科普:一篇文章讀懂鐵路輪渡
為什麼要修建鐵路輪渡?
我國有1.8萬公里長的海岸線,海岸線犬牙交錯,形成許多海灣,加上近海島嶼與大陸之間形成很多寬闊的海峽。在遠離海洋的地方,有許多內陸河,比如松花江、黃河、淮河、長江等。一般的小河,修建橋樑就可以通過,但是對於跨越大江大河和大海之時,當技術條件還不能修建特大橋樑的時候,在乘客和貨物跨河、跨海就需要渡船。
早年的鐵路,因為技術條件不允許修建跨越長江的特大橋,在遇見長江天險之時就會中斷,比如貫通南北的交通大動脈京廣鐵路和貫通整個華北華東地區的津浦鐵路,在武漢和南京長江大橋建成之前,都被長江攔腰截斷,分成南北兩部分,如果通過長江就需要鐵路輪渡。也就是在長江北岸將列車解體後裝上渡輪,渡輪橫跨長江到達南岸,列車再編組成一整列繼續南下。這是跨越大江大河的鐵路輪渡存在的主要原因。隨著科技水平的日新月異,建橋技術的突飛猛進,長江天險已經變成通途,這些跨越江河的鐵路輪渡也就退出了歷史的舞台。當然,在一些不太重要的鐵路支線跨越江河之時,鐵路輪渡還在保留著,繼續履行其運輸職責,比如江陰鐵路輪渡。
修建鐵路輪渡的另一個原因和海灣、海峽有關。比如著名的渤海灣,呈向東開口的喇叭形狀,在喇叭口的北側是遼東半島的大連市,南側是山東半島的煙台市。在地圖上看,大連和煙台的直線航空距離也就是一百多公里,但是這短短的百餘公里卻被渤海隔開,鐵路若從大連到達煙台,需要從大連沿著哈大鐵路北上繞過渤海灣的北端,再折向西南,通過津秦沈鐵路到達天津後,再經過津浦鐵路南下,到達濟南再折向東,最後才能到達煙台,走行距離長達1600多公里。很明顯,這種鐵路運輸線路很不經濟,耗時長、運輸成本高。如果能夠從煙台到大連修建一條鐵路輪渡線路,運輸距離會大大縮短,降低運輸成本,產生巨大的效益。
除了能夠打通海灣之外,鐵路輪渡還能貫通海峽,比如台灣海峽、瓊州海峽、日本海峽都是孤島與大陸隔海相望。就拿海南島而言,從古至今因為與大陸無法連通,海南出產的豐富的產品只能通過船舶運輸,再後來通過飛機航運。前者耗時長、運量小,後者成本高、運量也有限,限制了海南的經濟發展。直到2003年1月7日,粵海鐵路輪渡建成,這種隔離才成了歷史。粵海鐵路是中國第一條跨海的輪渡鐵路,起自廣東省湛江市,經瓊州海峽跨海輪渡到海南省海口市,再連通三亞市,全長345千米,其中海上距離30公里左右。而連通大連和煙台的煙大輪渡鐵路2006年11月份開始運營,是中國第二條跨海的輪渡鐵路,路上鐵路線長35公里,海上運輸距離86海里(約160公里),是中國最長、世界上第35條超過100公里的跨海鐵路輪渡。
鐵路輪渡從歷史走來
鐵路輪渡的發展是和多種交通方式的聯運發展分不開的。鐵路輪渡是鐵路運輸、河海運輸的聯合方式。世界上第一條鐵路輪渡建於1850年,位於蘇格蘭的福斯海灣,這條輪渡線從英國的福斯港口到伯恩迪斯港,銜接英國愛丁堡和丹迪兩大城市。如今,世界上的鐵路輪渡主要分布在歐亞、美洲、非洲及南太平洋地區。歐洲集中在了波羅的海、北海、黑海、裏海以及地中海地區,北美洲集中在太平洋、大西洋沿岸及大湖區,亞洲主要分布在渤海和南洋地區。其中歐洲佔了45%,北美佔了30%,亞洲及南太平洋地區佔據了25%。
