以下內(nèi)容摘自NTSB官方的調(diào)查,具體內(nèi)容詳見原件或登錄官網(wǎng)查詢

事故概況

2018年10月4日19:40聯(lián)合太平洋鐵路公司(UP)MGRCY-04次貨物列車(撞擊列車,以下簡稱04次貨車)在下坡道運(yùn)行13mile后,與靜止的MPCNP-03次貨物列車(被追尾列車,以下簡稱03次貨車;機(jī)車乘務(wù)員法比奧·哈莫奇,列車長約書亞·鮑威爾擔(dān)當(dāng)駕駛?cè)蝿?wù))發(fā)生追尾;事故造成04次貨車列車長本杰明·布羅佐維奇與機(jī)車乘務(wù)員杰森·馬丁內(nèi)斯當(dāng)場死亡;3臺(tái)機(jī)車與機(jī)后1-57位貨車脫軌,03次貨車尾部8-10位和5位軌車脫軌;直接經(jīng)濟(jì)損失820萬美元;構(gòu)成鐵路交通重大事故

當(dāng)列車進(jìn)入長下坡路段時(shí),機(jī)車乘務(wù)員采取制動(dòng)措施;但列車速度仍在繼續(xù)提高,當(dāng)運(yùn)行至MP529.95里程碑(英里標(biāo))時(shí),列車仍在加速,時(shí)速達(dá)到28mph,這時(shí)機(jī)車乘務(wù)員采取緊急制動(dòng)措施;這是乘務(wù)員第一次收到“機(jī)車到機(jī)車無通訊”的信息,表明他們不再與列車末端設(shè)備(ETD)通信

雖然向ETD發(fā)送了信號(hào)但從未執(zhí)行.ETD將在第1.6.1節(jié)中進(jìn)一步討論.列車?yán)^續(xù)加速,根據(jù)廣播錄音事故發(fā)生前大約2min,調(diào)度員要求04次貨車的機(jī)組人員提交狀況報(bào)告.機(jī)車乘務(wù)員回應(yīng)說:列車仍在加速,時(shí)速已達(dá)到51mph而且無法制動(dòng).機(jī)車乘務(wù)員要求調(diào)度員在他們前方清空線路.列車運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示:大約2min后,04次貨車以55mph的速度在MP527.1處與靜止的03次貨車發(fā)生追尾沖突.事故地點(diǎn)位于懷俄明州的格林河,目的地是懷俄明州夏延的花崗巖峽谷,距離夏延約25mile.此外04次貨車在懷俄明州的羅林斯有一次機(jī)車乘務(wù)員交班,且列車運(yùn)行至拉勒米站時(shí),車站連接員在列車的頭端加掛19輛貨車

線路概況

拉勒米分區(qū)管內(nèi)由懷俄明州的羅林斯站MP682.8延伸至MP509.5的懷俄明州夏延,該區(qū)間內(nèi)貨運(yùn)列車限速70mph客車為79mph,在張貼的列車?yán)锍瘫碇g有永久速度限制;該區(qū)間內(nèi)在MP 513和MP 544間為雙線非電氣化線路,MP 544-MP 550間為三線非電氣化線路

在事故區(qū)域,兩條線路最外股鋼軌間距為13ft8in的軌道中心.事故發(fā)生地點(diǎn)之前,04次貨車在MP540.49-MP510區(qū)間為15.8‰的下坡;從MP530-MP527.1坡度為15.5‰

操作

適用的操作原則

在UP拉勒米分區(qū)上的列車是由信號(hào)指示授權(quán)和管理的

該地區(qū)處于集中交通控制之下,列車調(diào)度員通過哈里曼調(diào)度中心(Harriman Dispatch Center)控制來自內(nèi)布拉斯加州奧馬哈的信號(hào).雇員們由政府管理通用操作規(guī)則和由UP的特別指示,一般命令和針對(duì)該地區(qū)和列車的軌道公告提供的修改;事故發(fā)生地的兩條主要軌道從地理位置上看是東西向的.兩條線路均設(shè)有信號(hào)機(jī);使列車可以在每條軌道上的兩個(gè)方向運(yùn)行.北軌是1號(hào)主軌,南軌是2號(hào).在事故發(fā)生時(shí)列車控制系統(tǒng)(PTC)是活躍的事故發(fā)生時(shí),肇事列車正行駛在1號(hào)主軌上向東行駛

圍繞是否符合“重型等級(jí)”的定義,北方邦空氣制動(dòng)和列車處理規(guī)則將其定義為3mile或以上的軌道至少有1.0%的等級(jí).盡管UP細(xì)分列車的最高時(shí)速為70mph但UP重級(jí)指令要求該級(jí)列車的最高時(shí)速為25mph,這是基于動(dòng)態(tài)制動(dòng)和空氣制動(dòng)系統(tǒng)所提供的假定的可用制動(dòng)力空氣制動(dòng)器和動(dòng)態(tài)制動(dòng)器在中進(jìn)行了描述.重型等級(jí)指令還要求機(jī)車乘務(wù)員以20mph的速度爬升,比允許的25mph的速度低5mph當(dāng)用于控制列車速度的氣制動(dòng)管壓力降低超過18P(磅)/psi時(shí),要求機(jī)車乘務(wù)員應(yīng)用緊急制動(dòng)系統(tǒng).此外一旦列車達(dá)到30mph時(shí)機(jī)車乘務(wù)員被要求應(yīng)用緊急制動(dòng)系統(tǒng)

現(xiàn)場調(diào)查

列車概況

事故列車的機(jī)組人員由一名機(jī)車乘務(wù)員和一名列車長組成.每名成員都符合出勤規(guī)定.機(jī)車乘務(wù)員使用控制裝置控制機(jī)車的節(jié)流閥和列車的制動(dòng)系統(tǒng)控制列車速度.同時(shí)使用空氣制動(dòng)器和電阻制動(dòng)器組成的列車制動(dòng)系統(tǒng)使列車減速

空氣制動(dòng)機(jī)

