超速行驶,后患无穷:5.22美国加州冲浪货物列车脱轨事故

2023-05-22 08:12:27 来源：哔哩哔哩

以下内容摘自NTSB官方调查报告,具体内容请查看原件或登录官网查询

事故概况

1981年5月22日凌晨4:00,南太平洋铁路运输公司(SP)的01 WCOAY-21次货物列车运行至加利福尼亚州冲浪市境内时发生脱轨.当时它正在连续通过一个2号曲线和10‰的下坡.脱轨车厢撞上在侧线待避的SP Extra 8874次货物列车的车厢,脱轨后又撞上干线以北的侧线上待避的SP Extra 1507次货物列车的车厢.事故造成1名乘务员重伤,另外13名铁路职工和3名路人因吸入石膏粉尘和一辆空罐车中残留的氟化氢形成的气体而在医院接受治疗.直接经济损失1,552,522元,构成铁路交通较大事故

实时信息

事故发生经过

(资料图片)

1981年5月21日晚21:30,南太平洋铁路运输公司(SP)01 WCOAY-21次货物列车(Extra 9164)由3台机车+131辆货车(11载货120空车,包括车尾)在经过空气制动测试后离开加州的西科尔顿站前往加州的奥克兰站.机车上有机车乘务员,副司机和制动员.运转车长和旗手在列尾.机车乘务员驾驶列车行驶107.8mile到达加州的圣塔芭芭拉站.列车在加州的兰塔苏珊娜站停车后的检查中没有发生事故

在加利福尼亚州奥克斯纳德站,机车乘务员按照减速命令的要求将列车速度控制在30mph.列车当速度达到30mph时就会缓解制动.副司机说他感觉到列车向前有轻微的颠簸,在那之后在一个不受欢迎的紧急情况下他进行了制动.当检查停了下来的列车时发现车厢内大约有30辆货车的车钩总成出现了一个断裂的关节,于是更换了1个接头后列车继续行驶.轮节总成更换后运转车长和车旗手一起坐在列尾

这位副司机也是通过培训和考试取得铁路机车车辆驾驶证的,他在圣巴巴拉开始驾驶机车.列车到达了一座山顶

当列车驶过坡顶时,副司机逐渐减小了功率手柄的设置.副司机估计,当列车通过沙波时功率手柄处于2档,它的速度约为5mph.由于奥克斯纳德的紧急制动装置不受欢迎,机班二人认为只有在必要时才使用空气制动器,而在离开奥克斯纳德后空气制动器就没有使用过.因此当列车通过冲浪城时进入10‰的下坡,电阻和空气制动都没有使用.凌晨4:00左右,当大约一半的列车经过冲浪的SP火车订单办公楼时列车开始脱轨,列车迅速紧急制动,最初的脱轨发生在列车调度室以东约50ft的地方,但主要的脱轨发生在调度室以西约1100ft的十字道口附近

Extra 9164次共有39辆货车脱轨并撞击了20辆来自SP Extra 8874次货车的车列.该列车停在干线以南的一侧,该侧线在干线以北,53d车厢是辆空车,也是事故发生后第1辆被发现脱轨的货车.在脱轨过程中后面的转向架(A端)已经与该车东端脱离,车厢最末端向南移动,被拖到了连接主线和房屋轨道的交叉路口以西约600ft的地方.转向架上的4号制动梁不见了,SP机械人员在发生重大脱轨的房屋轨道干线交叉点附近发现了一根制动梁并确定为53d车后的4号制动梁

53d号货车后转向架上的2-3轮在法兰上有个很深的裂口.表明它撞上了一个尖锐的刚性物体,第54号车的前台车脱轨,但该车的拖曳的货车没有脱轨.在第54号车厢的中心槛上发现了车轮摩擦的痕迹,它可能在第53节车厢脱轨的同时脱轨.其余的脱轨车厢被弯折或堆放在房屋轨道和主轨道以南,交叉路口以东的侧壁间

