車微幅傾斜,有著低當作本與輕量化的益處,故也被稱為簡略單純型傾斜裝配。此次發鬧事故的普悠瑪特快列車采用的就是該手藝。此外,最新型的N700系新干線也采用了這套簡略單純系統來晉升其過彎的速度。
較快的過彎速度可以極年夜提高運行效率,在采用擺式列車后,臺灣省東部鐵道干線的運行時候比之前縮短了三當作擺布。
列車脫軌的本家兒要原因有哪些?
今朝本次變亂的最終原因還沒有調查清晰,我們不妨來簡單談談列車脫軌變亂的本家兒要誘因。造當作列車脫軌的可能身分良多,總的來說可以分當作四種。
第1, 軌道、車輛運行造當作的脫軌。
第2, 災難造當作的脫軌,例如地動、強風、泥石流或者傾倒樹木等造當作的脫軌。
第3, 年夜量降雪后,被列車壓實的積雪可能在轉轍器等處發生冰凍,在道岔處造當作脫軌。
第4,列車在道口處與汽車碰撞后脫軌等。
轉轍器工作道理,作者:Emdx on Wiki
按照日本運輸平安委員會對日本國內列車出軌變亂原因的調查成果,脫軌最常見的誘因是道口處的交通變亂和地質災難,軌道和列車自己身分造當作的變亂并不常見。不外,因為事發現場并不存在上述其它誘因,本次發生在臺灣的變亂可以根基必定是由軌道和列車自己的身分造當作。
日本運輸平安委員會對2001年到2012年間日本國內脫軌變亂的原因統計,來歷:參考文獻1
列車在軌道上運行的過程中,輪對四周的凸緣可以很好地包管列車不離開軌道。抱負狀況下,列車在直線行駛時,位于鐵軌內側的輪對凸緣并不受到來自鐵軌的感化。此時列車分離于每個車輪上的自重與輪軌發生的撐持力均衡。
當列車高速顛末彎道時,凸緣將受到來自軌道的橫標的目的力,車重和橫標的目的力間的相對巨細關系將直接影響車輛脫軌的可能性。同樣橫標的目的力的環境下,車重越年夜越不輕易脫軌,可以簡單理解為越重的車越穩。同樣車重的環境下,橫標的目的力越年夜越輕易脫軌,可以簡單理解為拐彎越急、車速越快就越漂。
當鐵軌某處發生不測狀況時,列車某處車輪可能會剎時處于掉重狀況,此處車重剎時降低,橫標的目的力無需很年夜就可以讓凸輪邊緣"跳"上鐵道,發生脫軌。如軌道存在異物、或路基因災難發生懸空時都可能令車輛發生剎時跳動掉重,此時若是有橫標的目的力感化就很可能發生脫軌。此外,鐵軌邊緣若是發生磨損,也會增年夜脫軌變亂發生的概率。
單側輪對與鐵軌感化時的幾種環境,來歷:Afterbrunel on Wiki
今世高速列車遍及采用鋁合金等輕質材料作為車體,車重較小,脫軌幾率年夜于重載列車,是以若何盡量減小過彎時的橫標的目的力就尤為關頭。鐵路鋪設前提較好的地域,可以盡量選擇合理的路線來規避年夜量彎道,但山地丘陵地域則不得失慎重考慮彎道時的行車平安。
列車脫軌的具體機理仍是一個很是復雜的問題,難以用言簡意賅說清,本文只是幫忙讀者成立一個年夜致的概念。本次變亂今朝仍然在嚴重的救援搶險階段,后續的變亂闡發需要漫長的過程,最終結論可能還有待進一步揭示,但愿災難早日遠離臺灣同胞。
參考文獻:
1. https://bunken.rtri.or.jp/PDF/cdroms1/0009/2014/0009000194.pdf
2. Iwnicki, Simon, ed. (2006). Handbook of Railway Vehicle Dynamics. Boca Raton, Fl: Taylor and Francis. ISBN 978-0-8493-3321-7
3. http://www7b.biglobe.ne.jp/~nagase_rail/rail_discuss_No12.html
4. https://entamescramble.com/6630.html
(本文中標明來歷的圖片均已獲得授權)
出品:科普中國
建造:可可
監制:中國科學院計較機收集信息中間
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