列車空氣制動(dòng)器由本務(wù)機(jī)車控制,設(shè)計(jì)用于制動(dòng)管內(nèi)氣壓降低時(shí)使用,氣壓升高時(shí)釋放.該設(shè)計(jì)的目的是使制動(dòng)器適用于所有軌道車輛并使列車停止.如果軌道車輛分離,列車制動(dòng)管路系統(tǒng)(風(fēng)管)是由一系列剛性管路和柔性空氣軟管連接而成.列車上的所有車廂都裝有空氣制動(dòng)系統(tǒng).這些空氣制動(dòng)系統(tǒng)由風(fēng)缸和氣閥組成,風(fēng)缸儲(chǔ)存加壓空氣,氣閥將壓縮氣體輸送到制動(dòng)部件,以啟動(dòng)列車制動(dòng)系統(tǒng).制動(dòng)管有兩個(gè)功能:首先它在整個(gè)列車中提供空氣流動(dòng)(由機(jī)車上的空氣壓縮機(jī)提供)它向每個(gè)車廂上的風(fēng)缸充風(fēng),為車廂的制動(dòng)提供空氣壓力.第二,一旦風(fēng)缸充滿機(jī)車乘務(wù)員就會(huì)使用制動(dòng)管,通過機(jī)車上的制動(dòng)閥來降低或增加制動(dòng)管中的壓力,從而在整個(gè)列車中傳遞制動(dòng)應(yīng)用或釋放制動(dòng)的信息.對(duì)機(jī)車乘務(wù)員來說,了解車廂上的風(fēng)缸是否充是很重要的.在這起事故中,制動(dòng)管的連續(xù)性或制動(dòng)管在整個(gè)列車中傳遞制動(dòng)信號(hào)或釋放信號(hào)的能力都受到了質(zhì)疑:機(jī)車工程師用來監(jiān)測制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)的工具之一是空氣流量計(jì),如果從制動(dòng)管往個(gè)別有軌車上充風(fēng),機(jī)車空壓機(jī)和總風(fēng)缸為制動(dòng)管提供大量的空氣,空氣流量計(jì)以每分鐘立方英尺(CFM)為單位監(jiān)測從機(jī)車到制動(dòng)管的空氣流量.空氣流量計(jì)將顯示一個(gè)大的空氣流量時(shí),列車制動(dòng)已釋放后的應(yīng)用程序.空氣流量計(jì)也可以顯示一個(gè)大的空氣流量,如果泄漏發(fā)展在空氣制動(dòng)系統(tǒng)主要是在制動(dòng)管.很少有列車完全無泄漏,大多數(shù)列車的空氣流量計(jì)上顯示有最小的連續(xù)空氣流量.在記錄了給定列車的正常流量后機(jī)車工程師將監(jiān)測提供給列車制動(dòng)管的空氣流量的任何變化

電阻制動(dòng)

電阻制動(dòng)是機(jī)車制動(dòng)的一種方式.列車的動(dòng)能通過牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為電能,使機(jī)車和列車減速當(dāng)動(dòng)態(tài)制動(dòng)器被激活時(shí),驅(qū)動(dòng)軸上的牽引電機(jī)就像發(fā)電機(jī)一樣工作.這就為機(jī)車車輪提供了轉(zhuǎn)動(dòng)阻力.來自牽引電機(jī)的電能通過一組電阻器網(wǎng)格消散.這個(gè)過程使機(jī)車變慢,從而使列車減速

人員信息

機(jī)車乘務(wù)員

2006年8月7日,機(jī)車乘務(wù)員杰森·馬丁內(nèi)斯(已在事故中死亡)被UP聘為一名制動(dòng)員.2012年7月成為列車長后參加機(jī)車乘務(wù)員培訓(xùn),2014年11月20日取得鐵路機(jī)車司機(jī)駕駛證.根據(jù)聯(lián)邦法規(guī)(CFR)第49章第240部分規(guī)定:機(jī)車乘務(wù)員持有的證件于2021年6月28日到期.在此期間他有資格在整個(gè)UP系統(tǒng)中駕駛機(jī)車

操作檢查

在事故發(fā)生前的1年里,有5名主管分別在6天內(nèi)添乘并對(duì)其進(jìn)行考核,在這些觀察過程中他在18種不同的操作規(guī)則下總共測試了47次.進(jìn)行測試的鐵路主管在事故發(fā)生前的1年內(nèi)沒有記錄機(jī)車乘務(wù)員有任何不合規(guī)的行為

考勤情況

下表顯示了事故發(fā)生前3天內(nèi)馬丁內(nèi)斯的出/退勤時(shí)間.值班時(shí)間在49 CFR第228部分規(guī)定的服務(wù)時(shí)間內(nèi)

培訓(xùn)記錄

機(jī)車乘務(wù)員已經(jīng)完成了他的職位所要求的所有培訓(xùn)課程.他在2017年11月通過了最近一次考核,操作規(guī)則成績?yōu)?00機(jī)車制動(dòng)測試成績?yōu)?7,危險(xiǎn)材料意識(shí)成績?yōu)?3

適任

該機(jī)車乘務(wù)員于2018年6月通過了體檢,聽力和視力檢查,獲得了鐵路機(jī)車司機(jī)駕駛證.NTSB調(diào)查人員查閱了馬丁內(nèi)斯2006年入職前體檢記錄和2018年職業(yè)體檢記錄,均未發(fā)現(xiàn)任何重大健康狀況.馬丁內(nèi)斯從2018年3月起按照聯(lián)邦鐵路局(FRA)的要求進(jìn)行的最新體檢顯示:他的視力,視力或色覺測試均未出現(xiàn)異常

尸檢

進(jìn)行尸檢的法醫(yī)病理學(xué)顧問在馬丁內(nèi)斯身上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的自然疾病的證據(jù).死亡原因是嚴(yán)重的彌漫性擠壓傷

藥物毒理學(xué)

美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)法醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了事故后的毒理學(xué)測試，在大腦或肌肉組織樣本中沒有發(fā)現(xiàn)任何乙醇機(jī)車司機(jī)肌肉中檢出氯雷他定及其代謝物地氯雷他定.聯(lián)邦鐵路局事故后對(duì)其脾臟樣本的毒理學(xué)測試為陰性

列車長

列車長本杰明·布羅佐維奇于1998年3月9日被UP聘為線路工.2015年3月2日他從工務(wù)部門轉(zhuǎn)至運(yùn)營部擔(dān)當(dāng)制動(dòng)員.2015年9月17日,他首次獲得官方認(rèn)證

根據(jù)UP的記錄,布羅佐維奇的最后一個(gè)列車長資格證認(rèn)證是2017年12月13日,有效期至2021年1月11日

操作測試

在事故發(fā)生前的1年內(nèi),17天有7名督察員考核過這名列車長.在這些考核中他在42個(gè)不同的操作規(guī)則上總共接受了144次測試,其中139次都正確地遵守了鐵路行車規(guī)則和程序

對(duì)于每一次不遵守規(guī)定的情況布羅佐維奇都接受了主管的指導(dǎo),他接受了兩次關(guān)于如何正確地離開設(shè)備的培訓(xùn):一次是關(guān)于如何正確地穿戴服飾以保持周邊視野,一次是關(guān)于在關(guān)閉機(jī)車門時(shí)正確地面對(duì)機(jī)車門,還有一次是關(guān)于在啟動(dòng)機(jī)車時(shí)的正確站位

考勤情況

下表顯示事故發(fā)生前3天布羅佐維奇的出/退勤時(shí)間.值班時(shí)間在49 CFR第228部分規(guī)定的服務(wù)時(shí)間內(nèi)

培訓(xùn)記錄

布羅佐維奇已經(jīng)完成了職位所要求的所有培訓(xùn)課程.他在2017年3月以98分的操作規(guī)則,90分的空氣制動(dòng)(操作)和87分的危險(xiǎn)材料處理;通過了最近的操作規(guī)則的考核

檢查

該列車長于2017年12月通過了體檢,聽力和視力檢查獲得了列車長認(rèn)證.NTSB調(diào)查人員查看了該列車長1998年入職前的體檢記錄;沒有發(fā)現(xiàn)明顯的醫(yī)療狀況

從2017年1月開始,列車長最近一次的FRA體檢顯示:布羅佐維奇的視力,視野或色盲測試均未發(fā)現(xiàn)異常.最近一次檢查的記錄不包括身高,體重,生命體征;也不包括藥物檢查,病史或睡眠呼吸暫停風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

尸檢

進(jìn)行尸檢的法醫(yī)病理學(xué)顧問在布羅佐維奇身上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的自然疾病的證據(jù).死因是多處鈍器傷與顱腦挫裂傷

