再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故 01

我是老鹤

再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故

《图解7.24西班牙高铁列车颠覆事故》一文发表后，得到了众多网友的关注和认真评论，笔者从中学到了很多宝贵知识，老旧的观念被好好的刷新了一次，感谢之意不胜言表。

这是一篇判读性文章，存在争议是正常的好事情，真理也只有在争论中才能得到最好的确认。不难看出，有两大问题是争议的焦点，这也是不应该回避和必须近一步得到解决的关键性问题：

其一、事故的真实原因究竟是什么。

其二、在曲线半径为400米的弯道上，以接近190公里时速行驶，机车会不会 “侧翻”。

   首先笔者要再次申述，这篇文章是根据尽可能多的各类媒体报导的新闻和图片以及最重要的一段监控录像来写成的，我们要做的这种技术性很强的分析，必须要符合这些图片资料显示出来的客观现实，尤其重要的是必须符合监控视频记录到的动态客观实际。有的网友甚至批评我，就是“听不进去…机车不会安全通过这个弯道”的（肯定性）论点。是的，老鹤在这一点上确实倔犟，那就是因为，判读必须尊重图片资料和监控录像所显示的客观世界，因为，这是无法更改的客观存在。如果解释不了这些客观现实，那么，我们的各种不同的认识一定存在严重缺憾，还远没有达到符合客观规律的科学性要求。

其次，本文的撰写方式与前一篇不太一样，着重在数学方面的核算和论证。按理论和数据分析的需要，本文对上述这两个问题做了前后颠倒着的论述。

    说到具体的计算，老实说老鹤有一种门外汉的感觉，因为不太晓得铁道科学研究方面的专业计算方式，笔者只能用普通物理学的基本常识来作出比较通俗的一些计算，相信基本计算原理都是相通的，这是要说明的第一点。

    其次，计算需要很多基本数据，从已经掌握的西班牙铁路方面提供的技术资料来看，有三个数据含糊一些，这三个数据分别是：车体的重心高度、事故区段的外轨超高量和弯道的曲率半径。

车体的重心高度对于载客和货运车体来说，是个变化值，重心高度存在一定范围的跳动量，而电力牵引机车的重心高度就较为恒定，但难点是查不到这个重要数据，好像国产的各类机车也没有提供重心高度这方面数据，而重心高度恰恰是核定车体能否发生侧翻倾向的首要依据，机车性能资料不提供这个数据，笔者感到有些困惑。

关于事故区段的外轨超高量，确实无从查起，只能根据中国铁路规范数据做西班牙国该区段的相似估算，好在铁路技术通行性很强，选用值产生的微小偏差可以忽略不计。

事故区段弯道的曲率半径，西班牙方面没有提供什么数据，只晓得通过该弯道的限速命令为时速80公里，确定这个弯道的曲率半径，笔者是由谷歌—地球提供的精确卫星图片上测算出来的，R = 400米，误差不大，也可以忽略不计 。

铁道运行状况是多变的，做计算分析就必须设定一些相对理想的环境，这里设定的环境条件至少有这么几个：

a、假定轨道、道床、路基强度足够；

b、假定弯道线路正矢条件规整完善，并且天气良好无侧风干扰；

c、假定列车车体为均质体，车体重心与车体竖直中心线重合。

（ 1 ）第一临界速度

这部分的计算和推导过程比较繁琐，只作为附件随到文后，供感兴趣的网友们做必要的查证。这里，只做点儿说明：

在设定了外轨超高的弯道上，列车静止或低速慢行时，弯道内侧的钢轨受力远大于外侧的钢轨。当列车行驶达到一定速度时，产生的离心力会把车体部分重力移向外轨，直到内外轨受力达到平衡，此时的速度就是第一临界速度。经过推导计算，在西班牙7.24事故的弯道或者是中国山东2008年4.28事故的弯道都是曲率半径400米条件下，这个速度都是80公里/小时，恰好等于两国铁路的限速命令值，通过计算，找到了制定这个限速命令的物理依据。

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再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故 02

（ 2 ）第二临界速度

上面说到，列车运行速度在大过限速命令值之后，作用到弯道外轨上的重力就会逐渐大于内轨，速度超过的越多，外轨受力就越大。当这个速度上升到一定程度时，列车的重力会全部转移到外轨上，此时的车速只需少许再大一点，列车就会以外轨为支点，向弯道外侧翻倒下去。这就是本文提出的第二临界速度概念，其基本条件是：弯道上，列车行驶中车体产生离心力并以外轨为支点形成向外侧旋转的侧翻力矩，等于车体向下的重力并以外轨为支点形成内向的抗侧翻力矩时，此时的列车速度叫做第二临界速度V2。

第二临界速度的推导和宽范围的选值计算也相当繁琐，而且数据量大，笔者把它们全部移到了文后附件中。在本节讨论中，仅需使用由这些计算结果整理成的通俗图表就可以了，下面将依次进行阐述：

