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在这个年代,陆路运输中速度最快的交通工具是什么?想必对于大多数普通人来说,能够大大缩短旅途耗时的交通工具,自然是高速铁路系统了。
2023年10月,由我国基建公司修建的,印尼雅万高铁开始试运营。可以想象习惯了国内本来慢速铁路的当地人民,在看到车厢屏幕上时速350千米那一刻究竟有多么震撼。
如今高铁已经成为了“中国速度”在世界上的一张名片,同时也预示着未来世界范围内高速铁路的发展趋势,可是高速铁路的发展同样拥有部分隐忧,即高铁的安全问题。

在高速运行期间,如果出现高铁事故无疑也将是致命的。
我国的高铁发展
2003年10月,由秦皇岛始发终点为沈阳北站的秦沈客运线开始运营。这条带有实验性质的线路预示着我国开启了铁路高速化的步伐,也是我国铁路史上的一座里程碑。
虽然当时的运行速度只能达到时速200公里,但由于是我国自行研究,设计和施工的,所以同样凝结了所有铁路人的心血。该客运线全长超400公里,可节省旅途时间近一半。

值得一提的是,为了实验我国自己的高速铁路建设技术,这段铁路线采用了大量的无砟轨道,即取消了铁轨与地基之间传统的碎石和道砟结构,这样的改动更适合高速铁路的运行。
从后来的铁路建设历史看来,时速200公里仅仅是一个良好的开头,2008年我国另一条更快的京津城际客运线路建成,这也是我国第一条时速能够达到300公里的高速铁路线。
同年4月我国著名的京沪高铁投入施工建设,经过三年的努力在2011年竣工。原本从我国首都北京到另一重要城市上海,可能需要10个小时或更久。如今仅仅需要5个小时的时间就可到达。

在我国的高铁建设上,国家提出了“四纵四横”的假设策略。即通过“井字形”铁路系统的建立,尽可能把我国大中城市全部联通起来,进一步加快我国的客运效率。
在高铁的运行速度上,我们更是把比对的对象放在了高铁发达国家。如在世界范围内领先的日本,他们的新干线时速为300km,和德国的高铁速度差不多,而法国的地中海线为320km。
经过多年的技术攻关和高铁技术人才的努力,如今我国的高铁速度已经达到和超越了时速350km大关,2022年时速超过400km的高铁动车也已经在济郑高铁濮阳——郑州段亮相。

在高铁的运行速度方面捷报不断传来,可是另一方面人们在享受高铁带来的优质出行体验的同时,对于高铁的安全性的考虑同样在日益增长,毕竟和安全比起来速度永远只能排在第二。
这种担忧并非是空穴来风,毕竟早在2011年就发生过震惊中外的“7.23”事故,这次事故的发生也为我国高铁发展敲响了警钟。
“7.23”事故
2011年7月23日,一列车次为D301的北京至福州的动车由于操作失误,从后方追尾了由杭州驶向福州的D3115次动车,由于事发地点位于一座铁路桥上,所以两辆列车相撞的部分数节车厢脱轨坠落。

事故涉及到前车的尾部第十五,十六段车厢,和后车的第一到第四车厢。这些车厢大部分断裂落下大桥,部分脱落悬空,其中掉落的部分有起火现象。
由于列车速度过快,加上事发突然缺乏准备,收到剧烈冲击和起火影响,受损车厢大多变形严重,车厢中的旅客们也在猝不及防之下遭受了很大的伤亡。
根据事后统计,这次事故造成了数十人死亡,近200人受伤的严重后果。事故发生后也引起了中央和地方政府的重视,民间的质疑之声也开始迅速发酵。

这次的事故结果无疑是令人痛心的,不过在为意外身亡的人们默哀之余,对于事故的发生主因的调查很快也有了结果,很明显这次事故的隐患来自于雷击后设备故障导致的。
在任何现代设施的运行管理中,天灾的影响无疑是客观存在的,不过值得注意的是,正是由于雷击导致故障出现后问题没能得到及时处理,才导致了隐患成为了事故的导火索。
另一方面本来在设备故障期间,如果从列车控制中心相关人员到列车调度和驾驶员,都能够严格遵守列车上道相关规定的话,很可能这次的事故可以被避免。