藥物毒理學(xué)

美國聯(lián)邦航空局法醫(yī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了事故后的毒理學(xué)測試,尸檢報(bào)告表明:沒有在列車長本杰明·布羅佐維奇的血液中檢測出乙醇.然而血液檢測中發(fā)現(xiàn)抗組胺藥西替利嗪為0.041μg/ml;抗組胺羥嗪0.044μg/ml;輕度興奮劑/哮喘藥物茶堿為0.571μg/ml.其有效活性代謝物7-hydroxymitragynine為0.069μg/ml美國聯(lián)邦鐵路局對(duì)本杰明尿液和血液樣本的毒理學(xué)測試結(jié)果為陰性

列車情況

MGRCY-04次貨物列車由3臺(tái)機(jī)車牽引,編組95輛(85載貨10空)總重12417噸,計(jì)長182.4;本務(wù)機(jī)車AC45CCTE 5412重聯(lián)AC4400CW 5842+SD70M 5003(3臺(tái)機(jī)車在本起事故中全部報(bào)廢)

事故發(fā)生前,列車在在事發(fā)地以西約38mile的懷俄明州拉勒米站加掛貨車19輛,其中1-9為漏斗車10-19為低邊敞車

自2015年8月以來,這10輛敞車已經(jīng)在懷俄明州的拉勒米站站場閑置了兩年多,沒有使用或維護(hù).一名當(dāng)?shù)氐谋狈桨钪鞴苡^察到機(jī)車乘務(wù)員將車輛連掛后并進(jìn)行空氣測試.UP的主管指出:列車長在機(jī)后第19位敞車的尾部使用了一個(gè)風(fēng)表;并將每輛貨車連掛前對(duì)車廂進(jìn)行了空氣制動(dòng)測試.連掛完畢后工作人員對(duì)整列列車進(jìn)行了制動(dòng)應(yīng)用和釋放測試.在發(fā)車前列車長對(duì)列車進(jìn)行了第二次實(shí)驗(yàn).16:56列車駛出拉勒米站

機(jī)械更正的證據(jù)

在現(xiàn)場,NTSB調(diào)查人員注意到撞擊列車的制動(dòng)系統(tǒng)存在一些問題:在靠近前部的一堆殘骸中,美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)的調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)約有45組對(duì)輪對(duì)踏面色澤呈藍(lán)色

列車前部的制動(dòng)系統(tǒng)依靠制動(dòng)梁迫使制動(dòng)蹄對(duì)著車輪,使列車的運(yùn)動(dòng)減速或停止.制動(dòng)蹄使用制動(dòng)蹄鍵固定在制動(dòng)梁的頭部.調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)多個(gè)制動(dòng)梁有過度制動(dòng)的跡象;制動(dòng)閘瓦已磨損到底板,并磨損到制動(dòng)頭

NTSB調(diào)查人員在距離事故地點(diǎn)約7英里的一個(gè)冷輪探測器上檢查了車輪探測器的報(bào)告報(bào)告顯示，撞車列車頭部的19-54號(hào)車軸顯示出比其余車軸更高的溫度讀數(shù)

事故發(fā)生后的2018年12月20日,調(diào)查人員檢查了新澤西州皮斯卡塔韋斯特拉托公司工廠從事故中生產(chǎn)的空氣制動(dòng)軟管組件,以及具有代表性的新組件和組件.研究人員發(fā)現(xiàn):從碰撞中恢復(fù)的風(fēng)管上的氣流并沒有變化,新風(fēng)管在多種情況下進(jìn)行了扭結(jié)測試.這表明如果沒有機(jī)械的參與,空氣制動(dòng)軟管是無法扭結(jié)的

相似案例

據(jù)報(bào)道:2018年11月23日,在懷俄明州夏延以西的區(qū)域也發(fā)生了類似的制動(dòng)問題.在采取制動(dòng)(降低剎車管道壓力)以使列車減速后,機(jī)車乘務(wù)員意識(shí)到壓力的降低并沒有傳播到列車尾部.機(jī)組人員多次嘗試通過撥動(dòng)車頭裝置(HTD)上的緊急制動(dòng)開關(guān)來啟動(dòng)緊急制動(dòng).前兩次嘗試均未成功.在第三次嘗試時(shí),列車進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài);經(jīng)檢車員檢查:發(fā)現(xiàn)了一個(gè)彎曲的空氣管.當(dāng)采取緊急制動(dòng)措施時(shí),彎曲的軟管阻止了制動(dòng)管壓力從列車的前部排放到后部.HTD上的第三次緊急制動(dòng)應(yīng)用成功地與ETD進(jìn)行了通信ETD從列車尾部,成功放風(fēng)進(jìn)行制動(dòng)

2018年12月20日,一名北方邦的制動(dòng)員在一列出站列車上發(fā)現(xiàn)了一根制動(dòng)風(fēng)管發(fā)生類似的扭結(jié),這該列車最近在鐵路車輛廠道車末端的軟管維修.貨車末端軟管配置錯(cuò)誤,導(dǎo)致風(fēng)管打結(jié)

通信設(shè)備

機(jī)車頭部裝置到列尾裝置

有兩種常用的方法將緊急制動(dòng)應(yīng)用程序從控制機(jī)車傳遞到列車尾部:(1)從列車前部開始的空氣壓力降低,并沿著列車的制動(dòng)管傳播;(2)列車的HTD和ETD之間的無線電通信鏈路,它將釋放制動(dòng)管空氣壓力,從列車后部通過列車的制動(dòng)管啟動(dòng).與ETD的HTD通信鏈路使用剎車手柄自動(dòng)與緊急剎車的應(yīng)用同步;此外通過撥動(dòng)HTD上的一個(gè)開關(guān)也可以獨(dú)立觸發(fā)HTD,向ETD發(fā)出緊急制動(dòng)指令.這兩種緊急制動(dòng)應(yīng)用方法旨在提供冗余;HTD和ETD之間的無線電通信鏈路是遠(yuǎn)程無線電頻率(RF)鏈路射頻鏈路需要一個(gè)清晰和通暢的傳輸路徑,以可靠地在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸和接收數(shù)據(jù).當(dāng)信號(hào)被屏蔽,減弱或被山丘,建筑物或橋梁等物理物體反射時(shí)可能會(huì)對(duì)射頻鏈路造成干擾;來自附近操作的其他設(shè)備的射頻干擾會(huì)造成噪聲并削弱信號(hào)

電子干擾和環(huán)境因素:如閃電或霧也會(huì)干擾射頻信號(hào).在一些鐵路站點(diǎn),HTD和ETD之間的無線電通信鏈路被發(fā)現(xiàn)一直受到地形或障礙的干擾,鐵路已經(jīng)安裝了路邊通信中繼器.中繼器在HTD和ETD之間中繼數(shù)據(jù)包從而消除或最小化一些通信干擾.分布式動(dòng)力裝置的使用機(jī)車在中間或后面HTD之間的列車也提高了無線電通信和要領(lǐng)HTD和要領(lǐng)之間傳送數(shù)據(jù)或通過與更強(qiáng)大的發(fā)射和接收射頻設(shè)備上機(jī)車操作后方的列車