歐洲因為其錯綜複雜和曲折的海岸線,為了減少陸上運輸距離,鐵路輪渡是必不可少的,其中的北歐是世界上鐵路輪渡最發達的地區,有16條鐵路輪渡線路在運營中,其中最長的是芬蘭與德國間的漢科—特拉夫明德—呂貝克輪渡線路,全長1038公里。英國的鐵路輪渡發展最早,興盛了一百多年之後,隨著英法兩國英吉利海峽的地下隧道貫通,鐵路輪渡便進入衰退期。其餘的國家,俄羅斯的鐵路輪渡一共有5條,義大利有3條。
北美也有漫長的海岸線,有世界上最大的湖泊群,這就為鐵路輪渡的興起創造了條件。在密執安湖和蘇必利爾湖,有10條輪渡線在通航,美國和加拿大除了發展自己的鐵路輪渡之外,還修建了國際間的聯合鐵路輪渡系統。北美洲最長的鐵路輪渡就是從美國華盛頓州的西雅圖到阿拉斯加的惠迪爾,全長2600公里左右,是世界上最長的鐵路輪渡線。南美洲的鐵路輪渡主要集中在阿根廷、秘魯和玻利維亞等國家,輪渡線全長約560公里。
亞洲地區的輪渡主要集中在日本和印度尼西亞等島國上面,這和這些國家四面都是海岸線有關。日本國內的運輸,除了客運已經自成系統之外,四個島嶼之間的貨物聯運也是通過鐵路輪渡進行的。比如本州與北海道之間、青森與函館之間都修建了鐵路輪渡。印尼的鐵路輪渡長度都不大,一共有3條,發揮的作用不大,大部分的運輸還是通過航空和海運來進行。亞洲其他國家和地區,如印度、緬甸、孟加拉國、斯里蘭卡、土耳其等,都有數量不多的內湖、沿江、跨海的鐵路輪渡線。
大洋州地區主要的鐵路輪渡線有2條:一條是澳大利亞的墨爾本跨越巴斯海峽、與南端塔斯馬尼亞島上的斯坦利連接的鐵路輪渡線,長約600公里;另一條是紐西蘭跨越庫克海峽的惠靈頓一皮克頓的鐵路輪渡線,全程94公里,連接紐西蘭南北兩島。非洲大陸的所有鐵路輪渡,都集中在東非地區烏干達、坦尚尼亞、肯亞的維多利亞湖上。主要的輪渡線有2條,一條是烏干達的金甲到坦尚尼亞的姆萬紮,另一條是坦尚尼亞與肯亞之間的姆萬紮至基蘇木鐵路輪渡。
構成鐵路輪渡的四大部件
鐵路輪渡,按照字面意思也能看出和鐵路、渡船、港口有關,確實沒錯,不過還缺少最重要的一個要素,那就是銜接渡船與港口的跳板——棧橋。因此,如果把鐵路輪渡作為一個大系統研究的話,那麼鐵路、渡船、棧橋和港口就是四個關鍵部件。其中鐵路子部件是辦理列車上下船作業的鐵路設施,一般由鐵路引線工程、輪渡站、機車車輛、軌道結構、通信信號和電力工程等組成。渡船子部件主要是一種採用高新技術,功能齊全、附加值高的渡船。
這種渡船和普通的輪船不一樣,裡面包含客船、列車停車艙、汽車滾裝船等功能。渡輪既是航行中的重要工具,也是裝卸作業中的關鍵環節。渡船系統部件涉及到船型、推進系統、安全保護設施、渡船與港口棧橋的介面部件和渡船本身的結構等內容。鐵路棧橋相當於普通渡船與碼頭銜接的跳板,不過這個跳板的 技術含量非常高,是整個鐵路輪渡大系統中最複雜的部分。棧橋一般由橋墩、橋台、跳板梁、升降控制系統和信號控制系統構成。