A、    关于7.24事故中的Talgo-250 牵引机车的计算核定：

西班牙7.24事故中，列车的Talgo250电力牵引机车我们不知道它的重心高为多少，因此划出了六个可能的数据，其中一个是用理想的黄金分割点确定，这是工程设计常用的习惯数据，该车车高四米，这个数字等于1.528米。（图724-08）

外轨超高量从0到240mm做出了全范围计算，当然，0mm这个数据显然是多余的，列出这个0数据仅仅是想弄清楚，假如在无超高的R=400m弯道上，机车不侧翻的最高行驶速度可能是多少。

按照中国铁路的经验公式计算，西班牙这个R=400m的弯道上，最有可能的超高量是210毫米。在曲线图中，还勾画出了一个宽宽的灰色事故速度区，速度范围在175—190公里/每小时之间。这个上限是依据西班牙官方公布的进入事故区段之前的表计速度为192公里/小时。下限是根据其官方公布的10秒钟监控录像，笔者仔细做出的平均测算值所确定，这个不到7秒的事故发生段平均速度值为172公里/小时。

首先，在平面媒体的大量报道中，以及笔者做的录像分析中，我们已经知道，司机在列车进入直—缓的前段实施了制动，因此，机车在进入直—缓—圆的圆段时，速度应比190Km/h低，再保守估计也不会高过185Km/h。为此，在灰色事故速度区域上，画了一条绿色的185参考线，见下图。这图是以超高值210mm为基准，换了一个推导方式画成（图724-09）：

这是以机车可能的几个重心高度来划分的侧翻推导图，以185绿线分成上下两部分。在185线之下有四个不同重心高度的机车状态，它们在低于时速185Km/h之前进入了侧翻区，事故中翻倒是其必然的趋势。在185绿线之上，设定了两个不同重心高度的机车状态，其临界速度都高于185Km/h，它们进不了侧翻区域，不会在事故中侧翻，这个数据状态比较符合监控录像的实际记录。但这样的“不会侧翻”状况，要求机车重心高度必须是很低很低，至少要低于1.7米。当然，习惯估测的黄金分割点1.528米重心高度，是符合这个要求的，如果再低，低到1.400米，则机车时速要超过200Km/h，才会侧翻。能够以事实证明Talgo_250机车存在这个状况么？我们将会在后面论述，现在，首先找出全列中一个必然侧翻的车体做例证。

西班牙7.24事故列车属于Talgo_250 Hybrid系列，是为适应包括无电网地区运行的混合动力列车编组，在列车前部第二节和尾部倒数第二节各挂着总轴重约45吨的两辆完全相同的1800千瓦柴油发电技术装备车，车上安装了6.6吨重的柴油发动机，与其联轴的发电机恐怕也不止3吨，当然还会有重量不菲的供电控制设备、通风散热设备和油箱设备等，从网上查到的该车透明示意图看，近10吨重的柴油发电机，位置很高，像这样的车体，重心不可能做得很低，这应该是全列车重心最高的一节车体，该车的透明示意图如下（图724-10）：

监控录像的事故记录中，前部第二节这个柴油发电技术装备车，在进入直—缓段初期，就因机车制动造成的挤撞被抬升离轨了，它始终没有受到外轨的阻挡，无侧翻力矩，这个车体只能是“直立状态”横向崩出。后面倒数第二节重心最高的这个柴油发电技术装备车，在通过直—缓段高速驶入圆段时，超过了该车体重心高度所允许的第二临界速度，车体猛增的离心力受外轨阻挡，立即向弯道外侧，翻了过去。见如下摄像记录（图724-11）：

记得，在去年发表《图解西班牙7.24高铁列车颠覆事故 》后的跟贴答辩中，笔者对这节车体做了“疑似侧翻”的推论，如今用数学计算在这里得到了证实。

为什么一进入弯道的“圆段”就立即发生了侧翻，而不是某些网友想象的慢慢倒下，甚至是在弯道曲线过程中或者是到最后才倒下，在这里，笔者认为有必要图解一下第二临界速度车体侧翻的物理原理演示（图724-12）：

这里是用三个不同高度的均质圆柱做的示意演示，小车平台上有卧进圆柱需要的浅槽，近似代替轮缘的阻挡作用。三个圆柱高、中、低代表车体的重心高度差异，因此也相当于对第二临界速度的不同要求。演示告诉我们，只要超过哪个圆柱的侧翻速度，它就毫不犹豫地向外侧倒下，不会发生“慢慢地倒下”的现象。7.24事故中后头那个发电车进入弯道圆段立即发生侧翻，就如同下图的物理演示（图724-13）：

请注意，在前面那几幅监控视频的连续图像中，尽管倒数第二节柴油发电车侧翻了，连带其后的尾部机车却没有跟随侧翻。为什么？这是个很有意思的问题，这正是本文要探讨的Talgo250机车能不能侧翻的实例。确实，它不会翻倒，因为，它还没有达到自身的第二临界速度。