事故后測試

本務(wù)機(jī)車UP AC45CCTE 5412號(hào)配備了2004年5月9日制造的Wabtec LCU-08 HTD系統(tǒng),并裝配了一個(gè)配置為在半雙工模式下工作的Wabtec RE382無線電HTD被設(shè)計(jì)為在aar指定的超高頻(UHF)下工作.該裝置發(fā)射頻率為452.9375兆赫，接收頻率為457.9375MHz該設(shè)備要求8瓦傳輸?shù)念~定工作電壓為15V直流電,并安裝了最新的Wabtec操作軟件版本

Wabtec于2004年5月27日將HTD出售給GE機(jī)車公司并安裝在屬于BNSF鐵路公司的機(jī)車上.2011年10月BNSF與DPS Electronics簽訂合同,將Wabtec HTDs的無線電改造為Ritron Wireless Solutions的dx-454窄帶無線電.BNSF將HTD轉(zhuǎn)移到UP,然后將其安裝在5412號(hào)機(jī)車上

事故發(fā)生后,HTD被帶到Wabtec工廠進(jìn)行進(jìn)一步檢查和臺(tái)架測試.目視檢查顯示:前面板上的電氣串行連接器嚴(yán)重彎曲,但內(nèi)部組件沒有明顯損壞.改裝過的收音機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,通過測試和機(jī)車事件記錄儀的數(shù)據(jù)確定HTD在制造商的規(guī)格范圍內(nèi)運(yùn)行,沒有發(fā)現(xiàn)設(shè)備氣流限制

操作測試確定設(shè)備在緊急無線電傳輸期間的行為如下:

按照設(shè)計(jì)當(dāng)HTD沒有收到ETD發(fā)出的緊急命令確認(rèn)時(shí),設(shè)備將每秒重試一次(ETD主動(dòng)發(fā)出的壓力更新不計(jì)入緊急命令確認(rèn))

按照設(shè)計(jì)當(dāng)HTD收到緊急確認(rèn)時(shí),它將每4s重試一次但ETD制動(dòng)管壓力不會(huì)降至5psi以下

按照設(shè)計(jì)在正常運(yùn)行時(shí),從機(jī)車計(jì)算機(jī)接收到一個(gè)緊急命令并傳送給HTD.然后HTD將命令發(fā)送給ETD.在臺(tái)架測試中,“從前到后,沒有通信”的信息在規(guī)定的15s內(nèi)收到

按照設(shè)計(jì)從機(jī)車計(jì)算機(jī)發(fā)出的初始信號(hào)開始發(fā)送信號(hào)2min然后停止發(fā)送信號(hào),直到接收到另一個(gè)緊急制動(dòng)指令.如果機(jī)車工程師在2min的時(shí)間內(nèi)再次發(fā)出緊急制動(dòng)指令則不延長2min窗口.在2min的窗口后HTD將不會(huì)發(fā)送信號(hào),除非由機(jī)車的計(jì)算機(jī)再次指示.機(jī)車乘務(wù)員必須啟動(dòng)另一個(gè)緊急制動(dòng)嘗試以啟動(dòng)另一個(gè)ETD緊急指令

ETD事故后測試

04次貨車配備了雙向的Wabtec Trainlink ETD,設(shè)計(jì)用于在AAR指定的UHF頻率下運(yùn)行.它的發(fā)射頻率為457.9375MHz,接收頻率為452.9375MHz,啟用雙向etd后機(jī)車乘務(wù)員可以使用無線電遙測技術(shù)從列車尾部啟動(dòng)緊急剎車應(yīng)用程序.緊急制動(dòng)氣動(dòng)信號(hào)從機(jī)車通過列車傳送并通過雙向ETD增強(qiáng),因?yàn)轭愃频闹苿?dòng)可以同時(shí)從列車后部激活。列車兩端制動(dòng)管空氣壓力的迅速下降,應(yīng)使所有軌道車輛上的制動(dòng)器接合直至并包括列車制動(dòng)管中可能存在氣流限制的任何點(diǎn),如空氣軟管中的扭結(jié).事故發(fā)生后,發(fā)生碰撞的列車上的雙向ETD被運(yùn)往衣阿華州康瑟爾布拉夫斯的UP電信服務(wù)中心,在那里對(duì)其進(jìn)行了檢查和測試.對(duì)該設(shè)備的物理檢查沒有發(fā)現(xiàn)任何妨礙該設(shè)備正常運(yùn)行的問題

完成了ETD運(yùn)動(dòng),發(fā)電機(jī)輸出電壓,電池電壓,全球定位系統(tǒng)(GPS)和氣壓的運(yùn)行測試,沒有發(fā)現(xiàn)氣流限制

打開ETD外殼,測試電池電壓和無線電規(guī)格.無線電發(fā)射/接收功能符合制造商的規(guī)格,電池在12.5VETD被發(fā)現(xiàn)運(yùn)行正常

溝通的證據(jù)

根據(jù)AC45CCTE 5412號(hào)機(jī)車的列車運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示:事故列車機(jī)車乘務(wù)員在事故發(fā)生前制動(dòng)下坡時(shí),記錄到的氣流降至20 CFM以下.列車開始加速,機(jī)車乘務(wù)員試圖通過加大制動(dòng)力度來彌補(bǔ)速度的增加.在火車達(dá)到每小時(shí)30英里的限速之前,機(jī)車乘務(wù)員做了一個(gè)但從ETD.40的數(shù)據(jù)記錄器顯示,制動(dòng)管壓力的降低并沒有傳播到列車尾部;在機(jī)車工程師啟動(dòng)緊急制動(dòng)后,本務(wù)機(jī)車的HTD向ETD發(fā)送無線電信息以啟動(dòng)緊急制動(dòng)

然而根據(jù)機(jī)車事件記錄器的數(shù)據(jù),ETD并沒有從列尾啟動(dòng)緊急剎車.運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示:“從前到后,沒有通信”信息在19:35:11收到,這是碰撞前5min,從本務(wù)機(jī)車上下載的數(shù)據(jù)顯示:機(jī)車計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)日志捕獲了額外的HDT/EDT通信丟失事件,這些日志在附錄C中進(jìn)行了概述

列車遙測規(guī)章制度

聯(lián)邦鐵路局關(guān)于ETD通信協(xié)議和定時(shí)要求的最低安全標(biāo)準(zhǔn)見附錄D

AAR標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)《機(jī)車電子與列車組成系統(tǒng)架構(gòu)》第K節(jié)標(biāo)準(zhǔn)S-9152第二部分:包含了對(duì)主機(jī)車與貨運(yùn)列車后車廂之間的通信系統(tǒng)的要求(AAR 2016)適用于該事故的通道也見附錄D

歷史的角度來看

1994年9月16日,森林資源管理局在一份擬定規(guī)則的通知(NPRM)中列出了對(duì)雙向etd的要求.NPRM第232.117條(后來成為49 CFR 232.405條)規(guī)定:“必須至少每10min自動(dòng)檢查一次前后通信鏈路的可用性(摘自聯(lián)邦紀(jì)事1994,47676)”