棧橋承擔的任務重大,它不但是渡船與港口的介面,也是鐵路與渡船的介面,是火車上下輪船的唯一通道,棧橋技術的高低直接影響到整個鐵路輪渡系統的優劣。港口主要包括水域和陸域兩大部分。水域部分指的是渡船進出港、停靠及港口作業的相關水上區域,包括航道、港池、錨池、防護設施、導航設施等。陸域部分包含碼頭、倉庫、鐵路、公路、港區道路、裝卸運輸機械等設備。當然,港口的排水設施、生活生產設施、電力通信信號控制系統也是必不可少的。
鐵路輪渡的起點就是輪渡站,輪渡站的鐵路線路從陸上既有車站中引出,到達距離港口最近的位置設站,按照客貨量的大小配置存車股道。鐵路待渡的客貨列車在車站解體,通過棧橋送到渡船上。因此輪渡站是組織火車車輛在鐵路和渡船之間交接的重要場所,是實現輪渡運輸的安全紐帶。研究鐵路的輪渡站,主要研究它的技術作業條件和作業方式、車站布置形式、輪渡站與港口碼頭的銜接方式以及相關的信號電力等輔助設施的配置。
而鐵路渡船的最大特點在於,普通船的作業面只有一側,而輪渡船的作業面有三個。一個作業面同鐵路棧橋銜接,運送鐵路貨車,另一個作業面同汽車棧橋銜接,運送汽車,還有一個作業面與旅客棧橋介面,用來上下旅客。作業面增加,其技術難度也相應加倍。港口的技術關鍵主要研究如何對自然地理環境相適應,要考慮大風大浪對港口的破壞,同時還要考慮在惡劣天氣條件下,保證渡輪能夠安全停靠碼頭。鐵路棧橋最關鍵的技術,就是要滿足渡輪在大浪劇烈顛簸的情況下,能與棧橋安全銜接。
鐵路輪渡的作業流程
鐵路輪渡運輸是一個技術要求非常高的系統工程,每一個環節出了問題,都會影響整個運輸的安全性和可靠性。既然輪渡大系統由鐵路、渡船、棧橋和港口組成,那麼每一個部件都有其獨特的作業方式和流程,這些流程組合在一起,就完成了整個鐵路輪渡運輸。
鐵路輪渡總的運輸流程是鐵路貨車在輪渡站等待裝船,渡輪到了港口之後穩定停靠,鐵路棧橋、汽車和旅客棧橋放到工作位置,渡輪與棧橋對接,輪渡站的貨車、汽車和旅客通過棧橋上船,渡船上的貨車、汽車與乘客下船。最後渡輪與棧橋分離,開始海上運輸。渡船到達另一個碼頭之後,重複前面的作業流程。
首先說鐵路部分的作業方式。待渡的列車從附近車站由機車牽引至輪渡站的到達場,到達的列車進入到達線(專門用來接發列車的線路),機車和車輛分離後,機車開走。列車在到達場進行分組,同類貨物的列車分組在一起,通過調車機車將分組完畢的車列牽引至待渡場,等待裝船。與此同時,下船之後的貨車通過機車從待渡場牽引至到達場,再通過機車拉走,待渡場停留的貨車進行裝船作業。
其次是渡船的作業流程,渡船靠近港口碼頭,放下船錨,並用纜繩錨固渡船,然後讓渡船與鐵路棧橋準確對接,接著開啟渡船的縱橫傾調節系統,這個系統可以保證在大風浪的情況下能讓渡船保持水平穩定。貨車上下渡船,上船之後的貨車車廂被綁紮固定,待所有的貨車都上船之後,船橋進行分離,最後收起船艙門,開始海上運輸。