Extra 8874次的3名机组人员在9164次经过时看到了它.首席制动员当时站在苏波站以东2.300处的马恩轨道北侧,他说当列车从他身边驶过时他没有看到或听到任何异常情况.他说在大约100辆货车从他身边经过时紧急制动.列尾在他以西约5辆货车的地方停车,大约在那个时候他在列车上再次尝试了空气制动他看到Extra 8874 East的火车头上的红色前灯(一种振荡的红色前灯)亮起,表明列车上发生了紧急制动.同时他还观察到Extra 8874次向后退了约30ft.Extra 8874 次的后制员当时站在办公室以东约200英尺的主轨北侧他也没有观察到火车被压时有任何异常，直到他看到大约20节车厢的车轮因施加钢索而产生火花，然后看到车厢脱轨。当Ixtra 164西线的前车从Extra 8874次的列尾处起步时,列车长紧急启动了9164次的制动.他说列车分开了,大约有30辆货车继续经过列尾,大约3000ft到达港口.那是机车停下来的地方

3名乘务员也在它经过时观察了9134次货车,列车长当时在列车的北侧靠近机车.他没有看到任何异常,直到大约30辆车从他身边经过他在办公室以西约175ft的地方,他看到“火花,欲望和岩石从Extra 9164次方向发射”.那时他还看到货车开始倾斜,隆波克当地的机车乘务员正从信号楼的窗口注视着9184次货车通过.他开始听到金属对金属的磨擦声,他跑到大约10ft高的前门想更仔细地检查列车.就在这时他看到正在行驶的列车车底迸出火花.他转身回到信号楼跑出了门,向东移动了大约25ft,到了办公大楼的边缘.在那里他看到有几辆货车脱轨,向办公大楼移动.在机车司机室里的隆坡当地的首席制动员听到了脱轨引起的噪音后逃离了司机室

当Extra 9164次启动接近报警器驶向冲浪城时,调度员跑到外面检查列车通过情况.他说在列车经过他身边1/3的时候,他看到车轮发出异常沉重的火花.他估计大约有6辆货车经过,火花从车厢下面冒出来.他说这些火花一般都来自车轮所在的区域但“火焰”似乎来自车耳另一侧的下方,他说石头或金属碎片从办公室东边40-50ft的地方飞起来击中了信号楼办公室,打破了窗户.他跑进办公室回头一看,听到了金属间的摩擦声.他继续穿过办公室从后门出来

所有观察过列车经过的人都没有发现有什么异常,直到有颗粒在空中传播或者他们看到列车下面冒出火花.没有人看到第一节车厢或几节车厢脱轨

脱轨的是一辆空的112A 400W型罐车.它最后一次含有氟化氢,撞上了隆波克当地的机车,在罐车的一侧切割了一个约36in长的伤口.由于这道裂缝,罐车中残留的未知氟化氢气体在大约16 psi(70°F)的压力下逸出形成了气体云.据报道,当时乘坐Extra 9164 West的机组人员和的名过路人都没有受到泄漏气体的严重伤害

人员伤亡

具体人员伤亡情况见下表

损毁情况

事故造成63辆货车,1辆守车和1台机车脱轨.其中25辆来自Extra 9164次的车,Extra 8874次5辆车和隆波克当地的4辆车报废.隆波克当地的机车小破.损坏线路约300ft,具体损失见下表:

人员信息

机车乘务员罗伯特·D·斯温

机车乘务员罗伯特·d·斯温(Robert D. Swain)现年34岁,于1970年6月入路南太平洋铁路运输公司(Southern Pacific Transportation Company)担任实习副司机.1972年12月12日他被提升为机车乘务员,他了解最新的操作规则.斯温在5月21日当班时已经休息了14h

副司机查尔斯·E·约翰逊

副司机查尔斯·E·约翰逊(Charles E. Johnson)现年31岁,于1972年6月入路南太平洋铁路运输公司成为一名实习制动员.1973年5月15日他被调任至机务段成为一名副司机,1974年9月22日晋升为机车乘务员.他及时参加了操作规程考试,在5月21日被叫班时他已经休息了14h

列车信息

Extra 9164次货车由3台机车重联牵引,本务机车SD45T-2 9164,重联机车SD45T-2 9213+SD40-2 3734;机车总重1626,000lbs.机车装备有可操作的无线电,26L型空气制动系统和速度指示器但没有速度记录仪,警报装置或警惕踏板,列尾也装有可操作的无线电