假如，Talgo250机车在这个弯道行驶中，因超过第二临界速度而发生侧翻，那么，它在监控录像中，最前头的1号机车应该呈现下图的状态（图724-14）：

，并且应该发生在由缓段驶进圆段的进入区，即倒数第二节柴油发电车侧翻那个节点位置。毫无疑问，机车在那个节点上的速度，高于假设的这幅图示位置的速度，因为，7.24事故这个约长330米的线路区段，列车处于减速过程。

然而，监控录像的记录中，并没有发生图上这种假设的侧翻景象。

最后撞倒监控摄像头所在供电杆的这个牵引机车，它的脱轨过程有非常清晰的图像记录，截取的这几幅连续画面如下（图724-15）：

这几幅图像精确地告诉我们，弯道上在轨运行 的这个牵引机车，一直到脱轨，都是站立状态，无任何受外轨阻挡而呈现的侧翻现象，无疑，这个现象说明，该机车重心高度比人们想象的要低很多，远没有达到它的第二临界速度（侧翻速度）。

这个牵引机车（笔者的车组编号01）在“转体过程”的最后，由于被其后的高重心发电车拖带，还是躺倒了，见如下图像记录（图724-16）：

躺倒的机车，最后，撞上了监控录像头所在的供电杆，再向前划出约一个多电杆的距离，停下。令人惊奇的是，在停下时，已经躺倒的机车却是“站立”状态，见下面两张新闻图片的记载（图724-17）：

（图724-18）

如果我们再回看一下列车尾部，脱线后跳出道床的第13号反向牵引机车，最后停下挤靠到正在燃烧解体的12号柴油发电车旁，它也是站立状态，下图（图724-19）：

在这个7.24特大事故中，首尾两个一样的牵引机车在最后停止时，都是站立状态，这决不是巧合。能够找出唯一的解释就是，它们有着共同的结构特点——重心超低，形象地说简直就是个“不倒翁”。因此，如果不考虑线路承受能力，这个牵引机车，单机以192公里的时速滑行，完全可以侥幸通过这个曲线半径为400米的弯道。

这就是西班牙7.24事故的速度条件下，机车能否侥幸通过弯道的结论。

B、关于7.24事故中摆式客车的核定：

首先我们来看一张西班牙Talgo250列车编组中的摆式客车与我国的25K型客车的对比图（图724-20）：

相比25K车体，Talgo系列摆式客车的车体显得很矮小，在高度上它比25K矮了约1.1米，在长度上只有25K的二分之一（13.14米，25K车长26.6米）。由于这个摆式车体不设置转向架，只在车端安装一个两厢共用的单轴轮对，因此，车厢底板的设计，超乎寻常的低近轨面，而且Talgo摆式客车产品说明中又以“重心特低”做了强调，见下图（图724-21）：

因此，我们可以认定，这个摆式车体重心高度比25K的重心高度要低出很多很多，Talgo系列摆式客车就是一个典型的不倒翁车体设计。在7.24的事故中，如果不是列车发生车体挤撞，摆式客车在这个弯道上,以2.37倍于80Km/h限速命令运行，完全可以顺利通过。下面这幅曲线图就是计算核定的结果（图724-22）：

在这张图上，也标示了一条185绿线，绿线下方只有一组1.7米重心高度的数据进入了侧翻速度区。1.7米已经超过了摆式车体1/2的中心线高度，根据上面的车体外形对比图判断，摆式客车不可能存在这个假设的重心高度。低于1.7米的五组高度设定，涵盖了摆式车体的真实重心高度，这五组数据都在185绿线之上，它们不会因受外轨阻挡而发生侧翻。

   

C、计算结果纠正了老鹤的一个错误推论

笔者在《图解7.24西班牙高铁列车颠覆事故》的“动态分析事故的三个阶段”中曾有这样的论述：其一，从………  这个现象说出了一个值得商榷的重要现实：尽管列车以2.5倍于限速80公里/小时的速度驶入了这个曲率半径为400米的弯道，如果无任何人为的加速或减速动作，列车完全可以自由滑行安全通过整个弯道区段。

如今，通过第二临界速度的大量数据计算，检验了这个“值得商榷的重要现实”，这个Talgo 250 Hybrid 型编组列车，整列将无法安全通过这个弯道区段，因为这个编组中前后包含了两节高重心的柴油发电技术装备车，它们的第二临界速度低于１８５绿线。假如是使用不带这两节高重心柴油发电车的Talgo 250 编组列车，司机不慎以这个违章超速行驶，该列车是能够侥幸地自由滑行通过整个弯道的。

