
新疆地处西北边陲,占国土面积1/6,铁路是交通运输的主要方式,也是经济发展的大动脉。新疆是我国乃至世界上铁路风灾最严重的地区之一,大风给铁路运输、生产带来巨大的经济损失和严重社会影响。如何系统、科学地避免和防范大风造成的影响,确保铁路行车安全和运输效益,显得尤为重要和迫切。
聚焦新疆铁路运输现状及规划
新疆是全国道路和航线里程最长,机场、口岸最多的省区。国家发展战略是将新疆建设成丝绸之路经济带上重要的交通枢纽。但新疆地形复杂,南北疆天气差异大,灾害天气种类多、分布广、发生频繁,气象灾害已成为制约交通安全发展的重要因素。
厘清影响新疆铁路运输的主要气象灾害
影响新疆铁路运输的主要气象灾害有三大类:大风、沙尘、暴雨洪水。
这些灾害形式中,以大风吹翻列车、积沙埋道的危害性最大,大风导致的停运、车窗玻璃破损造成的社会负面影响最重。同时,车窗玻璃破损后,列车风载系数急剧变化,造成列车抗风能力降低,存在潜在的翻车危险。
据《新疆通志》第49卷“铁道志”及有关资料统计,自兰新线、南疆线通车以来,大风引起列车脱线、颠覆事故31起,损毁客、货车100多节,仅2000—2002年间,大风造成的列车停运达1054次,累计中断行车7345.9小时。2006年4月9日,从乌鲁木齐开往北京的T70次特快列车在百里风区遭遇大风,列车所有的玻璃被大风引起的沙石击碎、迎风面车体油漆全部剥光;2007年2月28日凌晨02时05分,从乌鲁木齐开往阿克苏的5807次列车,行至南疆线珍珠泉至红山渠间42千米+300米处时,因大风造成11节车辆脱轨侧翻,7人死亡,南疆线被迫中断,可见大风给新疆铁路造成的巨大损失。因此,大风天气条件下保证列车安全运行、提高运输效能,已成为铁路部门不断探索和实践的重大课题,也成为气象部门多年来服务的重点和突破口。
近20年来,经过新疆气象局和乌鲁木齐铁路局的积极合作,气象服务已深化到铁路安全运营的各个调度环节,监测、预报、预警、信息发布等系列化气象服务保障,为新疆铁路运输的快速发展做出了贡献,产生了显著的经济和社会效益,尤其是铁路大风精细化预报,为有效扼住大风咽喉,在技术和实用上带来突破和发展机遇。
铁路大风实时监测奠定服务基础
在铁路大发展的背景下,“铁路大风自动监测站项目工程”项目应运而生。通过这个项目,在铁路运行的主要大风风口区域、铁路沿线附近建立气象观测站,开展风向风速实时观测,并通过专线实时将数据传回乌鲁木齐铁路局。
自1999年起至今,兰新线、南疆线、北疆线已先后建起50多个大风自动监测站,每3秒观测一次风向、风速等要素,这是新疆气象部门融于行业建设主战场的一次重大突破。
在此基础上,根据新疆铁路建设和运营维护的需求,从2005年开始,铁路沿线共建起了74个铁路专用气象观测站,其中三十里风区、百里风区等主要风区的大风气象观测站达60多个。同时,加密了强风高危区铁路运营气象观测,实现了新疆区域内大风频发区大风实时监测预警,保证了铁路安全运营,完善和优化了铁路气象观测站网,为新疆铁路开展专项精细化气象服务奠定了基础。
铁路大风实时监测系统的顺利建成,为大风期间运输调度指挥提供了科学的风向、风速(力)信息,在保障铁路运输安全方面发挥了极其重要的作用,成为不可缺少的辅助行车指挥系统。

大风精细化预报预警增添安全砝码
铁路调度需要精细到“小时”级的天气预报,而常规的天气预报每天发布2次,每12小时更新1次,远不能满足铁路行车调度。因为在未来有大风的情况下,既要保证列车不驶入风区,同时在风速趋于下降时,尽快安排列车安全通过,减少滞留时间,这样才能在避免灾害的同时,最大限度地发挥运输效率。
20分钟,是列车行车调度所需的最小时间间隔,因此,20分钟大风精细化预报铁路服务需求提上日程。
“铁路大风精细化预报系统研究”项目,是满足这一需求的有效载体,是铁道部2008年度科技研究开发项目,由乌鲁木齐铁路局牵头,联合新疆维吾尔自治区气象局共同完成,项目总经费110万元,是乌鲁木齐铁路局在气象领域科研项目投入最大的一次,项目成果获铁道部科技进步二等奖。
所谓大风精细化预报,就是实现时间间隔为20分钟的预报,突破传统的12小时1次的预报,从而更精细地为铁路调度提供临近短时预报。目前,已经实现的20分钟精细化预报,是铁路安全运营的一次重大气象服务保障突破,预报产品包括四大风区(达坂城风区、三十里风区、百里风区、烟墩风区)未来24~72小时的大风趋势预报、小时级的大风精细化预报等,为联调联试大风试验的准备、试验方案的确定及试验时间段的准确把握等方面提供了重要依据。
乌鲁木齐铁路局科学技术研究所认为,大风精细化预报研究提供了一种有效的预报、预警方法和思路,在短时临近预报中具有较高的实用价值,研究最新成果已应用于多次兰新高铁大风专项试验,提供了较为准确的预报,在铁路气象防灾减灾中具有较高的应用价值。
气象护航铁路重大工程建设前期设计
随着高铁时代的到来,线路选址、沿线防灾设施评估、挡风墙效果实验、机车大风动力实验等工作逐步展开,自2008年起,重大铁路工程项目前期设计阶段的气象保障服务正式起步。
新疆第一条高铁——兰新高速铁路,总长度1775千米,设计最高时速250千米,是我国《中长期铁路网规划》的重点项目,途径达坂城风区、三十里风区、百里风区、烟墩风区等四大风区,如何科学有效地进行高铁线路选址,必须开展有效的气候可行性论证和进行大量的现场观察和试验。
工程建设前期,新疆气象局和西安铁路第一勘察设计院于2008年签订“兰新第二双线铁路大风观测试验研究”项目,通过布设观测点,确定新的兰新铁路二线工程影响范围内主要风区大风的差异情况,为线路设计、工程设置、建设施工提供科学依据。
2009—2010年期间,先后在兰新第二双线铁路线路上新建了19个梯度风多要素观测站,从2~25米不同高度进行以风要素为主的自动监测。通过分析表明,原兰新二线上最大风速段百里风区的十三间房一带,向南移15千米后,风速明显减小,为新的高铁线路设计提供了最直接的科学依据。
绝不让大风扼住新疆铁路的咽喉,已迈出关键性步伐,随着科学技术的不断进步,“精专细”气象服务将是未来把准大风脉搏,降服大风灾害的最大“神器”。