鐵路棧橋的作業流程比較複雜,因為棧橋都是鋼結構,提升開啟放下等作業都是通過液壓控制系統進行的。棧橋作業的第一個流程就是開啟液壓設備,將棧橋從非工作位置提升到工作位置,並將其固定住。接著啟動棧橋的安全防護裝置,主要是轉換棧橋上的鐵路道岔,開啟信號燈,向汽車棧橋發出同步操作的信號,並打開安全欄杆,將渡船縱橫傾測量儀與棧橋的控制系統銜接,這樣渡船的一舉一動就和棧橋聯繫在一起,棧橋可以隨著渡船的左右上下晃動而進行微動。在裝卸車過程中,開啟棧橋液壓功能,讓棧橋隨著渡船一起動作,監控棧橋的傾斜度,保證作業安全。待裝卸船結束之後,關閉信號燈、安全欄杆,將渡船的縱橫傾測量儀與棧橋分離。最後開啟液壓系統,將棧橋從工作狀態轉變為非工作狀態。
港口雖然是整個系統中唯一不動的設備,它的作用也非常重要。它主要是為渡船安全停泊與精確定位提供條件。渡船在滿足水深和轉彎半徑的港口內停靠,採用首側推的方式靠近碼頭,渡船系纜繩,然後再繼續倒車停靠在指定的位置。
鐵路輪渡車站
鐵路輪渡車站是鐵路子系統的重要組成部分,主要為辦理列車上下船進行服務,分為到達場和待渡場兩部分,到達場接發和解編列車,待渡場用來與渡船對接,將貨車裝船和卸船。根據車站所在地區的地形條件,輪渡站的平面布置類型可分為橫列式、縱列式和混合式三種。橫列式是指將到達場和待渡場橫向擺放,縱列式是指將到發場與待渡場一前一後首位銜接擺放。混合式是將到發場與待渡場整合在一起,不再單獨分場。根據鐵路和港口的地形以及作業的需要,上述三種布置形式各有優缺點,關鍵是根據實際需要選擇最合適的布置方式。
待渡場的股道布置形式有三種類型,一種是梭型,這也是大多數小車站的布置形式,到發場與輪渡碼頭在一個方向上,車輛行駛視線好,布置對稱緊湊,適合於港前縱向場地受限的地形。另一種是平行四邊形,到達場與港口碼頭不在一個方向上的時候可以採用這種布置形式,這種平面布置最大的缺點就是司機行車視線不好。還有一種布置形式叫腰岔縱列式,這種布置形式在相鄰股道中間設置渡線,適合於上下船調車作業採用兩台機車同時作業的情況。
待渡場兩條延伸出去的雙線與港口碼頭的棧橋銜接。渡輪到達港口後,通過棧橋與待渡場的股道連通,這樣貨車可以被牽引上下船。待渡場延伸出去的是一條股道,而渡船裡面的貨車艙可能有很多條股道,用來滿足貨車的存放,那麼多條股道如何與一條股道銜接呢?這個時候,道岔就派上用場了,道岔的主要作用就是滿足股道分叉的要求。一般可以在棧橋的股道上連續鋪設幾組道岔,就可以實現1條股道連接多條股道的難題。不過問題又出來了,連續鋪設道岔勢必需要更多的長度,而棧橋修建的越長,越難以控制,並且自重增加、造價提高。而減少渡船貨車艙的存車股道數量,又會使得渡輪的載貨量減少,這個矛盾如何解決呢?鐵路的科技人員經過不斷努力,終於想到了一個很好地解決辦法,最終他們沒有採納在棧橋上連續靜態鋪設道岔的辦法,而是讓股道和道岔動起來,通過移動一條股道分別對應連接固定的多條股道,這種構思新穎的道岔叫滑動道岔。這種道岔大大縮短了棧橋的長度,減輕了棧橋的重量,並且簡單實用、控制方便。
鐵路輪渡站的設置還要考慮站坪的縱坡坡度的大小,按照要求最好是平坡,同時車站的路基填築也要滿足工程標準。車站的給水排水、車站內部以及通往外面的公路道路、通信信號、暖通房屋、電力照明等生產生活必須的附屬設施,也要一應俱全。這是因為車站除了滿足鐵路貨物運輸的需要之外,還要為車站的工作人員提供最便利的服務。
鐵路輪渡棧橋
