部分列車為啥延誤、“老祖宗”綠皮車出山能否解決難題……

　　5問凍雨下的高鐵之“困”

　　冰雪交織春運(yùn)，極端天氣讓旅客出行遇阻，也讓部分地區(qū)承受著巨大的客運(yùn)壓力。

　　受低溫雨雪冰凍天氣影響，部分高鐵線路的列車近日出現(xiàn)不同程度晚點(diǎn)。在2月7日中國氣象局召開的新聞發(fā)布會上，國家氣象中心副主任張恒德表示，這一輪雨雪冰凍天氣過程即將結(jié)束，但對交通、能源行業(yè)還有一些影響，總體趨勢是趨于減弱，但仍需關(guān)注部分時(shí)段、部分地區(qū)的天氣風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)預(yù)計(jì)7日-9日，湖南、湖北等地境內(nèi)長沙-武漢段、長沙-張家界段等高速鐵路沿線將有中雪，可能導(dǎo)致列車晚點(diǎn)和車站旅客滯留。

　　對此，北京交通大學(xué)先進(jìn)軌道交通自主運(yùn)行全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蔡國強(qiáng)教授向記者分析指出：“與過去寒冬里的低溫、暴雪、大風(fēng)等氣候不同，今年多地高鐵運(yùn)營真正面臨的難題，是來自凍雨的奇襲?！?/p>

　　工作人員在線路上進(jìn)行掃雪除冰作業(yè) 　　圖據(jù)武漢鐵路局

　　問題 1

　　列車遇困的“真兇”到底是什么？

　　“凍雨致接觸網(wǎng)結(jié)冰，列車獲電受流遇阻”

　　何為凍雨？據(jù)中國氣象局的解釋，凍雨指由過冷水滴組成，與溫度低于0℃的物體碰撞立即凍結(jié)的降水。低于0℃的雨滴在溫度低于0℃的空氣中保持過冷狀態(tài)，當(dāng)落到溫度為0℃以下的物體上時(shí)，立刻凍結(jié)為冰層，稱為雨凇。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(xiàn)象，而雨凇是凍雨的結(jié)果，是一種災(zāi)害或景觀。

　　凍雨致列車停擺事件并非首次出現(xiàn)。記者查閱資料發(fā)現(xiàn)，我國此前曾有多起凍雨導(dǎo)致的鐵路停運(yùn)事件。如2008年1月，江西南昌曾因凍雨，市區(qū)3小時(shí)停電，火車因鐵軌凍冰無法駛出……

　　但為何暴雪、低溫、大風(fēng)天里，高鐵、動車尚可開行，凍雨卻能讓其出現(xiàn)延誤甚至是停運(yùn)？蔡國強(qiáng)解釋稱，這是由于凍雨落入列車上方的電網(wǎng)后快速形成雨凇，導(dǎo)致高鐵、動車無法順利獲得電能輸入，所以運(yùn)行受阻。

　　“簡單來說，就是高鐵、動車的運(yùn)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(wǎng)摩擦，從而取得高壓電流獲得動力。但凍雨會讓接觸網(wǎng)結(jié)冰，受電弓無法與接觸網(wǎng)接觸，所以列車就失去了電能供應(yīng)。”蔡國強(qiáng)解釋道，“若接觸網(wǎng)上覆蓋的冰層薄弱，列車受電弓和接觸網(wǎng)摩擦生熱還可將冰融化，但如果凍雨持續(xù)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(dǎo)致兩湖地區(qū)出現(xiàn)大面積列車延誤或停運(yùn)的主要原因?！?/p>

　　問題 2

　　動車能否直接撞冰開路前行？

　　“若強(qiáng)行開行，風(fēng)險(xiǎn)隱患更大”

　　對于凍雨給高鐵、動車運(yùn)行帶來的威脅，生活在東北的張釗有著更為直觀的感受。作為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(jié)想回家的心情非常能讓人理解，但我們運(yùn)送旅客的最大前提一定是確保安全?！睆堘摫硎?，如一些網(wǎng)友所說的“強(qiáng)行開動列車，通過撞擊或者摩擦生熱的方式讓接觸網(wǎng)、鐵軌上的冰破碎”，那將為乘客帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

　　在張釗看來，凍雨給列車出行帶來的考驗(yàn)，不止列車失去電能供應(yīng)這一項(xiàng)。他向記者介紹，動車組上方有一組高壓設(shè)備，當(dāng)凍雨出現(xiàn)時(shí)接觸網(wǎng)就會被冰層覆蓋，若此時(shí)強(qiáng)行讓列車開行，就會導(dǎo)致接觸網(wǎng)在冰層阻隔下與受電弓發(fā)生“虛接”，從而讓兩者因摩擦產(chǎn)生電火花。