1996年2月21日,在一份公開監(jiān)管會(huì)議的通知中，聯(lián)邦鐵管局試圖用以下聲明來澄清這一點(diǎn):“《國家預(yù)警機(jī)制》第232.117(g)條無意中包含了*10分鐘的要求;它應(yīng)該是10s”此外,“聯(lián)邦鐵路局認(rèn)識(shí)到,目前可用的2路eot(列車終端設(shè)備)有幾個(gè)可選的功能,可能會(huì)對(duì)鐵路公司有利.盡管聯(lián)邦鐵路局建議鐵路公司在購買這些設(shè)備時(shí)盡可能多地獲得這些可選功能,聯(lián)邦鐵路局不打算強(qiáng)制使用這些設(shè)施,并認(rèn)為每條鐵路都處于決定哪些設(shè)施對(duì)其運(yùn)營有利的最佳位置(聯(lián)邦紀(jì)事-1996,6610)”

包括該設(shè)備制造商在內(nèi)的幾家公司對(duì)這一澄清發(fā)表了評(píng)論,稱以目前的技術(shù)無法滿足10秒的要求,并將導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)電池消耗.這些評(píng)論者正確地指出了森林資源評(píng)估

在NPRM中提出了10min的要求,因?yàn)檫@是當(dāng)時(shí)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并且已經(jīng)在加拿大使用了幾年的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)這一通知AAR建議:在htd和etd之間的通信建立16min30s前不要宣布故障.這個(gè)時(shí)間框架是基于設(shè)備的設(shè)計(jì)提出的,它每10min自動(dòng)檢查設(shè)備之間的通信.如果沒有收到響應(yīng)HTD將在15s后自動(dòng)請(qǐng)求ETD的通信.如果沒有收到對(duì)該請(qǐng)求的響應(yīng)則在6min后再發(fā)出另一個(gè)請(qǐng)求;如果仍然沒有響應(yīng),HTD將在15s后發(fā)出另一個(gè)請(qǐng)求.AAR的回應(yīng)是基于當(dāng)時(shí)htd和etd的設(shè)計(jì),直到今天(聯(lián)邦紀(jì)事-1996,6610)由于16min30s是一個(gè)可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn),可用于確定何時(shí)應(yīng)將溝通缺失視為途中故障而沒有其他評(píng)論提出這類故障的可衡量標(biāo)準(zhǔn),所以聯(lián)邦鐵路局采納了AAR的建議

信號(hào)與列車正向控制

在拉勒米地區(qū),北方邦允許列車運(yùn)行并配備了交通控制系統(tǒng)輔以自動(dòng)駕駛室系統(tǒng).并執(zhí)行PTC系統(tǒng).列車運(yùn)行由位于內(nèi)布拉斯加州奧馬哈哈里曼調(diào)度中心的一名列車調(diào)度員協(xié)調(diào).拉勒米分區(qū)的列車運(yùn)行由操作規(guī)則,特別指示,時(shí)間表指示交通控制信號(hào)指示和自動(dòng)駕駛室系統(tǒng)控制

該信號(hào)系統(tǒng)使用編碼軌道電路來檢測列車占用區(qū)間情況

線路兩側(cè)安裝的色燈式信號(hào)機(jī)均顯示正常

UP實(shí)施了互操作電子列車管理系統(tǒng)(I-ETMS)，以符合聯(lián)邦鐵路局要求PTC的規(guī)定.事故發(fā)生當(dāng)天I-ETMS在UP Laramie分區(qū)安裝并運(yùn)行

I-ETMS是一種安全關(guān)鍵的“至關(guān)重要的覆蓋”系統(tǒng)與現(xiàn)有的操作方法相結(jié)合,與現(xiàn)有的信號(hào)系統(tǒng),路邊設(shè)備和辦公室列車調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合I-ETMS提供了在保留現(xiàn)有的現(xiàn)場信號(hào)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度(CAD)系統(tǒng)作為維持列車分離和保護(hù)的主要手段的同時(shí)強(qiáng)制遵守移動(dòng)當(dāng)局,速度限制,工作區(qū)域和開關(guān)定位的手段

電控氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)

此次事故中涉及的兩列火車都沒有配備電控氣動(dòng)(ECP)列車制動(dòng)器,與傳統(tǒng)的列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)相比,ECP列車制動(dòng)器提供了許多安全改進(jìn).這些改進(jìn)包括更短的停車距離,減少列車內(nèi)部力量,減少軌道部件磨損以及減少空氣庫中的空氣消耗.本報(bào)告簡要分析了ECP制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn).即列車制動(dòng)系統(tǒng)的持續(xù)通信和連續(xù)性.這列引人注目的列車沒有配備ECP制動(dòng).配備ECP制動(dòng)系統(tǒng)的列車使用電纜向所有軌道發(fā)送制動(dòng)指令.在配備了ECP的列車上,ECP系統(tǒng)通過對(duì)每節(jié)有軌車進(jìn)行自我診斷測試并向機(jī)車工程師發(fā)送信息來搜索空氣制動(dòng)限制.ECP技術(shù)與傳統(tǒng)的空氣制動(dòng)設(shè)備一起工作.如果ECP制動(dòng)系統(tǒng)檢測到通過每個(gè)有軌車的電纜斷開,ECP邏輯將啟動(dòng)緊急制動(dòng)應(yīng)用程序

軌道與工程

拉勒米分區(qū)主要由多條主道組成,在MP 513和MP 544間為雙線,在MP 544和MP 550之間有三條主道.在事故區(qū)域兩條線路間隔著13ft8in的鐵軌中心.UP文件顯示:在MP 519.11和MP 545.56之間的每條線路運(yùn)輸用量約為1.26億噸

列車從MP540.49到MP510開始下降,下降幅度從0到15.8‰.

UP根據(jù)聯(lián)邦鐵路局4級(jí)線路安全標(biāo)準(zhǔn),檢查并維護(hù)了拉勒米地區(qū)這部分的主鐵軌北方邦沒有在該路段運(yùn)營任何定期客運(yùn)列車

軌道結(jié)構(gòu)損壞的直接區(qū)域的脫軌妨礙了詳細(xì)檢查完好的軌道結(jié)構(gòu)在受干擾的軌道區(qū)域.事故后的觀察表明:軌道結(jié)構(gòu)主要由133P的連續(xù)焊接軌道組成,安裝在16in的雙肩連接板中,連接夾板位于軌道的底部表面枕木頂部表面間.軌道通過tic板固定在枕木上

2018年10月6日,調(diào)查人員從POC到530.8下議院進(jìn)行了步行檢查.聯(lián)邦鐵路局檢查員完成了一份檢查報(bào)告,顯示出軌區(qū)域沒有任何缺陷

事后采取措施

NTSB安全建議

針對(duì)本起事故,NTSB于2019年9月16日發(fā)布了一份安全建議報(bào)告,旨在強(qiáng)調(diào)以下安全問題:

雖然罕見,但列車制動(dòng)管氣流限制發(fā)生

雙向ETD和HTD之間的無線電通信可能不是連續(xù)的,機(jī)車乘務(wù)員可能沒有意識(shí)到HTD和ETD間任何通信中斷,因?yàn)檫@種中斷的通知直到至少16min30s沒有雙向通信時(shí)才會(huì)啟動(dòng)

當(dāng)緊急制動(dòng)HTD將緊急剎車信號(hào)發(fā)送給ETD,持續(xù)2min如果HTD在這段時(shí)間內(nèi)沒有收到ETD的確認(rèn)信號(hào)傳輸結(jié)束,除非列車乘務(wù)人員啟動(dòng)否則系統(tǒng)將不會(huì)傳輸另一個(gè)信號(hào)(NTSB 2019)