笔者老鹤之所以产生这个错误的推论，主要是习惯思维方式作怪，即传统意识上的“头过身就过”，这个认识很缺少科学辩证性。

（不过，这还不是本文的最后结论，相关分析还在后面。）

D、为什么说是“侥幸地通过”这个弯道？

在这几节里，计算和研究一直围绕着的是第二临界速度问题。第二临界速度就是研究列车侧翻临界状态，这种运行状态是铁路技术规范所不允许的，因为此时弯道上运行列车的全部载荷几乎都加在了外侧轨道上，对轨道线路会产生极强的破坏力。列车运行在侧翻临界状态时，外轨受力远大于列车的重力，它等于列车的重力加上它的离心力矢量总和，计算这个合力要用下面公式（图724-23）：

这个力的大小与车体的轴重相关，整个列车通过时，往往是轴重最大的牵引机车对外轨的作用力最大。西班牙Talgo 250 Hybrid 列车的轴重很均衡，都是18吨，在7.24事故的速度与弯道状态下，以侧翻的第12节柴油发电技术装备车为例，单个车轮对外轨的作用力约为21.5吨，这个数值相当2.39倍于执行限速命令时的外轨受力。这种轮、轨受力状态，隐含着极大的事故危险性。

从大量的新闻图片上看，西班牙7.24事故区段属于比较一般的渣轨线路，线路承受能力有限，所以在事故残车被清理完之前，必须的事故受损轨道修整作业已经开始。见新闻图片的实况记载（图724-24）：

（图724-25）

E、附带写一写：关于2008年发生在山东的4.28特大事故的数学核定

笔者在2008年五月曾发表过《 判读四二八旅客列车特大事故 》文章, 这里，先节录一段文章开头的论述：

  列车通过弯道会产生危险的离心力，因此，铁路技术规范设有严格的速度限制，限定速度的大小应是经过科学计算和验证得出的。428事故发生的王村段弯道曲线半径很小，据铁路网上的资料，这段弯道的曲线半径约为400米，弯道通过的速度限定命令为80公里/小时，这点很重要，这是所有通过列车都必须严格执行的命令。T195次列车以131公里/小时速度通过，超出限定速度达百分之六十四，是酿成428铁路惨案的基本根源。

（注：这个特大事故发生于2008年4月28日山东周村地区王村车站以东约五公里地段）

仔细观察事故第一时间的现场状态，做进一步分析，还可推断如下：尽管T195列车时速高过了130公里/小时，重量最大和重心较高的机车以及列车前部的八节25米型客车却都顺利地通过了弯道，说明131公里/小时这个时速尚在“脱线甩出”的极限速度之内，或者说至少是在临界速度上“安全通过”了弯道，侥幸地没超出轨道上的“临界脱线力”。假如此时列车仍是以匀速运行，那么，后部的第九到第十七这九节列车，按理说也应该侥幸顺利通过。

问题偏偏是后面这九节列车却脱线滚出了弯道，这个现象说明了什么？说明运行在曲线段上的列车从第九节列车开始，瞬间的运行状态发生了突变，使列车产生了超过“临界脱线力”的额外力，惨祸随之发生。在这种状态下，能够使列车产生超过“临界脱线力”的额外力，其可能性有两个，一个可能性是列车存在着继续增大的离心力，另一个可能性就是使全列车的中部产生了危险的升力。

读这一段文字可以看出，笔者当时仅仅是根据牵引全列的SS9电力机车和前八节25K客车已经安全通过了弯道，来做出的逻辑性推论，并且认为这个事故是“从第九节列车开始，瞬间的运行状态发生了突变，使列车产生了超过“临界脱线力”的额外力，惨祸随之发生”。如今，通过数学计算，更加坚定了笔者这个逻辑性很强的推论。计算数据很多，也做成影印件附在文后。

    前面本文已经多次提到4.28事故区段的弯道状况，因此，这些宽范围的数据计算都是以弯道曲率半径R为400米做基本依据。脱线的车体是25K型客车，最大构造速度为160Km/h，车高4.43米，1/2车体的重心高度取值为2.2米，笔者以为这个数值是该车体可能存在的最大重心高度，其余五组重心高都低于车体的1/2中心线，黄金分割点的重心高度是1.7米。下面是用计算结果画出的两幅曲线图（图724-26）：

上下两图都用灰色横线标出了列车驶进弯道时机车的表计事故时速

（图724-27）：

上图（ 1 ）是以0到200毫米外轨超高值为主要变量，做出的宽范围计算。可以看出，即使以最大重心高度2.2米并且在线路不设超高的假定条件下，也就刚刚超过该车体的第二临界速度值，这说明事故记录的131Km/h表计速度，并不构成所谓的“因离心力过大酿成列车颠覆”的简单事故结论，因为，这个R = 400米的弯道不可能为0超高。

下图（ 2 ）是以外轨超高合理设定值180mm为主要依据，做出的车体第二临界速度宽范围核定。以最大重心高度2.2米为例，晚点的T195次机车，假设为了“赶点”，以加速状态驶过这个弯道，即使达到超过该线路当时的提速峰值速度（150Km/h？），也不会进入侧翻速度区，同样不构成所谓的“因离心力过大酿成列车颠覆”的简单结论。如果以黄金分割点1.7米重心高度核定，列车即使超过时速170Km/h，都不存在侧翻脱线的可能性。