鐵路棧橋建造技術在國際上經過多年發展已經趨於成熟。棧橋的提升採用液壓升降油缸,同時採用電氣化控制系統進行自動控制。很多輪渡都是採取一跨的形式,跨度長60米,也就是說,從渡船到港港口碼頭只需要用60米跨度的棧橋就能解決問題。但是這種棧橋有一個適用限度,就是當地的潮差不能太大,因為潮差太大就會造成渡船上下浮動的範圍太大,對於棧橋與渡船的對接產生不利影響,同時一跨度的棧橋的兩端受力分別由碼頭和渡船承擔。碼頭承載這些壓力沒有問題,但是渡船就有一個承載力極限,如果渡船一端所受壓力太大,勢必引起渡船船頭船尾力量不均衡,嚴重時會造成渡船傾覆,需要設置額外的附屬設備來減輕渡輪的壓力,這些附屬設備可以向上提拉棧橋,化解一些載重量。
我國的海洋潮差很大,採用單跨度不可行,必須採取多跨度棧橋。與陸地相連的棧橋採用較大的跨度,棧橋的載重可以傳遞給陸地碼頭和中間橋墩。與渡船相連的棧橋採取較小的跨度,可以讓渡船承受比較小的荷載。比如跨越瓊州海峽的粵海鐵路輪渡就是採用的是(32.3米+32.7米+24米)三跨棧橋,三個棧橋中只有與渡船銜接的跳板梁可以隨船動作,其餘兩個棧橋樑不能動,這樣的結構形式存在一個問題,那就是當潮位和渡船的載重量發生變化時,與渡船銜接的跳板梁和另外兩個棧橋樑之間就會形成折角。這個原理很好理解,因為棧橋一端固定,另一端活動,活動的跳板樑上下發生變化時候,必然與固定的梁產生折角。這種折角有一個限度,超過限度,就會發生危險,因此就大大限制了棧橋的載重量,由此也限制了鐵路的運輸能力。
為了解決這個問題,鐵路科技工作者研發了棧橋與船隨動技術,並成功應用於煙大鐵路輪渡上面。這種棧橋採用兩個跨度,一端與陸地相連,另一端與渡船銜接,在中間棧橋銜接處設置液壓油缸,可以自動調整高度,棧橋陸地梁與渡船跳板梁都是可以活動的,隨著渡船的上下左右運動而動作,這樣就減少了跳板梁與陸地梁之間的折角。同時在渡船端的跳板梁採用液壓器蓄能技術,可以給棧橋向上提升的力量,減少跳板梁對渡船的壓力。同時棧橋上面還設置滑動道岔,利用棧橋上的轉轍器來進行操控。這種棧橋是一種高標準的精密設備,為了實現棧橋的升降功能、隨動功能和道岔轉換功能,在棧橋的船橋、陸橋、兩橋、升降油缸與結構之間設置了多種類型的支座、關節軸承和機械設備。這些精密的機械與棧橋的電氣自動控制設備一起,實現了棧橋在貨車通過之時,與船隨動的功能。即使在比較大的風浪情況下,渡船依舊能夠安全裝卸貨物,大大提高了運輸效率和安全性。
鐵路輪渡船舶
鐵路渡輪作為整個系統中的關鍵一環,它的性能好壞直接影響運輸的安全和效率。以煙大鐵路輪渡為例,其渡船是國內自主研發的大型火車、汽車、旅客滾裝渡船,首次採用了國際上先進的吊艙式電力推進系統,集電機、電氣、電磁、電力、電子、舵槳和計算機控制為一體的綜合性的推進系統。渡船的性能好壞,推進系統起了決定因素。在蒸汽機出現之前,再大的船隻,它的推進或者需要藉助風力,或者藉助人力,受海洋洋流與氣候變化以及順水、逆水等條件所限,一直屈從於大自然的掌控。蒸汽機出現之後,輪船才第一次擺脫了自然條件的控制,可以自由航行在江河湖海。隨著內燃機的出現,船舶的重量因而大大減輕,推進系統的效率也迅猛增加,相應的航速也提升了很多。待到電力推進系統的出現,船舶的性能又上了一個大台階。