為了解決這些安全問題NTSB于2019年9月19日向一級(jí)鐵路發(fā)布了以下安全建議:

必要時(shí)審查并發(fā)布檢查軌道末端風(fēng)管配置的指南以確?？諝廛浌芘渲门c預(yù)期設(shè)計(jì)相匹配

2019年12月16日,加拿大國家鐵路(CN)通知NTSB,它將向其機(jī)械員工發(fā)布指示“確保軌道末端風(fēng)管組件維修按照預(yù)期設(shè)計(jì)完成”并將向檢查人員通報(bào),確保配置按照設(shè)計(jì)運(yùn)行.當(dāng)這些修訂完成時(shí)CN通知了NTSB, NTSB將CN對(duì)安全建議R-19-41的回應(yīng)歸類為“開放可接受的回應(yīng)”

2019年12月19日堪薩斯城南方鐵路公司(KCS)通知NTSB,它正在向其機(jī)械員工發(fā)布關(guān)于檢查各種空氣制動(dòng)軟管安排以及如何識(shí)別磨損證據(jù)和潛在“夾點(diǎn)”的指導(dǎo).45在該指南發(fā)布之前NTSB將KCS對(duì)安全建議R-19-41的反應(yīng)歸類為“開放可接受反應(yīng)”

在2020年1月21日寫給NTSB的一封信中,CSX鐵路公司(CSX)討論了其針對(duì)機(jī)械員工的三模塊培訓(xùn)計(jì)劃,其中包括對(duì)空氣軟管配置的討論以及員工應(yīng)該采取什么步驟來糾正已確定的缺陷。因此，NTSB將CSX對(duì)安全建議R-19-41的反應(yīng)歸類為“封閉可接受的行動(dòng)”。

截至2020年12月,BNSF,SP,NS和UP還沒有對(duì)NTSB做出回應(yīng),他們對(duì)安全建議R-19-41的回應(yīng)被歸類為“開放-等待響應(yīng)”Amtrak于2019年11月26日回復(fù):其對(duì)安全建議R-19-41的回應(yīng)被列為“封閉可接受行動(dòng)”

2019年9月19日NTSB還向全國所有I級(jí)鐵路發(fā)布了以下安全建議:

回顧和修改空氣制動(dòng)和列車操作指令,包括操作和列尾雙向裝置的指令:監(jiān)測機(jī)車空氣流量計(jì),在爬坡前檢查列車頭部和列車尾部設(shè)備之間的通信狀態(tài),如果列車尾部的空氣壓力沒有響應(yīng)空氣制動(dòng)的應(yīng)用應(yīng)采取的措施(R-19-42)

2019年12月16日CN向NTSB提供了證據(jù)證明其操作規(guī)則符合建議的條件:2020年5月4日,NTSB要求CN提供更多信息,關(guān)于列車運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)監(jiān)測氣流的指示;加拿大國家鐵路乘務(wù)員用于在降職前驗(yàn)證車頭(HOT) 列尾(EOT)通信是否有效的程序的規(guī)定,當(dāng)列車尾部的空氣壓力沒有響應(yīng)空氣制動(dòng)應(yīng)用時(shí),應(yīng)采取的措施在2020年5月4日收到這一額外信息之前,CN對(duì)安全建議R-19-42的回復(fù)被歸類為“開放可接受回復(fù)”

2019年12月19日,KCS通知NTSB其“車輛部門人員”將在2020年接受關(guān)于制動(dòng)系統(tǒng)如何工作和正確的軟管配置的進(jìn)修培訓(xùn).2020年5月12日,NTSB要求KCS描述機(jī)車乘務(wù)員使用的程序,以監(jiān)測機(jī)車空氣流量計(jì)并在列車下降一個(gè)等級(jí)之前驗(yàn)證HOT-EOT通信是否有效.NTSB還要求KCS描述當(dāng)列車尾部的氣壓對(duì)空氣制動(dòng)裝置沒有反應(yīng)時(shí)列車機(jī)組人員將采取的行動(dòng).在等待這些問題的答案之前KCS對(duì)安全建議R-19-42的回應(yīng)被歸類為“開放可接受的回應(yīng)”

截至2020年12月,BNSF,CP,NS和UP尚未對(duì)NTSB做出回應(yīng),他們對(duì)安全建議R-19-42的回應(yīng)被歸類為“開放-等待回應(yīng)”Amtrak于2019年11月26日對(duì)安全建議R-19-42的響應(yīng)被列為“封閉可接受行動(dòng)”CSX公司在回應(yīng)2020年1月21日,并于2020年5月26日提供了額外的信息其對(duì)安全建議R-19-42的響應(yīng)也被分類為“封閉可接受的行動(dòng)”

2019年9月19日NTSB還向美國短線和地區(qū)鐵路協(xié)會(huì)(ASLRRA)發(fā)布了以下安全建議:

①檢查車列尾風(fēng)管配置,以確保軟管配置與預(yù)期設(shè)計(jì)相匹配

②審查并修改其等級(jí)操作的空氣制動(dòng)和列車操作說明以及列車末端雙向裝置說明;包括:監(jiān)測機(jī)車空氣流量計(jì)在爬坡前檢查機(jī)車和列尾設(shè)備間的通信狀態(tài),如果列車尾部的空氣壓力沒有響應(yīng)空氣制動(dòng)的應(yīng)用應(yīng)采取的措施

2019年12月10日ASLRRA向其成員發(fā)送了一封電子郵件,鏈接了NTSB的安全建議報(bào)告《列車緊急制動(dòng)通信》并描述了NTSB在報(bào)告中概述的避免未來發(fā)生類似事故的步驟.因此在2020年3月9日NTSB將安全建議R-19-43歸類為ASLRRA“封閉可接受行動(dòng)”

聯(lián)合太平洋鐵路公司(UP)

操作測試

事故發(fā)生后UP將拉勒米分區(qū)列入其級(jí)別運(yùn)營審計(jì)名單并于2019年3月進(jìn)行了首次運(yùn)營審計(jì).UP表示:計(jì)劃今后對(duì)拉勒米分部進(jìn)行年度運(yùn)營審計(jì).在這起事故之前它在超過3mile長的地區(qū)進(jìn)行了等級(jí)操作審計(jì).等級(jí)超過1.8%職系運(yùn)作審計(jì)工作包括:

對(duì)整個(gè)行業(yè)等級(jí)區(qū)域的事故進(jìn)行審查

在車廂內(nèi)觀察之前與機(jī)車乘務(wù)員一起審查審計(jì)信息,在退勤后記錄評(píng)論和發(fā)現(xiàn)

復(fù)習(xí)任何特定于該年級(jí)范圍的指導(dǎo),通常可以在課程表的分部頁找到

進(jìn)一步審查任何建議或問題,鐵路工作人員認(rèn)為應(yīng)該解決的地區(qū)與操作

北方邦表示:這些審計(jì)的目的是確保機(jī)車乘務(wù)員了解操作以及它們與其他地區(qū)區(qū)別

機(jī)械檢查

2018年12月,UP創(chuàng)建并實(shí)施了培訓(xùn)材料,內(nèi)容包括列車制動(dòng)軟管布置的正確修理和檢查.該培訓(xùn)包括關(guān)于正確的空氣軟管支架,制動(dòng)風(fēng)管,配件,折角塞門,制動(dòng)鎖具干擾,磨損痕跡和尺寸的指導(dǎo)