该列车编组131辆,除第3台机车外长7484ft,总重5485吨,列车的安排使前57辆为空车,总重量约为2000吨.后面34辆包括脱轨车厢在内总重约1891吨,其中4辆货车平均每辆重约130吨,最后的40辆车重达1481吨.脱轨的罐车中有8辆,其中7辆是空的,1辆是满的.脱轨的还有6辆超过73ft的车厢和1辆不超过35ft的车厢,机车上的第71号车厢被限制在45mph的速度.因为当车速超过45mph这种类型的车就会报警

泄漏氟化氢的DOT 112A 400W型罐车是列车的机后第78号车厢,这辆车和里面的货物是由联合化学公司运输的

线路信息

冲浪城的铁路由一条单轨主线组成,南侧有一条6220ft长的通过轨道,北侧由2-3条轨道组成的转换场,北侧与干线相邻的轨道被确定为房屋轨道,长约4546ft.线路在冲浪城的西端进入主线,在通往通道道岔以西171ft处它进入了东端的主线,在信号楼以东约1200ft的2°曲线处跨界.里面有1组辙岔,房屋轨道和办公楼以西约1100ft的主线间的距离.在信号楼以东约50ft处有一条狭窄,顶部为黑色的道口,信号楼位于MP 302.7;起点是在加州旧金山,和英里标增加时间表方向序列!从西边到东边

通过冲浪城的轨道由113磅,132磅和136磅的连续焊接钢轨混合而成,轨道铺设在碎石道床和枕木上,NTSB的调查人员没有在轨道或道床上发现任何异常

当从东部接近冲浪城时,线路延伸出一个270ft的过渡曲线,一个634ft的2个右弯以及一个270ft的出口过渡曲线.然后这条线路的切线长度约为710ft,然后延伸经过一个200ft的过渡曲线,一个1134ft向右1°的曲线以及一个200ft的出口过渡曲线,为10‰的下坡

气象信息

1981年5月22日凌晨4:00左右,冲浪城天气晴朗,海面吹来微风,能见度良好.气温约为60℉

医学和病理学信息

机车乘务员的列车制动员除颅骨,肋骨骨折外还有淤青和擦伤.列车长因气体和灰尘而背部受伤和吸入性损伤,Extra 9164次列尾的制动员右脚骨折.机车乘务员身上有淤青,前制动员也遭受了磨损的气体和粉尘吸入.其他乘务员接受了全身检查无误后出院

生存方面

被击穿的罐车泄漏出的氟化氢造成的气云,加上从一些失事汽车中溢出的袋装石膏化合物中的灰尘刺激了眼睛并导致呼吸困难.洒在地上的氟化氢被石膏化合物中和了,大部分都是直线状的.气体和尘埃云只覆盖了列车的一小块区域,几个小时后就消散了

几名列车工作人员在努力清除该地区时遇到了一个包围办公室的链条并沿着轨道的陆地一侧向东和向西延伸,隆波克当地的首席制动员艰难地爬过了办公楼东边的一扇上锁的门.其他列车工作人员最终在办公室附近的围栏上找到了一个开口,他们通过这个开口逃离了该地区

脱轨后一名身份不明的人员将参与事故的4名SP员工带到附近范登堡空军基地的第13街大门,然后将他们带到基地医院接受检查。文登堡AFB的救援车将其他机组人员和临时人员运送到空军基地医院或的附近民用医院治疗

范登堡AFB的救灾小组在机组人员抵达基地大门时接到警报并在凌晨4:15左右报告了事故,该小组被派去冲浪城.他们在凌晨4:30左右到达那里.该小组立即建立了一个指挥所并对局势进行了控制,该队命令所有铁路人员撤离并设立路障,防止其他人进入该地区.该团队通过Extra 8874次的列车长与SP运营部门合作,在确定气雾和涉及脱轨的罐车内容物的原因方面发挥了重要作用.在SP危险材料小组上午8:30从旧金山抵达前,该小组一直负责.SP有害物质通过将石灰和水以15:51的比例混合并将其压入罐车开口来中和氟化氢.SP训练人员和报务员都没有呼吸器,但灾难反应小组配备了呼吸器