4.28事故不是因“离心力过大”而发生的事故，笔者仍然坚持该文的主要论点。认为，在弯道行驶过程中，司机可能有不当操作，造成行驶在弯道中部的车体产生了危险的升力，最大的可能是凌晨朦胧中的司机，在不当的时机，实施了不当的操作。

事情过去六周年了，4.28事故起因到今天可能还是个谜，这就很不好，铁路系统应该向国际民航界学习，不放过每一例重大恶性事故的真实原因研究，甚至作出必要的模拟实验，得出令世人折服的科学结论。

在此，笔者再次重申前文结尾的那个呼吁：鼓励T195列车那位值乘司机，讲出实话，为高铁科技的发展，做出最好的贡献。

我是老鹤

我是老鹤 发表于 2014-5-1 19:59
再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故 02

再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故 03

（ 3 ）再次探讨一下西班牙7.24恶性事故的起因

    写了前一篇之后，又从计算角度写出了这么多，说实话，越写越感到西班牙7.24事故在脑海里的阴影越大，而最深的阴影却始终落在那位正在打手机驾车的司机加尔松身上，落在了那个慌乱中的加尔松急忙操作制动手柄那个一瞬间。

F、  能找到的Talgo 250 Hybrid高速列车的资料不很多，几乎主要就是该公司的产品广告性说明资料，外加一些新闻报道中的旁证材料。事故中用的这种Hybrid型号列车是由Talgo 250原形车衍生出来的。原形列车本身就有两个突出特点——适应双电压供电网和Talgo RD自动变轨技术，衍生到Hybrid型号仅仅是前后增挂了两节完全相同的1800Kw柴油发电技术装备车，以适应无电网地区运行。列车的总轴重基本保持不变，因此，全列车的牵引性能和制动性能并没有多少改变。下图是Talgo公司的机车技术数据介绍（注：笔者译）（图724-28）：

从资料上分析，两种型号的列车都有重联机制，车顶架设的高压电缆应该能够保障25Kv交流供电网下的牵引功率传输，最大电流可达100A。这种状态下，单机最大牵引功率2400Kw，最高时速为250Km/h，这是指运行在欧洲1435标准轨距线路上，但在西班牙轨距条件下却注明为220Km/h，为什么低于欧轨速度，产品资料没有给出说明。两种型号列车都能在3Kv直流电网线路上运行，最大牵引功率为2000Kw，较之在25Kv线路运行时，功率减少了17 %，估计最高时速不会超过200Km/h。在3Kv直流接触网运作，受电弓最大功率时吸收电流超过650A，很明显，全列车顶那根细高压电缆承受不了这么大的载荷，因此，在3Kv电网条件下，这两个型号的列车应该都不是功率重联状态。

Hybrid 型列车能在无电网地区运行，由编组中的柴油发电技术装备车直流供电，满负荷输出时单机牵引功率为1800Kw，此时列车能达到的最高时速为180Km/h 。

衍生到Hybrid型的列车，在制动系统上没有多少独到的特点，所以比较夸张的产品介绍对此只是简单一些的列出，或许这正是该型列车的短板。列车具备两套可能不是智能化关联的制动机制，一种是用于减速作用的电反馈制动或电阻器制动，一种是作用到全列车所有承载车轮的气动型盘式制动，客车部分的盘式制动带有防抱死功能，也就是汽车通常具备的那种ABS功能，牵引机车四个驱动轴有八个盘式制动器，每轴两个，产品资料没说带有ABS功能。

每车一轴的客车部分，产品夸张地描述为每轴四个盘式制动器，实际观察却都是单盘面制动，实质上仍然等于每轴两个盘式制动器。从网上搜到的图片能够看清楚那是个单盘面的制动器，笔者编辑的图片如下（图724-29）：

电反馈制动在25Kv线路上单机作业高速运行时，瞬间可以释放2400Kw的最大有效制动功率，在3Kv直流网的最大制动功率可能会低很多，这是因为运行速度较低的缘故。在无电网地区运行时，实施电反馈制动的大电流，由电阻器吸收，最大吸收制动能量为2000Kw。电反馈制动是减速型制动，实施制动后，随着车速的降低，制动力也会迅速衰减，假如有较好的补偿电路，制动效果会高一些，但远不如盘式摩擦制动力的恒定和有效。Hybrid列车实施电反馈制动并不与全列车气压制动相关联，气压制动应是该列车的独立制动系统（诸如电控直通气压制动）。

西班牙西北部地形以高原和丘陵为主，由马德里驶往圣地亚哥.德孔波斯特拉的线路一直在曲曲弯弯山路上行驶，电制动减速运用较多，司机可能比较习惯于这种减少制动器磨耗的运作方式。