煙大輪渡的渡船才用到是國際上最先進的電力推進系統。這種推進方式和柴油機推進相比好在何處呢?採用常規的柴油機推進方式,它的螺旋槳功率要和柴油機的輸出功率相匹配,所謂有多大力氣就干多重的活,因此柴油機的輸出功率的大小限制了螺旋槳的性能。一旦柴油機老化,螺旋槳的性能也隨之降低。但是電力推進系統不同,柴油機只是作為船舶中心電站的發電機,處於次要地位,控制重心轉向了電力推進系統,這樣一來,柴油機不再佔主角,它的磨耗老化隨時可以利用備用柴油機更替,不影響螺旋槳的功能。控制重心變為電力推進系統,就可以通過計算機手段精密調控輸出功率,進而改變螺旋槳的轉速,控制渡輪的航行速度。
除了採用最先進的電力推進系統之外,煙大輪渡的渡船對於船型也做了大量的研究和試驗,在其快速性、耐波性、操縱性、抗沉性、穩定性、結構重量、經濟性等多重指標上都做了深入探索。渡船為鋼製結構,雙層連續甲板。火車車輛艙位於主甲板,封閉式結構,尾部設有尾門,火車可以通過鐵路棧橋上下渡船。汽車艙位於上甲板,封閉式結構,尾部右舷設艙門,通過汽車棧橋上下船,同時還設有旅客休息觀光的大廳。渡輪在海上航行,安全很重要,這就要求渡輪的重心要降低,越低越穩定,為了降低渡輪的重心高度,將最重的火車艙放在了較低的位置。保證航行安全,救生設備必不可少,煙大輪渡的渡船配置的救生設備都是按照國際標準進行的,救生艇和救生筏按照110%的全船總人數配置,絕對不會讓泰坦尼克號的災難重演,同時船艙防火設計、滅火設施也採用了最先進的技術,對於火車車廂與汽車的綁紮也充足考慮了在海上航行的各種因素,保證在渡輪行進過程中不會因為狂風巨浪的沖襲發生危險。
鐵路輪渡港口
只要有海洋、湖泊、大江大河,就會產生水上運輸,有了水上運輸就會產生讓船舶停靠的港口碼頭,因此,港口就是具有水陸聯運設備和條件,供船舶安全進出和停泊的大型樞紐工程。港口可分為陸上設施和水域設施。水域設施一般包括進港航道、錨泊地和港池等設施。陸上設施包括各種型號的起重機、卸車機等裝卸機械設備,以及供電照明設備、通訊設備、給水排水設備、防火設備等。
以上是一般港口需要配置的相關設施,對於鐵路輪渡的港口而言,根據渡船的特殊需要,還要考慮很多因素。第一要根據港口的自然條件確定港口的選址和開挖水深,這些自然條件包括降雨量、風速、浪高、潮差等。第二是要研究渡船布纜的方式。所謂布纜就是在港口碼頭的合適位置布置纜繩,待船舶停靠港口之後,要用纜繩對其進行固定。對於普通的渡船而言,它的作業面只有一側,只要保證上下船那一側位置固定即可。而鐵路輪渡的渡船有三個作業面,一個通往鐵路棧橋,一個通往汽車棧橋,還有一個通往旅客棧橋,並且這三個介面同時作業,這就對渡船的固定方式提出了更高的要求。因為一旦渡船固定不牢,在大風浪和潮汐的作用下,渡船就會發生漂移,如果發生漂移,渡船與棧橋的對接就會出現問題,進而引發安全事故。