　　一旦形成電火花，除了對動車本身造成損害外，若電火花輻射到動車上方的高壓設(shè)備，可能引發(fā)其他安全隱患。此外，因凍雨形成的雨凇會在接觸網(wǎng)上形成冰錐，若列車強(qiáng)行通過，可能致使冰錐掉落在列車車頂設(shè)備上，脫落冰凌擊打動車組車頂高壓設(shè)備，衍生次生故障，同時(shí)引起其他高壓設(shè)備出現(xiàn)故障。

　　而凍雨對列車運(yùn)行的威脅，不止體現(xiàn)在“天花板”上。張釗稱，在凍雨天里開行列車，地面上的鐵軌和列車車輪也同樣存在安全隱患。

　　武漢大學(xué)從事雷電防護(hù)研究工作的蔡力教授也告訴記者，除去凍雨帶來的導(dǎo)電問題，列車下的鐵軌結(jié)冰同樣會引起列車更換岔道不便，同時(shí)也會導(dǎo)致高鐵制動距離變長，“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?！?/p>

　　“就好比冰雪天里開車，輪胎可能陷入冰雪中無法動彈一樣，列車在結(jié)冰的鐵軌上也可能出現(xiàn)制動問題?！睆堘摻忉專环矫嬗捎诒┰?，列車車輪上的輪盤制動閘片可能與車輪發(fā)生粘連，從而影響動車組制動力；另一方面，高速運(yùn)行的列車也會將鐵軌周邊的雪花、冰渣等吸入列車轉(zhuǎn)向架內(nèi)部，這也同樣可能會影響動車組制動力。

　　蔡國強(qiáng)同樣指出，由于列車無法直接掉頭或轉(zhuǎn)向，必須借助道岔轉(zhuǎn)換變更行駛方向。運(yùn)行過程中，要求列車車輪和道岔轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)列車轉(zhuǎn)向變道，甚至有脫軌危險(xiǎn)。

　　問題 3

　　南方列車為何不設(shè)計(jì)成“抗凍戰(zhàn)士”？

　　“各地側(cè)重不同，并非一張圖紙走天下”

　　2023年春運(yùn)期間，我國東北地區(qū)先后經(jīng)歷多次寒潮天氣，最低氣溫降至-50℃左右。彼時(shí)的“復(fù)興號高寒智能動車組”卻能馳騁鐵道正常運(yùn)營，承擔(dān)起高寒環(huán)境里運(yùn)送旅客回家的重?fù)?dān)。

　　但本次兩湖地區(qū)的高鐵卻因極端的寒潮天氣“停擺”。也有網(wǎng)友提出疑問，為何列車不能都設(shè)計(jì)為“高寒智能”？

　　蔡力稱：“列車設(shè)計(jì)具有普遍性，也具有特殊性，各個鐵路局會通過不同地區(qū)的自然環(huán)境特性，來強(qiáng)化或者增減一些功能，確保當(dāng)?shù)亓熊嚦鲂械陌踩c便捷?！?/p>

　　通常而言，北方冬季氣溫低于南方，因此在列車初始設(shè)計(jì)與運(yùn)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，成為世界首條環(huán)沙漠鐵路線。在原始設(shè)計(jì)上，該鐵路線在對抗風(fēng)沙、流動性沙漠問題上就天然具有優(yōu)勢。

　　張釗也表示，列車設(shè)計(jì)并不是一張圖紙全國用，而是不斷結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際來改善推進(jìn)。張釗分析指出，由于南方氣溫普遍高于北方，因此在抗寒、抗凍要求上會一定程度降低，而此次寒潮過程于兩湖地區(qū)而言實(shí)屬罕見，因此難以確保每趟列車都能在極端天氣里運(yùn)行。

　　“一方面是考慮鐵路的設(shè)計(jì)和本來的耗費(fèi)，另一方面耗損、保養(yǎng)、維修等費(fèi)用也是一大筆開支?！睆堘撝赋?，如果每個城市的所有列車都設(shè)計(jì)成冬天抗寒抗凍，或像開行新疆地區(qū)的鐵路一樣扛住風(fēng)沙，一方面是并沒有這樣的必要性，另一方面經(jīng)濟(jì)成本將會大大增加。

　　但即便是在冰雪城市哈爾濱，在列車應(yīng)對凍雨時(shí)也同樣存在困難。張釗告訴記者，“由于凍雨造成雨凇災(zāi)害過快，即便不斷有工人進(jìn)行除冰作業(yè)，最后也是后面的線路冰剛除掉，前面的冰又結(jié)起來了?！?/p>

