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《保險職業(yè)學(xué)院學(xué)報》2015年第一期

一、列車火災(zāi)原因分析

目前情況下，高速列車的火災(zāi)風(fēng)險還只是預(yù)測中的潛在風(fēng)險，實際生活中尚未發(fā)生以火災(zāi)為起因的風(fēng)險事故。所以，在這里我們以普通列車火災(zāi)為實例進行分析，并作為高速列車火災(zāi)風(fēng)險預(yù)防之借鑒。根據(jù)《中國火災(zāi)統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對1998年～2001年列車火災(zāi)數(shù)據(jù)按起火原因進行平均統(tǒng)計分析。有資料顯示，1998年～2001年總計發(fā)生列車火災(zāi)事故189起，其中電氣引起火災(zāi)43起，占火災(zāi)總數(shù)的22．8%，為明確起火原因中火災(zāi)發(fā)生最主要原因，為降低火災(zāi)風(fēng)險需重點控制。人為縱火引起火災(zāi)5起，占火災(zāi)總數(shù)的2．6%，因人為縱火危害性較大，通過運營監(jiān)督管理，是必須避免發(fā)生的。違章操作引起火災(zāi)20起，占火災(zāi)總數(shù)的10．6%，通過對司乘人員培訓(xùn)，可減低火災(zāi)風(fēng)險。

二、高速列車火災(zāi)風(fēng)險識別

高速列車火災(zāi)風(fēng)險的識別可按不同標(biāo)準(zhǔn)劃分:根據(jù)火災(zāi)危險源位置分為司機室起火、客室起火、端部起火及車下起火。根據(jù)潛在火源種類分為人火縱火、行李著火、煙頭、電弧火花、制動火花、發(fā)熱設(shè)備、燃油燃燒等。對于電氣起火主要的失效形式為過熱、過載(過流、過壓)、虛接、短路、老化、磨損、缺水及干燒等。從統(tǒng)籌方面分析各類風(fēng)險，其危害性基本都是出于相同指向。

1．整車火載荷大。雖然高速列車采用阻燃、低煙、低毒(無毒)、無鹵材料，如鋁蜂窩、瓦棱板、玻璃鋼、碳纖維等，比普通鐵路客車膠合板防火性能要好，根據(jù)已有列車火災(zāi)資料數(shù)據(jù)(約16MW～18MW)，同時考慮國內(nèi)高速列車車輛結(jié)構(gòu)、使用材料情況及一定的安全系數(shù)，動車組列車最大火災(zāi)規(guī)模取值為18MW［1］。

2．與普通鐵路客車比較，高速列車相對封閉。高速列車氣密性要求，均采用固定車窗，窗框與車體間為膠接結(jié)構(gòu)，不能開啟。緊急情況下乘客逃生所需緊急出口設(shè)為緊急窗，需用安全錘擊碎玻璃逃生。

3．旅客攜帶行李多，潛在火源危害性大。旅客一般攜帶較多的行李，尤其暑運和春運時期，多數(shù)攜帶有大行李包和旅行箱。根據(jù)公安部天津消防研究所的一項調(diào)查表明，行李物品多為衣服和食品，其平均重量在6．37kg左右，乘客人均所攜帶的行李重量約為3．9kg，最大的行李重量約為11kg。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，公安部天津消防研究所進行了行李火災(zāi)的全尺寸實驗，對行李火災(zāi)的熱釋放速率及規(guī)模進行了測量。實驗結(jié)果顯示，一袋面積1m2、高1．5m的行李的火災(zāi)規(guī)模約為1．2MW［1］。

4．高壓、大電流電氣設(shè)備多，布置分散，火災(zāi)風(fēng)險大。高速列車具有強大的牽引動力，有足夠大的比功率(單位重量功率)，如:8輛編組的CRH380A動車組牽引功率就達9600kW，而普通客車編組一般16輛，牽引機車SS9型牽引功率僅為4800kW，相當(dāng)于普通客車的2倍。高速列車通過受電弓與25kV接觸網(wǎng)受流獲取動力，受電弓與接觸網(wǎng)分離時產(chǎn)生電弧，存在一定的火災(zāi)風(fēng)險。同時車下布置牽引變壓器及蓄電池等電氣設(shè)備，箱體內(nèi)部有可燃性液體、氣體，也存在一定的火災(zāi)風(fēng)險。