以煙大輪渡為例,其港口布纜採取在渡船的船側與船艉分別布置的方式。側纜是為了保證在大風的情況下渡船不漂離碼頭,滿足汽車棧橋和旅客棧橋的上下船安全。側纜沿渡船的縱向拉力,也能避免渡船順著碼頭漂移。艉纜的主要作用是為了避免渡船縱向漂移離開碼頭,保證鐵路棧橋的上下船的安全。
港口碼頭的主要作用就是為了安全停靠船隻,而渡船進入港口,因為駕駛員的失誤,很可能會造成渡輪撞擊碼頭側壁,即使駕駛員沒有失誤,在大風浪等自然力的作用下,渡輪也會不斷地撞擊碼頭。因此碼頭的防撞擊的設施要通過渡輪撞擊碼頭的速度來計算撞擊能量,通過撞擊能量來確定碼頭側壁的防護辦法,煙大輪渡的港口碼頭側壁採用的是護舷布置,即碼頭根部大約有35米範圍設計成連片式結構,足以能夠抵抗渡輪的撞擊。
渡輪開進港口,停靠碼頭的過程中,它的螺旋槳一直在高速轉動,轉動攪起的水流會對碼頭的底床進行沖刷,如果不採取措施避免這種破壞,久而久之,碼頭的底部就會被掏空,在自重的作用下,碼頭就會發生坍塌沉陷。煙大輪渡港口碼頭採取的辦法是用柵欄板保護碼頭的池底,經過大量試驗證明,這種辦法對防止沖刷效果非常好。
除了上述關鍵因素之外,煙大輪渡的港口設計是按照抗8級風考慮的,普通的碼頭直抗六級風,這就無形中增加了輪渡的作業天數,對於提高運輸能力功不可沒。
鐵路輪渡的安全監控
任何交通工具都需要安全第一,鐵路輪渡的大部分運輸都在海上,安全必定是頭等大事。海上遇難,如果救助不及時,死傷非常慘重,加上特殊的環境,海上救援的難度要比陸上救援大得多。因此必須防患於未然,將渡輪的安全保障做到萬無一失。鐵路輪渡採用先進的安全監控設備,保證渡船本身以及渡船在海上航行之時的安全。為了將渡船本身的危險因素降到最低,需要在設計渡船時充分考慮海區的風浪影響、以及救生設備的配置、列車和汽車的綁紮技術、消防設備的布設、隔離艙、用於指導列車上下船的信號設備的設置。運營安全的前提就是設備安全,設備安全的前提下再培訓渡輪工作人員,提高他們的安全意識。
海上運輸安全監控體系主要為渡輪在航行過程中提供監控、助航和應急反應的服務。其中監控功能可以隨時掌握鐵路輪渡航線附近水域內的船舶動態,提供信息收集與處理、交通監控和信息服務。助航功能是為了加強渡輪的安全監督管理,實時提供助航信息,主要包括向渡輪提供航行定位數據、遭遇船舶的位置數據、渡輪附近水域內的船舶動態信息以及氣象信息等。應急反應功能主要包括及時向有關船舶和相應機構提供反饋渡輪的信息,保證能夠有效地實施海上搶險和搜救工作。
鐵路輪渡的安全監控設備採取預防控制的策略,就是在渡輪航行過程中,預計前方航路上的交通狀況,預知危險因素,以做好應對措施。安全監控根據側重點不同可劃分為監視與監控兩種層次。監視是監控的前鋒。所謂監視,指的是對已經駛入或者即將駛入監控管理區的300噸級以上的過往船舶航行動態進行監看,為進一步監控做準備。所謂監控,指的是對輪渡全航程進行監控,對駛入管理區的大型船舶進行雷達跟蹤監視,集中處理跟蹤數據並實時顯現船舶信息。將預知的危險信息反饋給渡輪,提前做好應對準備。