在懷俄明州的綠河,UP管理層修訂了空氣制動(dòng)測試程序以滿足貨運(yùn)和其他非客運(yùn)列車,設(shè)備,ETD的制動(dòng)系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)以及49 CFR第232部分的要求.該程序現(xiàn)在需要一個(gè)儀表(或等價(jià)物)放置在每個(gè)切割軌道車廂的末端以驗(yàn)證空氣壓力

無線電遙測中繼器

事故發(fā)生后,UP在事故路線和附近一條從懷俄明戴爾·日東風(fēng)4B交匯點(diǎn)到懷俄明的低密度路線上安裝了26臺(tái)無線電中繼器.UP的目標(biāo)是在拉勒米分區(qū)提供MP 520和MP 545之間的連續(xù)HTD/ETD中繼器覆蓋,UP之所以專注于這一領(lǐng)域是因?yàn)椤霸擃I(lǐng)域的高品質(zhì)和蜿蜒軌道創(chuàng)造了具有挑戰(zhàn)性的射頻環(huán)境”為了確定中繼器的位置UP使用射頻傳播分析軟件對(duì)無線電位置進(jìn)行建模從而在整個(gè)目標(biāo)區(qū)域提供連續(xù)的覆蓋

原因分析

列車機(jī)組性能:失控列車的乘務(wù)人員按照北方邦的操作規(guī)則操作列車并采取了適當(dāng)?shù)男袆?dòng)試圖控制列車的運(yùn)行

根據(jù)列車運(yùn)行監(jiān)控記錄以及兩名機(jī)車乘務(wù)員關(guān)于失控運(yùn)動(dòng)的無線電通信記錄顯示:機(jī)車乘務(wù)員似乎沒有受到影響.雖然在事故后的毒理學(xué)測試中,在列車長本杰明的血液中發(fā)現(xiàn)了潛在的有害物質(zhì),但調(diào)查人員沒有發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明列車長的健康狀況或使用羥嗪和米特吉寧造成的有害影響在事故中起了作用

對(duì)記錄的無線電列調(diào)與聯(lián)控顯示:調(diào)度員在接到列車脫軌的通知后,執(zhí)行了所需的通信并采取了適當(dāng)?shù)男袆?dòng)

信號(hào)系統(tǒng):UP交通控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)

列車正向控制系統(tǒng):雖然I-ETMS PTC系統(tǒng)正常運(yùn)行;但由于制動(dòng)失靈,列車無法停車

軌道結(jié)構(gòu):聯(lián)邦鐵路局對(duì)事故現(xiàn)場進(jìn)行的事故后檢查沒有發(fā)現(xiàn)任何軌道缺陷

基于這些調(diào)查結(jié)果NTSB得出結(jié)論:以下因素均與本次事故無關(guān):列車乘務(wù)人員的工作表現(xiàn)或適職性,列車調(diào)度員的行為,信號(hào)或PTC系統(tǒng)以及軌道線路結(jié)構(gòu)

列車制動(dòng)管路問題

在懷俄明州的拉勒米,沒有記錄在案的數(shù)據(jù)顯示在列車撞上前方列車時(shí)空氣一直在流動(dòng);然而在添加了額外的有軌電車并釋放空氣制動(dòng)器后,記錄到的供應(yīng)給列車制動(dòng)管的氣流穩(wěn)定在28CFM左右.這是在新增19節(jié)車廂后才發(fā)生的,這表明新增的車廂給系統(tǒng)增加了漏洞

當(dāng)列車進(jìn)入謝爾曼山時(shí),氣流在28CFM時(shí)保持穩(wěn)定.在到達(dá)坡頂前軌道的幾何形狀有一個(gè)輕微的下降,這要求機(jī)車乘務(wù)員在下坡時(shí)使用動(dòng)態(tài)制動(dòng)以保持適當(dāng)?shù)乃俣?當(dāng)只使用動(dòng)態(tài)制動(dòng)器下降一個(gè)等級(jí)時(shí),所有在上升時(shí)積聚的軌道車輛的機(jī)械耦合器之間的松弛部分都被移除.然后這些松弛部分聚集在機(jī)車后面.在軌道幾何形狀下降和軌道車輛聚集的過程中,記錄的空氣流量隨后下降到0,如1.3.3節(jié)所討論:當(dāng)空氣流量下降到20 CFM以下時(shí)就會(huì)顯示這個(gè)值.穿過這個(gè)斜坡后列車開始向謝爾曼山的頂峰爬去,空氣流量再次回到28 CFM左右.在謝爾曼山的頂峰.列車開始下降朝著靜止列車沖去.在下坡中機(jī)車乘務(wù)員再次采用動(dòng)態(tài)制動(dòng),隨后再次聚束.記錄在案的氣流再次降到20 CFM以下.顯示為0列車?yán)^續(xù)加速.列車乘務(wù)人員首先應(yīng)用服務(wù)制動(dòng)來控制列車的速度

當(dāng)這一措施未能使列車減速時(shí),機(jī)乘務(wù)員使用緊急制動(dòng),這也未能使列車減速或使列車進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài).列車加速?zèng)_下坡道,最終在懷俄明州的花崗巖峽谷與靜止的03次貨車追尾

如前面所述:在2018年11月和12月發(fā)生的2起事故中,風(fēng)管扭曲阻礙了空氣流動(dòng)并干擾了整個(gè)列車的制動(dòng);這些軟管被發(fā)現(xiàn)被壓碎在末端軟管安裝支架和軌道上的固定物體間.在這兩起事故中涉及的固定部件之一為有軌車制動(dòng)部件,另一個(gè)為有軌車牽伸安排支架,這兩起事故限制了空氣向列車尾部流動(dòng)

位于事故現(xiàn)場以西約7mile的冷輪軸探測器的詳細(xì)報(bào)告顯示:19-54號(hào)車軸的溫度高于列車其他車軸,這表明只有這些車軸收到了制動(dòng)信號(hào).輪軸1-18對(duì)應(yīng)三輛機(jī)車上的輪軸,表明從10軌道到列車尾部都沒有任何制動(dòng)措施

這表明風(fēng)管堵塞可能發(fā)生在9-10位貨車間,而第10輛為低邊敞車

事故發(fā)生后NTSB的調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)列車前部的多個(gè)輪對(duì)有過熱和滑動(dòng)的跡象,且踏面泛藍(lán);這表明只有列車前部的剎車在工作.這些制動(dòng)組件也顯示出過熱的跡象,剎車片成分脫落到金屬底板和剎車頭上.這與僅在機(jī)車和前9輛貨車中出現(xiàn)的制動(dòng)力是一致的.結(jié)合來自冷輪探測器的證據(jù),這表明在制動(dòng)應(yīng)用過程中制動(dòng)存在限制.當(dāng)制動(dòng)管路減壓器受到限制而不能在整列列車中傳播時(shí),制動(dòng)器只對(duì)從機(jī)車到堵塞處的車輛進(jìn)行制動(dòng),在這種情況下是前10輛貨車有制動(dòng)