    上面罗列了这么多关于Hybrid型列车的性能资料，笔者主要是想说明两个问题。首先说，虽然这个编组列车的牵引机车和发电车都是双套的，但由于功率充沛，仅仅开动一套就可以保证250Km/h的高速度，况且在西班牙线路上最高时速只达220Km/h，剩余功率是富余的，那么还需不需要常年开动前后双机执行功率重联运作不？笔者认为，他们不需要，并且认为，这个双套编组方式主要是为了在始末站间的换向行驶而设置，高速流线型列车不可能以机辆方式运作，所以，必须正反向编列为双套牵引机车，以解决正向/逆向运营问题，作为重联方式运作仅仅是其附带的功能，比如作为备份，应急解决单台机车的临时故障，亦或是受电弓损坏的前后弓替代等等。西班牙7.24事故就是处于这种营运状态，事故当时不是重联机制，这是其一。

其二，司机加尔松进入弯道前，发现已经严重违章超速，慌乱中急忙实施了紧急制动，而且实施后，他感觉制动“失效”了。根据监控录像记录的状态判断，可能是出于习惯，加尔松是错误地把电反馈减速制动给满了，而不是操纵那个作用到全列车的气压制动手柄。电反馈制动在时速192Km/h的条件下，制动功率不会高于额定制动功率的60%，并且只作用于牵引机车四根驱动轴上，全列车其余18根轴36个车轮都处于无任何制动作用的自由滚动状态。轴重72吨的机车突然减速制动，没有刹车效能的后面总轴重324吨车体，肯定会“撞”上来，这是个1对4.5倍车体质量的撞击，其后果就是全列车速度稍有减缓，但是会继续高速前行，焦急慌乱中司机加尔松得到的感觉就是“制动失灵“了。

试想，假如，司机加尔松头脑是清醒和冷静的，并且正确地操纵了全列车气压制动，缓拨到“非常制动”端，此时全列44个车轮都会产生有效的制动力，列车可能就会稳稳地停止在这段弯道上，全过程不会发生车体间的严重挤撞，7.24事故的后果将是另一种结局。 须知，加尔松实施紧急制动的瞬间，列车基本上还处于直线行驶状态，进入“直——缓”到“缓——圆”阶段，车速应该会降到柴油发电技术装备车的临界侧翻速度之下，从而躲过这一劫，71条宝贵生命将幸免于难。这个可能的操作状态，可以由下面的计算图得出合理的推断（图724-30）：

司机加尔松如果当时实施的是“非常制动”，列车从当时的直线段开始，速度急速下降，到进入圆段弯道区域，车速可能已经降到160Km/h之下，全列车最容易侧翻的柴油发电技术装备车就不至于发生侧翻，笔者估计这个车体的重心高度不会高过2米的二分之一车体中心位很多，这个重心高度即使达到2.2米，也不会发生侧翻。

G、为司机加尔松说几句公道话

     在2013年7月24日西班牙发生的这起恶性事故中，打手机开高速列车的司机加尔松负有不可推卸的直接责任，这是毫无疑问的现实。但是，如果说百分之百的责任都应归罪于加尔松，那也有失公道。笔者认为，不管是这位加尔松也好，还是别的时间别的驾驶人员也好，这种事故迟早都会在这里发生。因为，不论从铁路管理上的原因、高速线路设计上的原因，还是从Talgo 公司产品设计理念存在的问题上看，都预先埋下了这次恶性事故的祸根。  

开车打手机，连驾驶汽车都是严格禁止的，更不消说驾驶高速列车，并且接打的还是一般性业务电话。据英国《卫报》报道，西班牙调查人员今晨表示，上周发生的列车脱轨事故中的肇事驾驶员在事故发生时，正在打手机。调查人员称，列车驾驶员加尔松在事发时正在与国营铁路公司的同事通话。事故发生前几分钟的“黑匣子”通话记录和录音显示，驾驶员当时正在与公司同事商榷列车行驶线路，并曾翻阅“地图或纸张文件”。

时机恰恰发生在站区接近的关键区段上。手机通话过程严重干扰了线路关键时刻驾驶高速列车的注意力，这说明，西班牙铁路管理上存在着严重的漏洞。

高速铁路的基础建设确实是昂贵的投资，线路设计简化不得。很奇怪，从马德里到德孔市近千公里曲曲弯弯的线路建设，偏偏在德孔市站区接近的关键线路位置上，却搞了一个曲率半径极小的高速铁路急弯，要求高速驾车行驶的司机在通过最后五公里直线段之后，必须将时速及时降低到80公里之下通过，不可有半点疏忽。这个要求无可厚非，但却忽视了人的精力变化偶然性、意外性，须知，这是个典型鬼门关式的线路设计（图724-31）：