测试与研究

第53辆车是1959年制造的,1975年重新装修.上一次符合联邦铁路管理局(PRA)规定的定期检查是在1979年5月进行的

1981年6月3日,第53D辆车的“A”端转向架在加利福尼亚州罗斯维尔的SP机械设施进行了检查和测试.这组转向架采用了国家C-1滚子轴承,带有无吊架式制动梁.匹配的转向架侧板在1962年6月成本,锚栓在1959年6月成本.滚子轴承接头被凿开,在可接受的公差范围内.滚子轴承杯在R- 3,L-3和L-4处出现损坏,这是在脱轨时发生的

在这个测量点,一个新的侧框架测量&公称9in.在这个测量点上的一个标记显示了在脱轨期间受到的沉重打击的证据.最大的总间隙1 3/4英in发生枕木和侧框架在底部R-4的位置,标准间隙之间的枕木和侧框架是7/8in

在测试中更换的制动梁被放置在转向架4号位置并拆下车架,在侧架中插入挡块,将靠枕降低到正常的空车位置.在侧架间放置空气千斤顶并施加压力.制动梁没有脱落,随着侧架压力的增加,滚子轴承定位器夹在轴端滚子轴承的边缘上,这个屏障使侧框不能移动得更远.随着力的减缓侧边车架的底部开始散开。结论是框架会“弹出”出来,制动梁会掉出来.代表NTSB,联邦铁路局,SP和加州公共事业委员会的与会代表一致认为,只有在卡车脱轨的情况下才会发生如此大规模的爆炸.在千斤顶的压力下,将制动梁施加在转向架上使其呈“平行四边形”但制动梁仍未脱落

据信第53辆车的“A”转向架的制动梁的“R”端在脱轨后被氧乙炔炬脱落

“L”端有制动头的下半部分缺失.紧张成员已被拉松的位置,它是焊接到压缩成员)当张力余烬被拉松时焊缝没有断裂.拉紧构件有一个轻微的弯曲,向支柱构件附近的后方.单元末端延伸旋转了近180°,金属因受热而严重变形.很明显它受到了不明原因的大量热量的影响,在布拉卡横梁上没有车轮法兰的痕迹

警司对Extra 9164 West通过事故区域的性能进行了几次计算机模拟.NTSB的调查人员参与了这些模拟,结果证实了机组人员对列车操作的描述,然而计算机模拟确定:当紧急制动发生时,列车的行驶速度约为60mph.而与此相反机组人员估计的速度为55mph.该模拟被认为更接近于列车运行的普遍条件和方式并没有表明在列信号楼办公室区域的列车第51,52或第53d号车厢上存在额外的压缩或拉伸力,正如计算机所显示的那样当列车在没有刹车的情况下运行并处于节流位置时,列车中产生的最大压缩力在1万到2万磅间.在紧急制动应用生效后,在重负荷附近的列车中产生了约-10万磅的高压缩力但在包含53d车厢的列车部分中却没有.当高压缩力产生时,重负荷位于房屋轨道的东道岔附近

低于10万psi的压缩力通常不足以引起车辆的“提升”横向力与垂直力(L/V比)在模拟运行中也不显著——I/V比接近1是“抬升”的理论值.在模拟运行中机车乘务员报告的最接近列车操纵的L/V比在第51,52d和53d节车厢中小于0.05

另外还进行了几次模拟但操作列车的方法各不相同,其中一个模拟假设在运行时,在功率手柄处于位置的情况下减少6磅制动管压力.结果表明在载有重型车厢的列车部分,一些压缩力高达-30万psi.另一个模拟假设在8道上当列车到达本田以西的坡顶时,功率手柄保持在原位.当列车速度达到60mph时,模拟并保持6psi的制动管减速直到列车减速.然后缓解.当列车经过冲浪城时又恢复到60mph的速度.与之前一样在同一个地方进行了紧急震振应用,但同样在53d车厢附近没有显示高压缩力.计算机模拟的程序没有考虑到侧翼的磨损.该程序也无法模拟汽车狩猎的效果或线路的实际情况,当考虑到道路设计时它对车辆的指示速度的总体影响很小.由于计算机打印输出是在1s间隔内完成的,因此它不能连续地再现列车的行为因此L/VI比值是作为一个静态的瞬时值给出的

