事故原因公布！为何好好的地铁说断就断了？

审核专家：胡启洲

南京理工大学自动化学院 副教授

相信很多人昨晚都刷到一条新闻：北京地铁昌平线有部分车厢脱钩了！

来源丨今日头条

北京地铁在官方微博公布，涉事列车最后两节车厢与前面的车厢，在西二旗至生命科学园区段分离。地铁人员、消防和急救人员其后到场，疏散车上乘客到西二旗站。

来源丨微博截图

15日，@北京交通订阅号 发布消息，事故共有515人送医院检查，其中骨折102人，无人员死亡。事故原因为雪天轨滑导致前车信号降级，紧急制动停车，后车因所在区段位于下坡地段，雪天导致列车滑行，未能有效制动，造成与前车追尾。

来源 | 北京日报

很多网友在看到这则消息时感到震惊，因为这是北京地铁近年来第一次发生类似事故。但实际上，城市重型轨道系统的经营和保养维护，一直是世界范围内的常见难题。伦敦地铁、纽约地铁等轨道交通系统均面临各种各样的维护和亏损问题，墨西哥城铁7号线也在今年1月15日运行时发生了车厢脱节事故。

来源丨今日头条

对于这起交通事故具体细节，我们还需要等待官方后续通报。但是，我们已经能在网络上发布的图片中看出，其断裂是发生在车厢连接处的，这个地方也是地铁高峰期人员聚集和依靠的一个集中区，因此有关这个地方的事情，就要说道说道了。

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“一起摇摆”的贯通道

很多人在遇到高峰期汹涌的人流时，常常面临车厢中间挤不进去的“卡位”情况，所以会自动或被动地移向两节车厢的连接处；也有人因为路途较长，会选择倚靠在连接处，随着行进的地铁一路“摇摆”。

但这个位置真的危险！

来源丨上海地铁

我们所熟悉的地铁车厢连接处有一个高大上的学名，叫做“贯通道”，它能够起到安全防护作用，为乘客提供一个安全可靠的通道，同时起到隔声、防尘、防雨的作用。

来源丨武汉地铁

列车行驶过程中，车厢之间的运动是相对的，这就导致连接处晃动较大，乘客很容易站不稳或摔倒。连接处一般都没有供乘客抓握的拉环，只有扶手，在离心力的作用下，站在这里的乘客在列车进入弯道或发生紧急刹车时很难掌握重心。

另外、车厢连接处都有折叠风挡，起到转弯、缓冲的作用。列车转弯或上下坡时，挡板会发生挤压变形。原本拉伸的地方随时可能压缩，如果孩子在风挡上玩耍或者乘客的手不小心放在上面，都容易被夹伤。

所以，在很多地铁的贯通道中，也明确印有“禁止依靠”或“禁止扶拉”的标语。

来源丨广州地铁

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地铁用的什么钩？

有没有人在火车上无聊的时候，向窗外的车厢连接处望望？在普通的“绿皮火车”上就有一组行动时看起来颤颤巍巍，随时要脱离的车钩——詹式车钩。

来源丨网易

它由钩头、钩身以及钩尾三部分组成，当机车需要连接时，两个挂钩靠近后，挂钩从斜面产生挤压力挤开弹簧钩舌对口就会打开，形成挂钩的握手，此时挂钩进入后弹簧就会反弹，锁提销也会落下，挂钩就不会脱钩。

来源丨制造原理

但詹氏车钩也有局限性，它只适用于普速铁路上的客货列车，对于高速铁路、地铁、轻轨等其他类型的铁路交通工具，詹氏车钩不能满足其连接要求和安全标准。

在地铁行业中，主要应用的是“=、+、-”三种车钩。

“=”全自动车钩位于列车车头前方，用于电客车之间或电客车与工程车之间的连挂。能够实现机械、电路、气路的自动连接，在车上，司机可以直接控制全自动车钩的连挂和解钩，可以使两列车的连挂更加高效、可靠，为列车安全运行提供有力保障。

全自动车钩 来源丨佛山地铁

“+”半自动车钩位于6节车最中间两节车之间的连接，在车厢连接处下方，由它带动后方车厢稳定前行，外观上几乎和全自动车钩一模一样，但因为平时不会频繁进行解钩连挂作业，一般情况下2年会拆一次检查，所以没有自动解钩功能，只有自动连挂功能。

半自动车钩 来源丨佛山地铁

除了最中间两节车之间外，“-”半永久牵引杆用于其他4节列车各车厢间的连挂，它位于车厢连接处下方，带动后方车厢稳定前行。有了它和半自动车钩的存在，两节车厢才能“手牵手”地紧密相连。

半永久牵引杆 来源丨佛山地铁

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地铁连接处为何断裂？

在官方通报中我们得知，事故原因为雪天轨滑导致的列车追尾，那么地铁连接处断裂在事故中又是如何发生的？我们可以从北京地铁1号线对车钩缓冲装置的故障分析中，了解可能存在的问题。

北京地铁1号线是我国最早建设的地铁线路，其地铁列车采用的是密接式车钩缓冲装置，有半自动车钩缓冲装置（图1）和半永久车钩缓冲装置（图2）2种，均采用橡胶缓冲器。随着运用时间的增加，车钩缓冲装置出现了较多问题，主要问题有:（1）橡胶缓冲器中的橡胶片因老化产生永久变形，导致橡胶缓冲器的缓冲性能降低；（2）车钩缓冲装置中构体、缓冲器箱体及牵引杆大批出现裂纹；（3）缓冲器止铁、开口销断裂及螺母松动；（4）车钩缓冲装置出现以上问题的外部因素。

来源丨《北京地铁1号线用车钩缓冲装置的故障分析与改进》

以上四种原因都可能导致列车的纵向冲动加剧，车钩力大幅增加，接近钩体、缓冲器箱体及牵引杆所用材料的屈服极限，导致构体、缓冲器箱体及牵引杆产生疲劳裂纹，造成列车分离的重大安全隐患。当然，近期寒冷的北京天气造成的金属低温脆性断裂也不无可能。

另外，根据之前北京地铁公司发布的消息，“接触轨无电，部分列车临时停车、部分列车延误”，北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授钟章队说，“目前无法判断接触轨无电的状态是事发前就已经出现了，还是事故发生后为了保证安全而主动断电。另外地铁车厢并不是每一节都带有动力，一旦无电是否会导致车厢连接处断开也无法判断，因此具体的事故原因需要时间详细调查才能得出。”

目前昌平线地铁已经恢复运营，连续多天的降雪导致城市交通承受了巨大压力，在此也祝愿受伤的朋友们早日康复。

综合自：北京日报、西安地铁、佛山地铁、广州地铁、上海地铁、北京地铁、红星新闻参考资料：《北京地铁1号线用车钩缓冲装置的故障分析与改进》