Die Unfallursache wurde bekannt gegeben! Warum ist die U-Bahn plötzlich ausgefallen?

Prüfungsexperte: Hu Qizhou

Außerordentlicher Professor, Fakultät für Automatisierung, Nanjing University of Science and Technology

Ich glaube, viele Leute haben gestern Abend eine Neuigkeit gesehen: Einige Waggons der Changping-Linie der Pekinger Metro wurden abgekoppelt!

Quelle: Toutiao

Die Pekinger Metro gab auf ihrem offiziellen Weibo-Konto bekannt, dass die letzten beiden Waggons des betroffenen Zuges im Abschnitt von Xi'erqi zum Life Science Park von den vorderen Waggons getrennt wurden. Später trafen U-Bahn-Personal, Feuerwehrleute und Rettungskräfte vor Ort ein und evakuierten die Zugpassagiere zum Bahnhof Xi'erqi.

Quelle: Weibo-Screenshot

Am 15. veröffentlichte der Abonnement-Account @北京交通 eine Nachricht, dass insgesamt 515 Personen im Zusammenhang mit dem Unfall zur Untersuchung ins Krankenhaus eingeliefert wurden, darunter 102 Personen mit Knochenbrüchen, und dass es keine Todesfälle gab. Die Unfallursache bestand darin, dass die Strecke aufgrund des Schneefalls abrutschte, wodurch das Signal des Vorderfahrzeugs beeinträchtigt wurde und eine Notbremsung erforderlich war, um das Fahrzeug anzuhalten. Das hintere Fahrzeug befand sich in einer Gefällestrecke und brachte den Zug aufgrund des Schneefalls ins Schleudern. Eine wirksame Bremsung versagte und es kam zu einem Auffahrunfall mit dem vorderen Fahrzeug.

Quelle | Beijing Daily

Viele Internetnutzer waren schockiert, als sie die Nachricht sahen, denn es war das erste Mal in den letzten Jahren, dass sich ein derartiger Unfall in der Pekinger U-Bahn ereignet hatte. Tatsächlich waren Betrieb und Wartung städtischer Schwerlastbahnsysteme schon immer weltweit ein weit verbreitetes Problem. Schienenverkehrssysteme wie die Londoner und die New Yorker U-Bahn sind mit verschiedenen Wartungs- und Ausfallproblemen konfrontiert. Auch auf der Linie 7 der Metro von Mexiko-Stadt kam es am 15. Januar dieses Jahres während des Betriebs zu einem Unfall, bei dem sich die Wagen lösten.

Quelle: Toutiao

Zu den genauen Einzelheiten dieses Verkehrsunfalls müssen wir noch eine offizielle Folgemitteilung abwarten. Allerdings ist auf den im Internet veröffentlichten Bildern zu erkennen, dass der Bruch an der Verbindung zwischen den Waggons aufgetreten ist. Dieser Ort ist außerdem ein Bereich, in dem sich Menschen konzentrieren und in der Hauptverkehrszeit auf die U-Bahn angewiesen sind. Deshalb müssen wir über Dinge sprechen, die mit diesem Ort zu tun haben.

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Die „Swing Together“-Durchgangsstraße

Viele Menschen geraten während der Hauptverkehrszeit oft in die Situation, in der Mitte eines Waggons festzustecken, wenn sie auf einen Menschenandrang treffen. Daher begeben sie sich automatisch oder passiv zum Anschlusswagen zwischen den beiden Waggons. Manche Menschen lehnen sich aufgrund der langen Fahrt lieber auf den Anschluss und „wiegen“ sich mit der fahrenden U-Bahn mit.

Aber dieser Ort ist wirklich gefährlich!

Quelle: Shanghai Metro

Die uns bekannte Verbindung zwischen U-Bahn-Waggons hat einen hochtrabenden wissenschaftlichen Namen: „Durchgang“. Es kann eine Sicherheitsfunktion übernehmen, indem es den Passagieren eine sichere und zuverlässige Passage bietet, und dient gleichzeitig der Schalldämmung, Staubabweisung und dem Schutz vor Regen.

