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自然科学知识——十万个为什么
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为什么日本9级地震新干线高速列车不出轨

  7月11日是日本大地震发生4个月的日子。4个月前的3月11日下午,日本东北地区发生了9级大地震。地震发生时,有18列子弹列车在东北新干线上奔跑,但是地震之后,出现了一个奇迹:所有的新干线列车都没有脱轨,也没有出现人员伤亡。

  是什么原因让日本的新干线躲过了千年一遇的大灾难?记者在灾后对负责东北新干线运营的JR东日本铁道公司进行了一次采访。该公司负责安全对策的木村先生介绍说,其实秘密只有一个,那就是JR东日本铁道公司在新干线沿线安装了一套地震预测系统。这套地震预测系统包括海岸地震计测仪、铁道沿线地震计测仪,标准名称为“早期地震检知警报系统(UrEDAS)”,由日本铁道综合研究所开发。

  此次东北大地震发生前70秒,海岸地震计测仪预先检测到地震的微动,立即把这种微动发出的纵波(P波)信号速传到铁道沿线地震计测仪。铁道沿线地震计测仪作出自动判断后,自动将停电的信号发送到变电所,变电所立即切断新干线的供电系统,从而使得新干线迅速减速,并自动启动紧急刹车系统,直至完全停车。


早期地震检知警报系统

  由于这一套警报系统的成功使用,当时以时速270公里的速度奔跑在重灾区福岛县与岩手县之间的5列新干线,在大地震来袭时,速度已经降至30至100公里之间,并安然实现停车。

  为什么日本会开发出这一套警报系统?木村先生告诉记者称,2004年10月,日本东北的新泻县发生了7级的中越地震,当时一列正以200公里时速行驶的新干线列车出现脱轨。这是日本新干线自1964年开业以来,首次在客运时出现脱轨问题。虽然没有造成人员伤亡,但是让铁道公司和日本政府虚惊一场。此后,日本国土交通省和各铁道公司开始协商研制这一套早期地震检知警报系统,并在此次的大地震中发挥了重要作用。


日本各种型号的新干线(中间圆头的是日本最早的新干线)

  日本新干线开业至今,已经有47年的历史。当年也是为了配合东京奥林匹克运动会的举行而追赶工期。但是后来发现无法保证新干线的安全性,日本政府于是决定在东京奥运会结束后的10月1日,才投入运营。新干线至今没有发生过一起因为车辆活运营系统的事故而导致的人身伤亡事故,保持着“安全神话”的延续性。
  除“早期地震检知警报系统”之外,日本新干线还有多项安全保障措施,“防止脱轨装置”就是其中的一项。这种防止脱轨装置安装在新干线路基的两条铁轨之间,一旦发生地震或其他冲击性灾害时,逸脱的车轮将会被这种装置控制住,最终回到轨道上来,以防止列车脱轨和颠覆。日本4大铁道公司已经开始着手铺设这一种高成本的防止脱轨装置,以增强新干线的安全性。


防止脱轨装置

  那么,日本新干线会在什么样的情况下停驶或取消行驶计划?日本新干线研究学者、庆应大学教授安住芳明副教授表示,日本新干线的安全运营标准十分的严格,在天气或运营环境十分恶劣的情况下,会实行停驶或取消行驶计划。具体是:强风风速超过每秒30米,新干线沿线出现暴雨并可能发生洪水或泥石流灾害时。

  安住先生说,虽然日本新干线迄今为止还没有发生过人员伤亡事故,但是,几次事故都已经出现在鬼门关门前,还需要不断地研究新的安全措施,以尽可能地保证万无一失。

  日本新干线列车的最高时速曾经达到443公里。但是,如今行驶在东京至大阪之间的东海道线上的最新型的700系列列车的时速,一直控制在270公里之内,今年下半年计划在京都与米原之间的直线区间计划提高到330公里。为什么日本不愿意追求高速度呢?安住先生的解释是,日本新干线沿线地形比较复杂,有些路段在山区,隧道较多。同时靠近日本海一侧和东北地区的新干线,由于冬季极度的寒冷,需要添置一些特殊的车辆与运营设备,因此车速一直控制在试运营最高时速的三分之二速度的位置。他说:“日本新干线的第一要素是安全,第二要素还是安全。在充分保证安全条件的情况下,才允许适当的提速”。



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