原因分析

当Extra 9164 West通过冲浪城时,停靠的列车上的工作人员和报务员正在按操作规则进行滚动检查.Extra 8874次货车的主制动员在列车经过信号楼以东2300ft的右弯道时没有发现任何异常,这表明当时没有任何拖拽或设备脱轨的情况.在信号楼以东约200ft处,Extra 8874次的后制动员在检查列车时没有发现任何设备被拖拽或脱轨的迹象.这一年龄表明当时列车没有任何过失,电报员第一个发现不对劲的迹象是办公室里松动的道床碎石从他身边飞过,而隆波克号的工程师第一次注意到不对劲是当他听到额外的9164号西驶过信号楼办公室时传来金属对金属的摩擦声时.这表明列车的第一个问题就发生在办公室的最东面,隆波克当地的列车长在离办公室以西大约5ft的地方发现了从行驶的列车方向喷出的火花.灰尘和岩石,到那时为止暂时还没有发生过脱轨事故.

制动梁过热原因不明,有证据表明连接“A”转向架上3号和4号制动梁的底部杆一直在摩擦车枕上的一个开口.然而由于底部杆穿过了枕木,制动梁向下的运动将受到限制.如果制动梁已经拖了一段时间,一个拖拽设备探测器应该发出警报但没有一个包括这个在苏波以东9.8mile处被启动.此外如果制动梁在那一点异常热,那么在同一位置或之前使用的热箱止动器可能已经失效.Extra 9164次在奥克斯纳德尔的紧急停车可能导致刹车梁受损但没有证据支持这种可能性,这可能有一个旧的制动梁断裂或可能已经在奥克斯纳德断裂,没有变形从其正常的定位,除了扭曲的制动头和不结束延伸.制动梁的变形不可能是在制动梁冷却时发生的因为没有脆性断裂或爆裂的证据.因此制动梁似乎不太可能是在洛杉矶和奥克斯纳德之间弯曲的,而很可能是在奥克斯纳德以西的某个地方过热而弯曲的.此外在到达奥克斯纳德前9164次没有发现或报告任何问题,由于缺乏证明制动梁损坏的证据以及在罗斯维尔进行的测试结果,NTSB得出结论:制动梁不是导致列车脱轨爆炸的原因

如果要求的55mph的速度限制被列车观察到,那么临界速度:50-60mph.车上既没有压缩力也没有拉力,这可能是造成登山者爬坡的原因,因为它基本上是在自由奔跑.由计算机模拟确定的列车超速行驶，超出了最大授权速度是导致脱轨的原因之一

计算机模拟表明:在机车乘务员描述的运行模式下,Extra 9164次的组成并没有造成过多的压力.然而当在计算机中输入不同的操作技术时,重载车辆的牵引杆可能会产生过大的压力值.如果工程师在奥克斯纳德和苏波间使用空气制动可能就会发生脱轨.此外在列车的同一重负荷部分L/V比很高,这表明有可能发生车厢抬升或轨道爬升.由于计算机程序不包括设备的机械状况,实际轨道状况或某些操作特性.因此模拟运行的结果并不能排除轨道/列车动态影响列车运动的可能性,此外计算机打印的L/V复角值是瞬时静态结果,列车作为连续输出的行为是不可用的。因此NTSB得出结论:列车与轨道的相互作用影响了9164次货车的行为

1976年8月2日,联合太平洋铁路公司(UP) Extra 2800次在内布拉斯加州黑斯廷斯发生脱轨事故,原因是该公司机后第116位货车尾部不当放置了一堆重型车厢,列车的第42d,43u和44节车厢产生的压缩力导致它们在正在进行轨道工作的轨道上发生折弯.NTSB认为SP和铁路行业总体上应该审查轨道/列车动力学的结果并在长列车的组成中更勤奋地应用这些原则

危化品材料

被击穿的油罐车中残留的氟化氢产生的烟雾和石膏云雾使有关人员几乎无法呼吸.当电报员和机组人员遇到气体和尘雾时他们在不知不觉中受到了危险,当罐车被击穿时,当地的首席制动员和Extra 8874次的列车长正在他们的列车上.如果当时有呼吸器的话,这些人就不会遭受那么大的毒气和灰泥的折磨了.此外在某些情况下,他们在现场提供所需援助的能力可能会被授予.NTSB认识到即使列车上有呼吸器.大多数人也离列车或机车不够近,无法捡到呼吸器.尽管如此NTSB认为,铁路公司应该考虑在载有危险材料的列车的机车司机室和车尾放置处理幻影.以防危险材料泄漏