　　在蔡國強(qiáng)看來，設(shè)計(jì)列車的確需要考慮諸多因素，如行駛速度、安全性、舒適性，并結(jié)合行駛區(qū)域的地理位置、天氣因素和投入成本等?！皬囊酝慕?jīng)驗(yàn)看，在非高寒地區(qū)投放適用高寒地區(qū)的列車確實(shí)沒有太大必要。”不過他也指出，本次湖北暴雪、凍雨造成的鐵路運(yùn)行受阻情況，也提醒我們應(yīng)該進(jìn)一步改造和優(yōu)化列車設(shè)計(jì)，比如改造列車結(jié)構(gòu)、增加除冰功能，以應(yīng)對雨雪極端天氣。

　　問題 4

　　北方鐵路如何化解凍雨危機(jī)？

　　“哈爾濱的經(jīng)驗(yàn)是三步走”

　　應(yīng)對暴雪凍雨天氣，鐵路接觸網(wǎng)覆冰如何應(yīng)對？蔡國強(qiáng)告訴記者，國內(nèi)目前采取的主要方式仍是通過人工敲擊，或無人機(jī)懸掛除冰棒進(jìn)行敲擊。如果雨雪天氣寒冷濕度大，往往在冰層被敲落后，接觸網(wǎng)又會很快再次結(jié)冰。

　　作為北方城市的鐵路工作者，張釗在應(yīng)對凍雨危機(jī)上已經(jīng)積累起了經(jīng)驗(yàn)。以去年哈爾濱鐵路局解決凍雨問題為例，他介紹起了當(dāng)?shù)氐摹皟鲇陸?yīng)對過程”——

　　第一步，借助過去的機(jī)車車頭，也即網(wǎng)友所說的“綠皮火車車頭”進(jìn)行開路。張釗解釋，由于機(jī)車使用柴油機(jī)自發(fā)電，無需借助外部受電引流，因此在首趟高鐵動車組出發(fā)前，就通過機(jī)車開道，使用機(jī)車車頂?shù)奶蓟褰佑|到接觸網(wǎng)，起到第一次刮冰作用。

　　第二步，當(dāng)機(jī)車開道完成后，哈爾濱鐵路局還會加開安裝“銅基碳滑板”的熱滑動車組，利用車頂上方的雙側(cè)銅條來回刮除接觸網(wǎng)殘余的碎冰，這樣一來，連續(xù)兩次刮冰后，載客的動車組才會順利開車。

　　第三步，在夜間列車非運(yùn)行期間，哈爾濱鐵路局也會組織大量人力到現(xiàn)場進(jìn)行人工掃雪除冰作業(yè)。張釗表示：“由于哈爾濱也經(jīng)常出現(xiàn)雨凇危害，因此在摸索中形成了上述梯隊(duì)制的除冰作業(yè)模式，確保在極端天氣里旅客安全出行?！?/p>

　　問題 5

　　綠皮火車“強(qiáng)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。但被網(wǎng)友戲稱為“老祖宗”的綠皮火車卻登上了舞臺。

　　綠皮火車為何能在極端天氣里“風(fēng)馳電掣”？蔡國強(qiáng)解釋稱，綠皮火車也稱為普速列車，靠第一節(jié)機(jī)車帶動后面車廂前行。通常而言，普速列車分為兩種機(jī)車，一是電力機(jī)車，二是內(nèi)燃機(jī)車。暴雪天氣下，電力機(jī)車牽引的普速列車仍會受到影響，但內(nèi)燃機(jī)車由于使用柴油不需借助外部供電，所以依然能夠在冰天雪地里降速行駛。

　　“讓機(jī)車車頭拉著動車或者高鐵前行，是我們鐵路部門的一項(xiàng)應(yīng)急措施，目的就是助力動車組駛離應(yīng)急區(qū)域，在沒有冰雪的區(qū)間讓動車安全運(yùn)行?！睂τ谝恍┚W(wǎng)友提出的“與其讓列車停運(yùn)，不如讓機(jī)車車頭一直拉著走”，張釗并不支持，他稱，從理論上這是可以實(shí)現(xiàn)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借助機(jī)車車頭將動車組帶到安全區(qū)域，讓動車正常行駛，或通過換乘等方式盡可能地彌補(bǔ)列車晚點(diǎn)帶來的時(shí)間上的損失。

　　而對于綠皮車“強(qiáng)過”動車高鐵的聲音，張釗并不認(rèn)同：“因?yàn)榫G皮車依靠柴油獲取動能，所以對風(fēng)雪天氣適應(yīng)性更強(qiáng)。但從出行速度、乘坐舒適度來看，綠皮車遠(yuǎn)比不了現(xiàn)在高鐵動車組?！睆堘摳嬖V記者，目前最快的綠皮車運(yùn)行的最高速度為120公里/小時(shí)，而眼下動車的運(yùn)行速度甚至能達(dá)到每小時(shí)350公里上下，二者無法同日而語。

　　成都商報(bào)-紅星新聞記者 楊雨奇 羅夢婕 胡伊文 實(shí)習(xí)生 張珺潔 關(guān)留博