有着十年驾龄的司机加尔松就是栽到了这个鬼门关上，葬送了71条宝贵的生命和昂贵的一整列高速客车。

为降低昂贵的基础建设投资，从而简化线路设计，就是划不来。

Talgo 公司在Talgo 250高速列车的基础上，衍生发展出了Hybrid型多功能列车，从他们产品较为强调的说明中可以看出，其基本设计理念就是简化高速铁路的基础建设，以简单的编列方式来满足在电力网和非电力网间实现高速铁路运营的需要，为还不具备高铁化条件的国家和地区推行他们的这种产品。

多功能产品优点是很多的，但是多功能也会因其功能间的相互制约而带来很多不足，这就是该公司在夸张性的产品说明中,避而不谈之处。

笔者前面曾说过，由Talgo250型衍生到Talgo250 Hybrid型，列车的总轴重基本保持不变，因此，全列车的牵引性能和制动性能并没有多少改变。但是，由于该列车前后各编入了一辆相同的高重心柴油发电技术装备车，却促使列车弯道的高速通过性能变坏，较之全列都是低重心的Talgo250原型车，安全性能大幅度降低，这一点，无论如何在产品说明中都不该遗漏，除非是该公司有意识地避而不谈，那就是应该上升到法律层面上去看待的问题了。
    Talgo公司再三强调采用Hybrid 型列车的优势，不需要昂贵的基础建设投资，就可以实现铁路高速化。姑且我们可以认为有其一定的道理，然而，高能耗的Hybrid 列车可不是个省油的灯，营运中的燃料和电力耗费，被一百几十吨空驶载荷竟占到了百分之三十七以上。常年地营运，算下来也是个不菲的大数目，甚至可抵消掉节省出来的“昂贵的”基础建设投资，然而，却直接损失了线路运行的安全性。见相关的技术说明资料（图724-32）：

广告也好，技术产品性能介绍也好，感觉Talgo 公司就是比较夸张，举一个明显的例证，下面是该公司关于摆式客车的着重说明（图724-33）：

Talgo 公司研制的是自然摆动型座舱，旅客乘坐的舒适感极好，论坛上有的网友在葡萄牙西班牙也都乘坐过Talgo 250列车，很是称赞。但，是否像该公司夸耀的“ …在弯道上行驶可以提升25%的车速”呢？我很赞同自由狼—台风网友的质疑：

Talgo 250 客车车体摆动点不在地板附近，而在天花板附近。

高支撑点加超低重心加自由摆，车体摆动时就能造成重心长距离横移，恶化过弯时的受力状况，更容易翻出去。

确实如此，弯道上车体运行形成座舱自然摆出，就是车体在向弯道外侧作重心偏移，这是肯定的物理学状况（挂在车体顶端的座舱受离心力作用自然外倾，直接形成车体重心外移；而乘客的感觉则是座舱倒向弯道内侧，与乘飞机时的转弯感觉很相似）。这里，我们可以用计算侧翻平衡的第二临界速度来求证，就是说，不管其重心向外移出是多少，只要第二临界速度计算结果不是增加而是减少的，那就说明弯道运行安全性在下降，Talgo公司这条“在弯道上行驶可以提升25%的车速”说词也就完全站不住脚。

还是从前面所作的摆式客车第二临界速度计算中，挑一组典型的数据做对照，线路条件依然是：R = 400米 轨距 1668mm 外轨超高 210mm 黄金点重心高 1.285米。这条数据附下（图724-34）

根据产品技术资料估测，座舱悬挂轴心高约为3.065米，用2°、4°、6°的座舱摆角做正弦或正切计算，得出三个重心偏移量O-O'分别为  62mm 124mm  186mm, 然后按下图做力矩平衡计算（图724-35）：

客观地说，这是个偏大些的近似计算结果，因为，计算用的重心偏移值并没有把不摆动的车架部分综合考虑进去，虽然每车一轴的车架相比摆动的座舱质量要小不少，座舱摆出的质量究竟能够占整个车体质量的百分之多少，我们没有办法划定，但计算原理是对的。计算结果表明，随着座舱自然摆动角度的增加，侧翻的临界速度在显著下降，而且也只能是下降。

结论是：摆式客车若是能够提升弯道通过速度，必然牺牲列车弯道运行的安全性。

提升25%的弯道通过速度是个物理量化值，希望西班牙Talgo公司能够解释出这个数字是怎么得出来的。

（ 全文完 ）                        作者：老鹤   2014.04.28.