Quelle: Wuhan Metro

Während der Zugfahrt erfolgt die Bewegung zwischen den Waggons relativ zueinander, was zu starken Erschütterungen an den Verbindungsstellen führt, wodurch die Fahrgäste leicht das Gleichgewicht verlieren oder stürzen können. An den Verbindungspunkten gibt es für die Fahrgäste in der Regel keine Zugösen zum Festhalten, sondern nur Haltestangen. Unter der Einwirkung der Fliehkraft ist es für die hier stehenden Fahrgäste schwierig, ihren Schwerpunkt zu kontrollieren, wenn der Zug in eine Kurve einfährt oder eine Notbremsung erfolgt.

Zusätzlich sind an den Verbindungen zwischen den Wagen klappbare Windschutze vorhanden, die zum Wenden und Puffern genutzt werden können. Wenn der Zug eine Kurve fährt oder bergauf oder bergab fährt, wird die Schallwand zusammengedrückt und verformt. Der ursprünglich gedehnte Bereich kann jederzeit wieder komprimiert werden . Wenn ein Kind auf der Windschutzscheibe spielt oder ein Beifahrer versehentlich seine Hand darauf legt, besteht die Gefahr, dass er sich die Hand einklemmt.

In vielen U-Bahn-Passagen sind deshalb deutliche Aufschriften wie „Anlehnen verboten“ oder „Festhalten verboten“ aufgedruckt.

Quelle: Guangzhou Metro

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Welche Haken werden in U-Bahnen verwendet?

Hat schon mal jemand aus Langeweile im Zug aus dem Fenster auf die Waggonsverbindung geschaut? Bei einem gewöhnlichen „grünen Zug“ gibt es eine Reihe von Kupplungen, die während der Fahrt zu zittern scheinen und sich jederzeit lösen können – die James-Kupplungen.

Quelle: NetEase

Er besteht aus drei Teilen: dem Hakenkopf, dem Hakenkörper und dem Hakenschwanz. Wenn die Lokomotive angeschlossen werden muss, nähern sich die beiden Haken einander an und der Haken erzeugt eine Extrusionskraft von der geneigten Oberfläche, um die Federhakenzunge aufzudrücken und so einen Handschlag des Hakens zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt federt die hintere Feder des Hakens zurück, der Verriegelungsstift fällt herunter und der Haken lässt sich nicht aushaken.

Quelle: Fertigungsprinzip

Allerdings weist die Jane's-Kupplung auch Einschränkungen auf. Es ist nur für Personen- und Güterzüge auf konventionellen Eisenbahnen geeignet. Bei anderen Schienenverkehrsmitteln wie Hochgeschwindigkeitszügen, U-Bahnen, Stadtbahnen usw. kann die Jane's-Kupplung die Verbindungsanforderungen und Sicherheitsstandards nicht erfüllen.

In der U-Bahn-Industrie werden hauptsächlich die drei Kupplungstypen „=, +, -“ verwendet.

Die vollautomatische Kupplung „=“ befindet sich vor der Lokomotive und dient zum Kuppeln zwischen elektrischen Personenwagen oder zwischen elektrischen Personenwagen und Baufahrzeugen. Es ermöglicht die automatische Verbindung mechanischer, elektrischer und pneumatischer Schaltkreise. Im Zug kann der Fahrer das An- und Abkuppeln der vollautomatischen Kupplung direkt steuern, wodurch die Kopplung der beiden Züge effizienter und zuverlässiger wird und ein sicherer Betrieb der Züge gewährleistet wird.

Vollautomatische Kupplung Quelle: Foshan Metro

Die halbautomatische Kupplung „+“ befindet sich an der Verbindung zwischen den beiden Mittelwagen des 6-teiligen Wagens, unterhalb der Verbindung zwischen den Wagen. Es treibt den hinteren Wagen an, um ihn gleichmäßig vorwärts zu bewegen. Sie sieht fast genauso aus wie die vollautomatische Kupplung, wird aber aufgrund der geringen Anzahl an Ent- und Ankuppelvorgängen üblicherweise alle zwei Jahre zur Inspektion zerlegt. Es verfügt daher nicht über eine automatische Entkupplungsfunktion, sondern nur über eine automatische Kupplungsfunktion.