5．外來火災(zāi)風(fēng)險因素多。旅客違法攜帶易燃易爆危險品上車。據(jù)廣州鐵路(集團)公司2009年的統(tǒng)計，旅客車站查獲擬進站上車的易燃易爆危險物品高達5類1430余件。旅客行李夾帶火種或易燃化學(xué)品，在列車上引發(fā)火災(zāi)的情況幾乎每年均有發(fā)生。吸煙不慎引起火情。高速列車全程禁煙，但有些旅客違反規(guī)定在衛(wèi)生間或端部走廊吸煙，隨后將煙蒂扔入垃圾箱，造成垃圾引燃。人為縱火引發(fā)火災(zāi)。旅客列車人員高度集中，可能成為不法分子利用縱火、爆炸破壞報復(fù)社會，制造影響的首選場所之一。

三、有效降低高速列車火災(zāi)風(fēng)險的主要措施

1．非金屬材料及部件高速列車采用非金屬材料為阻燃、低煙、無毒(低毒)、無鹵的非延燃性材料或防火材料，包括特高壓電纜、光纖等通信電纜。非金屬材料防火性能滿足TB3237－2010或DIN5510－2:2009、座椅材料及整體座椅防火性能滿足DIN5510－2:2009標(biāo)準(zhǔn)要求，一旦發(fā)生火災(zāi)，能有效阻止材料引燃或火源擴展，并降低煙毒氣體的產(chǎn)生，減少對乘客和司機人員的傷害，同時為乘客提供充足的車內(nèi)安全轉(zhuǎn)移時間。

2．結(jié)構(gòu)耐火地板結(jié)構(gòu)中管線、風(fēng)道、供排水管路等通過口采用防火密封膠密封，火災(zāi)情況下阻止地板結(jié)構(gòu)燒穿，火焰從車外蔓延到車內(nèi)。端墻結(jié)構(gòu)內(nèi)飾板與車體間密封采用防火密封膠，端門與車體間采用防火膨脹膠條，火災(zāi)情況下防火膠條膨脹，阻止火焰、煙氣的擴展。通常情況下地板結(jié)構(gòu)至少具有15min完整性及絕緣性，端墻具有15min完整性，有效阻隔火災(zāi)情況下火焰和煙氣的擴展，為乘客提供充足的車內(nèi)安全轉(zhuǎn)移時間。

3．結(jié)構(gòu)設(shè)計一是對潛在火源提出可清、可視要求。車輛的設(shè)計使可燃異物(垃圾、塵土、廢物、制動磨損物、油和油脂)能在定期維護過程中被去除。行李架采用透明隔板或其周邊結(jié)構(gòu)，可從下方看到行李，避免隱匿火源引燃周圍材料，如圖3。二是對潛在火源應(yīng)提出隔離、密封要求。垃圾箱自身或垃圾箱周圍結(jié)構(gòu)制成自身關(guān)閉式的，確保垃圾燃著后不會引起火勢的蔓延。電線電纜車體通過口采用防火膠密封，防止車下火向車內(nèi)蔓延。外殼防護的電氣設(shè)備有防護等級要求。內(nèi)端間壁與車體間采用金屬板及防火膠密封，防止端部火向客室內(nèi)蔓延。三是有效管制發(fā)熱設(shè)備。設(shè)置過熱、過流、漏電、缺水、防干燒等電氣保護功能，并考慮足夠散熱空間、采用高溫導(dǎo)線、設(shè)置隔離罩、周圍不設(shè)置可燃物等結(jié)構(gòu)控制措施，保證發(fā)熱設(shè)備表面溫度低于60℃，避免潛在火源引燃易燃物引發(fā)火災(zāi)。

4．電氣設(shè)備防火電氣設(shè)備根據(jù)負載和運行電壓等級，采取接地、過載、短路保護，并選擇合適的絕緣間隙和爬電距離，設(shè)置滅弧裝置，防止電弧通過設(shè)備、線路延伸引發(fā)火災(zāi)。電線電纜選型考慮線束的排列、環(huán)境溫度、線纜承受的額定溫度/傳輸額定功率和峰值功率、故障時所承受的電流大小和持續(xù)時間、與其他阻燃材料相對距離。導(dǎo)線與電氣設(shè)備的連接可靠，避免虛接造成發(fā)熱引發(fā)火災(zāi)。布線考慮高低壓分開、緊急功能與高壓分開等，避免高壓電線故障導(dǎo)致的緊急設(shè)備不能正常工作，影響緊急情況下的報警、疏散。