全文字数：约1.6万     插图：35幅

以下为附件：a. 计算记录列表（笔记影印）六幅

                    b. 插图资料补充：五幅

我是老鹤

我是老鹤 发表于 2014-5-1 20:00
再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故 03

再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故 04

附件部分： a. 计算记录列表（笔记影印）六福







]

b. 插图资料补充：

.....全文到此终结.....

qndzh

这个不是一般人都看得懂的。

我是老鹤

qndzh 发表于 2014-5-2 11:39
这个不是一般人都看得懂的。

谢谢您的提醒，我已经再次编辑，把计算推导部分移到这里，便于网友们探讨。


再续——图解724西班牙高铁列车颠覆事故-05--补充计算部分

victo918

太佩服了，能够做出遮掩的计算，高手啊！

jeff_yang

在在线是3级精华，在这里，屁都没有。浪费楼主这么大精力的制作。

lianlei

不管我看得懂不懂,都得顶一下,专业,再慢慢研究研究

komachi275

楼主从何推论Talgo250H允许由驾驶员自由意志独立选择电制动或空气制动？
而且就如同您所说的，高速下单一选择电制动会造成事故，动车组何以继续保有传统机辆模式的不良设计？

再者，Talgo 250H高速模式只升后弓，事故路段亦如此(可见您张贴的整修照片有列车通过)，假定前后动车非重联模式，也就是前动车不开机作控制客车用，驾驶员要如何启动无升弓的前动车电制动呢？

以上两点请教，谢谢

我是老鹤

komachi275 发表于 2014-5-21 23:00
楼主从何推论Talgo250H允许由驾驶员自由意志独立选择电制动或空气制动？
而且就如同您所说的，高速下单一选 ...

因为，本文不甚受欢迎，所以，几天后才发现您的意见。见谅。
看到您的回帖，非常高兴。
可别说请教，实在不敢当。
希望先听听您的见解。

ziweiran_9822a4

文章写得非常精彩，在海子网也是难得一见的。虽然采用是高中数学、物理知识，但计算量庞大，大多数网友还是难以适应。楼主的文章我看了不下十遍，始终懵懵懂懂的。
我认为即使加尔松采取盘式制动，也不能保证安全停下，因为气动制动动作依次从车头向车尾传递，这个制动过程中，后列车厢依然存在着对2#发电车的”冲撞“，就像我们骑自行车高速前行，突然前后闸都刹死，自行车本身就会剧烈抖动，必须抓紧车把才不倒。

komachi275

我是老鹤 发表于 2014-5-27 18:07
非常感谢您的厚爱，能够一起探讨，真高兴。

    “我认为即使加尔松采取盘式制动，也不能保证安全 ...

我仅对于车辆设计的先天条件假定成传统机车的操作模式的部分有些质疑
发电车重心的推论很赞同

以TGV-A为例，其制动全由中枢微机所总控，制动中枢会依车速与司机制动力需求自行调配电制动与空气制动，制动方式司机无法自行选择，仅能被动关闭电制动改采全空气制动剎车(动车拖车电控直通)。

TGV-A紧急制动时，不仅全车的空气制动会同时作用，动车的电制动也会加入(电阻消耗)。Talgo250H设计年份较TGV-A晚上个十余年也有电制动电阻的设计，理应不可能走上传统机辆那种制动个别操作的模式。

另外，Talgo250是否如此我不清楚，但TGV或ETR500为例，在低压直流的供电模式下前后动车皆会升弓以确保车顶高压不被大电流烧毁，正常状态下前后动车仍然维持重联同步运作，有许多视频可以参考。

老鹤兄的技术推论深感佩服，精彩

我是老鹤

ziweiran_9822a4 发表于 2014-5-27 15:35
文章写得非常精彩，在海子网也是难得一见的。虽然采用是高中数学、物理知识，但计算量庞大，大多数网友还是 ...

    非常感谢您的厚爱，能够一起探讨，真高兴。

    “我认为即使加尔松采取盘式制动，也不能保证安全停下，因为气动制动动作依次从车头向车尾传递....”这个看法我是很同意的，发生在山东4.28事故就是用这个分析——列车中部因此产生升力，引发列车飞出线路的特大事故，其时，那个T195次列车也都是盘式制动。
    大概是因为T195全列车还不是电控直通制动，更不是先进的ATP系统微机电空制动，所以列车存在压缩挤撞而产生升力脱线的严重危险。
    西班牙的TALGO250系列，根据现有资料——客车具备防抱死功能（即：ABS功能）推断，全列车应该具备最起码的电控直通制动系统。司机加尔松如果实施了气动的紧急制动（非常制动）全列22根轴44个车轮的盘式制动器会“同时间”抱紧，这总重三百多吨的列车，制动距离不会超过500米。重要的是全列的制动减速极快，使其进入弯道时，重心最高的2#发电车能够降到侧翻临界速度之下，就这个推断分析来说，该恶性特大事故存在完全避免的可能性。
    这是我国铁路高层应该认真重视的高速铁道事故分析科技。

上局合段DF11

虽然不是特别懂技术上的问题，但是LZ结合数据计算进行推论和分析的形式特别仔细。

我是老鹤

komachi275 发表于 2014-5-27 19:45
我仅对于车辆设计的先天条件假定成传统机车的操作模式的部分有些质疑
发电车重心的推论很赞同

    您好，很喜欢这个技术和经验很强的质疑，犹豫了几天，写出一个短文“据了解，中国没有引进Talgo的技术，我们很庆幸。”也算对您的回复吧。
    为了网友探讨方便，本帖太长了，每次打开都费事，就单独起了一个贴，欢迎您的评论。