范登堡空军基地的灾难反应小组在30min内作出反应并进行了有组织的努力,控制和疏散该地区该小组将受害者送往医院接受治疗并建立了一个检查站控制进入该地区的通道.此外,该小组在Extra 8874次货车列车长的帮助下试图确定事故涉及的商品以确定事故的危害程度以及气体和粉尘的毒性.该小组以高度可信的方式作出反应和执行任务,他们对活动的有控制的监督可能挽救了生命并防止了严重伤害

在1981年5月22日上午,SP严重依赖于识别SP公路列车上危险物质的SP计算机系统停止服务.在没有碾压系统的情况下,由于计算机系统的可用性,这种方法是很危险的.SP应向位于机车和每列载有载有危险物质的车厢或最后载有危险物质的空车的车尾的机组人员提供数据,用于定位列车上的危险物质车厢并至少识别商品或罐车的最后内容.NTSB认为,如果能在Extra 9184次获得准确的数据:从罐车中逸出的氟化氢可能已经被中和,SP的新组合格式应该为及时的现场信息提供一个有效的系统

NTSB在1970年康涅狄格州声景发生的一起事故报告中讨论了劣质罐车造成的问题,内有害物质(氟化氢)的确切数量无法从提供给铁路部门的文件中确定.尽管汽车上的产品名称和“空”广告牌被石化了但在不知道车内剩余产品数量的情况下,承运人和其他人无法评估事故中“空”车造成的危险

现行49 CFR 172中关于“空”油罐车的“通信”规定规定:交通部罐车广告牌的前1/3要用一个带有“空”字的黑色三角形覆盖.规定要求职业名称出现在标语牌的中间部分,当上面的1/3或标语牌被“空”三角形覆盖时,它会模糊标语牌上的阶级象形文字.将于1981年11月1日生效的法规要求在布告上包括联合国商品识别号码.假定商品编号仍将保留在空布告上,但条例允许选择永久性的标有联合国商品识别号码的橙色面板,因此象形标识符和类标识符同时丧失的可能性是存在的.由于《统一货运分类关税规则》第35条第7节允许1辆空罐车装载的危险品数量最多为最后一次支付收入船舶的开票文件上所显示数量的1/3,因此装载多达1/3车的危化品罐车可能在运输过程中没有对车上或随附的铁路文件上的危险品内容进行充分标识.鉴于上述情况,NTSB认为IAFC要求修订安全规例以提供更充分的安全资料是及时和有道理的

调查结果

1.根据计算机模拟显示:Extra 9164次超速运行,货物列车未以授权速度通过冲浪站

2.Extra 9164 West根据SP操作规则的要求由合格员工进行了检查

3.第一次脱轨涉及53d车厢的车轮爬升,事故发生在铁路信号楼以东的1个道口,主要的脱轨始于信号楼以西1100ft的路口

4.53d车的“A”端转向架的4号制动梁不是导致脱轨的原因,因为它是在车脱轨后脱落的

5.如果遵守了限行车的速度限制就不会达到已知的空箱车狩猎的速度

6.虽然列车补编将重载车厢置于车厢后部的轻型空车后面但没有证据表明这是导致脱轨的因素之一

7.范登堡APB的灾难反应小组可能通过其迅速,组织良好的反应防止了进一步的伤害

8.对紧急情况作出反应的承运人和人员不需要从托运人那里得到信息,以便及时确定损坏的“空”罐车内装载的危险物质所构成的危险

可能的原因

NTSB确定,本次事故可能的原因是由于轨道/列车动态导致的狩猎和车轮爬升,53D车厢的格栅转向架在螺旋向右1°弯道的入口从空车厢机车上脱轨.脱轨的转向架继续在轨道结构上行驶了约1100ft,直到在道岔撞上了辙岔.随后尾随的转向架与车身分离,随后38辆货车脱轨,撞上了相邻轨道上的客车.造成本次事故的根本原因是列车超速行驶