5．緊急報警客室內(nèi)端墻設(shè)置緊急和火災(zāi)報警按鈕，如圖6，乘客一旦觸發(fā)任意車廂的緊急或火災(zāi)報警按鈕，司機室緊急或火災(zāi)蜂鳴器鳴響，同時司機室和機械師室的監(jiān)控屏上顯示報警信息，火災(zāi)報警時操作臺上的故障指示燈“火災(zāi)”亮燈。機械師接到報警信息后，立即趕向報警位置，查明險情報告司機，便于司機決策采取制動或低速運行。同時根據(jù)險情采取滅火或組織乘客疏散。

6．煙火報警在廁所、廚房、機械師室、乘務(wù)員室、司機室、客室、配電柜及其點部位設(shè)置感煙探測器，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的煙霧濃度和環(huán)境溫度自動探測。通過網(wǎng)絡(luò)通信的方式向煙火報警主機實時傳輸煙火報警系統(tǒng)的故障狀態(tài)、火警狀態(tài)?？赏ㄟ^煙火報警主機上的人機操作界面、MON顯示屏或司機操作臺指示燈實現(xiàn)對司機和乘務(wù)人員的報警提示。自動預(yù)警可實現(xiàn)火情尤其隱匿火情的及早發(fā)現(xiàn)，便于采取措施最小化火災(zāi)影響。

7．消防措施每輛每個車端部一定數(shù)量的干粉和水型滅火器，廚房設(shè)水型滅火器，用于早期火災(zāi)發(fā)生時消滅火情。滅火器安裝方便取用，并設(shè)有指示銘牌，便于乘客在緊急情況下盡快找到滅火器，第一時間取出滅火。

8．逃生設(shè)施客室端部設(shè)有緊急窗，可作為緊急情況下的緊急出口。緊急窗根據(jù)客室定員來設(shè)置。為便于乘客緊急情況下逃生，緊急出口的空間一般不小于700×600mm。緊急窗旁邊設(shè)有安全錘，用于敲碎玻璃。緊急窗配有操作說明，以指導(dǎo)乘客在緊急情況下敲擊玻璃，快速逃生。緊急窗、安全錘及操作說明如圖7。9．應(yīng)急設(shè)備端部設(shè)置緊急渡板、側(cè)門防護網(wǎng)等應(yīng)急設(shè)備，如圖7。車輛空調(diào)出現(xiàn)故障超過20分鐘時，允許在側(cè)門加裝防護網(wǎng)，并在不高于70km/h的速度下，打開車門進行通風(fēng);若動車組?？吭?00mm及其以下站臺區(qū)間，需組織旅客下車時，可通過渡板上下車。

10．整車火載荷試驗國內(nèi)動車組未進行過整車燃燒試驗，廣深港動車組采用Duggan方法，參考CSIRO假設(shè)，完成CRH380A整車最大火載荷計算，整車最大火載荷為17．5MW，滿足港鐵根據(jù)線路、隧道提出的列車火載荷小于22MW要求。其他高速列車非金屬材料應(yīng)用種類、數(shù)量與廣深港動車組基本相同，整車最大火載荷相近，與火載荷相關(guān)的火災(zāi)風(fēng)險相當(dāng)。高速列車從非金屬材料防火、結(jié)構(gòu)耐火、結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)備防火、火災(zāi)控制及管理系統(tǒng)(消防措施、緊急報警、緊急疏散及應(yīng)急措施)等方面進行系統(tǒng)的防火安全設(shè)計，最小化火災(zāi)發(fā)生的可能，一旦發(fā)生火災(zāi)，最小化火災(zāi)危害。盡管高鐵列車可為乘客提高舒適、安全的乘車環(huán)境，可通過參加列車保險，減少經(jīng)濟損失。

作者：丁江沨單位：山東省青島第一中學(xué)