鐵路輪渡安全監管的內容主要包括通過岸上雷達監控穿越管理區的300噸級以上的過往船舶,通過巡邏艇現場清理管理區內的捕魚作業及滯留船隻,同時通過巡邏艇檢查管理區內漁民們設置的捕魚用的定置網具。所做的一切都是為渡輪掃清航路上的障礙。安全監控的管理部門分兩個層級,一個是航行控制中心,另一個是現場監督站。航行控制中心相當於鐵路的總調度中心,現場監督站相當於鐵路的車站值班員。前者是進行全程宏觀監控、處理機顯示管理信息,並進行協調的控制中心,同時按照法律法規監督船舶交通動態,處理船舶違章事件。後者直接面對現場,維護船舶的交通秩序和通航環境,及時處理髮現的危險苗頭
渤海明珠——煙大鐵路輪渡工程
煙大鐵路輪渡是我國鐵路網中「八縱八橫」規劃中的跨越東北、渤海灣、長江三角洲和珠江三角洲四大經濟區的沿海鐵路通道的重要組成部分。這條東部沿海大通道北起哈爾濱,南至廣州,是由哈大鐵路、煙大鐵路輪渡、藍煙線、膠新線、新長線、宣杭線、甬台溫線、溫福線、福廈線組成的鐵路幹線,全長4000餘公里。煙大鐵路輪渡是這條大通道不可或缺的一環。煙大鐵路輪渡北起大連旅順羊頭窪港,南至山東半島北部煙台港四突堤,海上運輸距離159.8公里。整個項目包括鐵路運輸、公路運輸、海上運輸和海上安監四項工程,需新建鐵路引線34.35公里,是中國最長的跨海鐵路輪渡。煙大鐵路輪渡建成後,不僅縮短了東北至華中、華東以及華南、西南的運輸距離,還大幅度節省了運輸開支,緩解了山海關地區鐵路運輸瓶頸,促進了南北地區的物資交流。
煙大鐵路輪渡分為鐵路工程、港口工程、陸域工程以及新型的航海渡輪。採用的技術比粵海鐵路輪渡要先進,在港口、鐵路棧橋、渡輪等關鍵技術上都有很大的突破。比如採用了「兩跨一坡」的棧橋形式,通過液壓控制系統使兩跨橋樑在作業過程中始終保持成直線,省去了人工調橋過程,提高了效率和安全保障。採用了棧橋與渡船軌道連接的「一對五」滑動道岔,使橋、船軌道平面布置最優化,減小了棧橋面積和長度,提高了運輸效率。為了與「一對五」型滑動道岔相匹配,棧橋鋼樑結構採用變截面全焊下承式鋼板梁,剛度大、重量輕,節約投資。採用了鐵路棧橋軌道不同鋼種的焊接工藝和鋼樑超厚板焊接工藝,為我國橋樑建設事業做出了貢獻。採用先進的信號控制系統,將棧橋與渡船鏈接等相關信息接入車站聯鎖,保證了火車上、下渡船的作業安全。旅客登船橋是我國客滾船碼頭第一次採用人性化航空標準設計,旅客通過全封閉旅客登船橋在船舯部可安全、舒適、快捷上下渡船。待渡場、棧橋信號控制系統系統很好的解決了棧橋與待渡場之間的信號聯鎖問題,保證了火車上下船作業的安全,該系統在國內是首次採用。研發的許多技術已經達到了國際先進水平,並獲得2011年度國家科技進步二等獎。
煙大鐵路輪渡的價值絕不僅僅限於其本身縮短了多少里程,更重要的是它的建成將促進相關城市的發展,首當其衝的就是旅遊業。港口碼頭、輪渡所具有的一系列現代化建築設施及渤海灣海上風光都可以成為觀光旅遊的載體,煙大鐵路輪渡蘊涵的旅遊價值將會帶來極高的經濟和社會效益。煙大輪渡的科技含量高,工程外觀更加富於現代化。旅客進出的通道為全封閉透明玻璃設計,乘客在行走過程中即可觀渤海灣美景,具有非常大的旅遊觀光價值。
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