Halbautomatische Kupplung Quelle: Foshan Metro

Mit Ausnahme der Verbindung zwischen den beiden mittleren Wagen wird die semipermanente Zugstange „-“ zum Verbinden der Wagen der anderen vier Züge verwendet. Es befindet sich unterhalb der Verbindung zwischen den Wagen und sorgt für eine stabile Vorwärtsbewegung des hinteren Wagens. Damit und mit der halbautomatischen Kupplung können die beiden Wagen fest „Hand in Hand“ verbunden werden.

Quelle für semipermanente Traktionsstangen | U-Bahn Foshan

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Warum ist die U-Bahn-Verbindung unterbrochen?

Aus dem offiziellen Bericht erfuhren wir, dass die Unfallursache ein Auffahrunfall eines Zuges war, der durch Gleisrutschen bei Schneefall verursacht wurde. Wie kam es also zu dem Unfall, bei dem die U-Bahn-Verbindung unterbrochen wurde? Die möglichen Probleme können wir anhand der Fehleranalyse des Kupplungspuffergeräts der Linie 1 der Pekinger U-Bahn verstehen.

Die Linie 1 der Pekinger U-Bahn ist die erste in meinem Land gebaute U-Bahn-Linie. In den U-Bahn-Zügen des Unternehmens kommen eng verbundene Kupplungspuffer zum Einsatz, darunter halbautomatische Kupplungspuffer (Abbildung 1) und halbpermanente Kupplungspuffer (Abbildung 2), die beide Gummipuffer verwenden. Mit zunehmender Betriebsdauer treten viele Probleme im Kopplerpuffergerät auf. Die Hauptprobleme sind: (1) Die Gummiplatte im Gummipuffer erfährt durch Alterung eine bleibende Verformung, was zu einer Verringerung der Pufferleistung des Gummipuffers führt; (2) In der Struktur, dem Pufferkasten und der Zugstange der Kupplungspuffervorrichtung treten zahlreiche Risse auf. (3) Das Prellbockeisen und der Splint sind gebrochen und die Mutter ist locker; (4) Externe Faktoren, die die oben genannten Probleme im Kopplerpuffergerät verursachen.

Quelle: „Fehleranalyse und Verbesserung des Kupplungspuffergeräts für die Linie 1 der Pekinger U-Bahn“

Die oben genannten vier Gründe können zu einer Verstärkung des Längsimpulses des Zuges und einer erheblichen Erhöhung der Kupplungskraft führen, wodurch die Streckgrenze der für Hakenkörper, Pufferkasten und Zugstange verwendeten Materialien erreicht wird und Ermüdungsrisse in der Struktur, dem Pufferkasten und der Zugstange entstehen, was eine erhebliche Sicherheitsgefahr durch die Trennung des Zuges darstellt. Natürlich ist es auch möglich, dass das jüngste kalte Wetter in Peking einen spröden Bruch des Metalls bei niedrigen Temperaturen verursacht hat.

Darüber hinaus gab es laut einer Pressemitteilung der Beijing Subway Company „keinen Strom auf der Oberleitung, einige Züge blieben vorübergehend stehen und einige Züge hatten Verspätung.“ Zhong Zhangdui, Professor am Staatlichen Schlüssellabor für Schienenverkehrskontrolle und -sicherheit der Jiaotong-Universität Peking, sagte: „Derzeit lässt sich nicht feststellen, ob die Kontaktschiene vor dem Unfall ohne Strom war oder ob der Strom nach dem Unfall aus Sicherheitsgründen abgeschaltet wurde. Außerdem sind nicht alle U-Bahn-Wagen mit Strom versorgt, und es lässt sich nicht feststellen, ob der Stromausfall dazu führt, dass die Wagenverbindung getrennt wird. Daher wird es einige Zeit und detaillierte Untersuchungen erfordern, um die genaue Unfallursache zu ermitteln.“

Derzeit hat die U-Bahn der Changping-Linie ihren Betrieb wieder aufgenommen. Der tagelange, anhaltende Schneefall hat zu einer enormen Belastung des Stadtverkehrs geführt. Auch den verletzten Freunden wünsche ich eine schnelle Genesung.

Umfassende Quelle: Beijing Daily, Xi'an Metro, Foshan Metro, Guangzhou Metro, Shanghai Metro, Beijing Metro, Red Star News Referenz: „Fehleranalyse und Verbesserung des Kupplungspuffergeräts für die Linie 1 der Pekinger Metro“