然而正是由于各层人员的疏忽,才导致了高度行驶的后车撞上了位于同一轨道的前车,并造成了伤亡高达数百人的恶性事故,“7.23”事故与其说是天灾引起的,“*祸人**”才是更主要的原因。
这次事故无疑为“中国高铁”走向世界增加了难度,也让许多国内民众开始质疑高铁发展的意义。更有人趁机使用国外高铁的发展事例对比我国,得出了所谓的“慢比快好”结论。
当时比较典型的说法是,日本的高铁虽然建造速度慢,运行速度也只有时速300公里左右,可是其稳定性是世界上数得着的,更不用说运行多年无大型事故同样证明了其安全性。

当然我国不可能照搬其他国家的高铁建设,如果跟在别人身后亦步亦趋,永远也无法超越发达国家,走出我国自己的高铁建设道路来。
高铁固然要建,不过不是“慢且安全”的高铁,而是“又快又安全”的中国高铁。“7.23”事故为我国高铁的建设敲响了警钟的同时,也为我国高铁安全技术的进步起到了警示作用。
这种倒逼技术发展的影响是全方面的,其中具有代表性的一项正是高速列车制动机制,如何在危险发生时能够让列车及时停下来避免恶性后果的出现,也是这一技术的关键部分。

高速列车的制动
根据现有的技术水平,高铁速度突破一个又一个记录只是时间问题,但也让高速列车制动受到了更多挑战。
举一个简单的例子,当人们使用传统的自行车和三轮车作为交通工具时,车辆的制动可能仅需一个简陋的物理摩擦减速装置,甚至大部分人使用鞋子的摩擦力就可以起到制动作用。
然而当这个速度变成了时速数百公里的高铁时,能够让这样的交通工具短时间内停下来,恐怕就不能仅靠简单的摩擦力了,而是需要一套复杂的减速和制动装置。

目前世界上主要的动车制动方式分为两大类,其中传统方法包括电阻制动,空气制动,盘式制动。而新式发放主要包括再生制动,涡流制动和磁轨制动等。
在这些方法中,还可以分为以空气制动为代表的机械制动和以再生制动为代表的电制动,两者间的区别在于前者可能造成机械磨损,影响机械的寿命需要搭配定期排查。
吸取了传统动车制动装置的优劣经验后,我国的高铁如今大部分采用电空复合制动的方式。即在大部分时间内优先采用电制动的方式,当电制动不起效或停电时自动转为空气制动。

电制动也即再生制动,在列车的制动过程中牵引电机将处于发电状态,将车轮机械能转化为电能,并通过电网传输到其他处于运行初始阶段的动车上供牵引电机使用,以便能源的节约。
为了确保在任何时候都能起到随时制动的目的,动车上同样安装了传统的盘形制动系统。其设计理念类似于汽车的制动盘,即使用制动夹钳使两侧闸片压紧制动盘侧面。
这个过程中动车的动能会转变为大量的热,通过空气将这个热度发散掉,从而达到减速的目的。虽然看起来原始,但是这个方法也是最直接有效的一种制动方式。

除了常用的制动电空复合方式,纯空气方式外,我国高铁上一般还会配备乘客紧急制动,保持制动和停放制动等方式,以满足驾驶员和乘客不同的实际需求。
这些制动装置配合驾驶室的司控器,可以让驾驶员随时可以通过增加或者减少制动力,调整列车的行进速度和停车距离,多种制动方式的组合,也可以大大减少制动装置的磨损从而降低成本。
见微知著,从高铁制动装置的设计中可以看出,我国对于动车安全行驶的重视,同样进入了世界一流行列。更可贵的是这一切并非牺牲了我国高铁的运行速度才换来的。

结语
如果说秦沈客运线开启了我国铁路高速化的进程,那么雅万高铁就是我国高铁建设走向国际的标志性进步。未来中国高铁必将把“快速安全”放在首位,在世界上更多的地方展现光彩。
参考资料
1《中国高铁——速度背后的科技力量 第三章 高铁为何快速又安全?》
2《从“7.23”事故谈设计开发控制》
3《从“7·23”事故说起——浅谈我国高速铁路发展及其哲学反思》
4《高速列车制动系统的性能研究》
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