由于只有少數(shù)幾節(jié)軌道車運(yùn)行以減緩或停止列車.這些貨車的制動(dòng)震動(dòng)會(huì)顯示出過度磨損和熱損傷,車輪也會(huì)顯示出過熱(發(fā)藍(lán))的跡象

根據(jù)這一證據(jù)NTSB得出結(jié)論:從制動(dòng)管流出的空氣在第9-10輛貨車間受阻,從而阻止了空氣制動(dòng)信號(hào)在整個(gè)列車中傳播

車輛制動(dòng)試驗(yàn)

這列編組86輛的列車離開懷俄明州綠河后,計(jì)劃在懷俄明州的拉勒米站停車,另加掛貨車19輛.從懷俄明州綠河到拉勒米的運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示:發(fā)生碰撞的列車運(yùn)行正常,制動(dòng)和加速正常,空氣制動(dòng)壓力正常,沒有跡象表明氣流異常.此外空氣流量的記錄與列車運(yùn)行期間(包括下降時(shí))正常的空氣制動(dòng)器釋放一致

在拉勒米增加到列車上的10輛敞車中,有6輛車廂逾期未交SCABT.時(shí)間跨度從幾周到近兩年不等.如果某一軌道車輛因任何原因在車間或維修軌道上運(yùn)行且在過去12個(gè)月內(nèi)未收到SCABT,那么根據(jù)49 CFR 232.305(b)(2)規(guī)定:所有車輛都必須收到SCABT.此外49 CFR 232.305(c)要求軌道車輛至少每5年獲得一次SCAT

AAR標(biāo)準(zhǔn)和推薦操作手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)S-486指出:SCABT裝置的目的是提供一種對(duì)軌道車輛制動(dòng)設(shè)備狀況進(jìn)行全面檢查的方法(AAR 2018)本標(biāo)準(zhǔn)的一部分包括空氣制動(dòng)軟管和其他制動(dòng)部件的檢驗(yàn)程序.它也有測試有軌電車各種機(jī)械問題的部分程序NTSB得出結(jié)論,北方邦違反了聯(lián)邦法規(guī)第49條《聯(lián)邦法規(guī)》第232.305條并對(duì)在拉勒米召回的6節(jié)逾期未檢測的列車進(jìn)行了scut測試,任何有缺陷的情況包括那些可能導(dǎo)致制動(dòng)管空氣流動(dòng)受限的情況都可能在列車投入使用之前被識(shí)別和修復(fù)

HTD到ETD的通信損耗

調(diào)查發(fā)現(xiàn):這兩種列車遙測設(shè)備都運(yùn)行正常,符合規(guī)范.機(jī)車事件記錄器和機(jī)車計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)日志捕捉到的通信事件的丟失被發(fā)現(xiàn)與列車長度,軌道曲率和物理地形障礙物有關(guān);HTD以8W的功率發(fā)射至少每2分鐘輪詢一次ETD

聯(lián)邦鐵路局的規(guī)定允許每10min檢查一次通信鏈路.AAR標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)邦鐵路局法規(guī)都規(guī)定,在列車遙測通信中斷16min30s或更長時(shí)間后應(yīng)向機(jī)車工程師顯示通信故障信息。

從主機(jī)車的計(jì)算機(jī)日志中下載的數(shù)據(jù)記錄了幾次HDT和EDT之間的通信丟失事件.但是每個(gè)單項(xiàng)的持續(xù)時(shí)間小于16min30s由于這些事件的持續(xù)時(shí)間都低于聯(lián)邦鐵路局法規(guī)和AAR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最短持續(xù)時(shí)間要求;因此沒有跡象顯示HTD和ETD之間的通信中斷,也沒有在事件記錄器上顯示.根據(jù)事故記錄儀的數(shù)據(jù)機(jī)車乘務(wù)員在7:34:56啟動(dòng)了緊急剎車.事故后HTD測試顯示:HTD將向ETD發(fā)送緊急制動(dòng)的指令,如果HTD沒有收到ETD的緊急指令確認(rèn)則每秒鐘發(fā)送一次.7:35:11,即緊急制動(dòng)啟動(dòng)15s后記錄到發(fā)生了前后通訊中斷的情況.在HTD的設(shè)計(jì)規(guī)格范圍內(nèi),向機(jī)車乘務(wù)員顯示的失聯(lián)信號(hào)顯示時(shí)間為15s

由于HTD和ETD之間的通信耗時(shí)16min到30s或在ETD沒有緊急制動(dòng)命令確認(rèn)的情況下,持續(xù)時(shí)間為15s,事件記錄器數(shù)據(jù)無法區(qū)分兩者之間的通信指示丟失.因此NTSB調(diào)查人員認(rèn)為:HTD和ETD之間的通訊中斷可能是在16min30s前的7:18:41開始的

從啟動(dòng)緊急制動(dòng)到事故發(fā)生的時(shí)間為5min3s,1997年一項(xiàng)基于當(dāng)時(shí)遙測設(shè)備設(shè)計(jì)的規(guī)則討論了宣布通訊中斷前的16min30s時(shí)限

然而自從1997年7月1日“列車終了的雙向遙測裝置”規(guī)則制定生效以來,諸如改進(jìn)的電池設(shè)計(jì),空氣渦輪機(jī)和太陽能電池板以延長電池充電以及基于微處理器的系統(tǒng)以降低功耗等技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)改進(jìn)了列車遙測裝置的設(shè)計(jì).此次事故中涉及的HTD被設(shè)計(jì)為每2分鐘檢查一次ETD并驗(yàn)證通信鏈路.此外ETD配備了一個(gè)渦輪發(fā)電機(jī),由機(jī)車提供的壓縮空氣為剎車系統(tǒng)提供動(dòng)力這提供了維持運(yùn)行電池充電的能力,從而確保該設(shè)備的更大運(yùn)行范圍

基于這次事故的情況NTSB得出結(jié)論:通訊協(xié)議允許16min30s的時(shí)間發(fā)生碰撞,而不通乘務(wù)員無法從ETD啟動(dòng)緊急制動(dòng).因此NTSB建議聯(lián)邦鐵管局修訂《CFR》第49部分第232條:要求HTD和ETD之間進(jìn)行更頻繁的通信檢查。由于HTD和ETD在測試后被發(fā)現(xiàn)運(yùn)行正常,因此可以推定在事故發(fā)生前幾分鐘發(fā)生了射頻干擾.NTSB得出的結(jié)論是:列車的長度,軌道的曲率以及物理地形造成的障礙導(dǎo)致了HTD和ETD之間的通信中斷.NTSB建議AAR和ASLRRA提醒其成員運(yùn)營商:

①對(duì)其操作區(qū)域的無線電頻率傳播進(jìn)行分析,以確定可能丟失HTD-ETD通信的區(qū)域

②進(jìn)行補(bǔ)救以提供持續(xù)的HTD-ETD通信

緊急命令傳輸

列車的HTD被設(shè)計(jì)為在緊急制動(dòng)程序啟動(dòng)后2分鐘內(nèi)向ETD發(fā)送緊急制動(dòng)程序.如果HTD沒有收到ETD的回復(fù)確認(rèn)信息緊急制動(dòng)指令的傳輸將停止,直到另一個(gè)緊急剎車應(yīng)用程序啟動(dòng).如果機(jī)車工程師在2min的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)了另一個(gè)緊急制動(dòng)程序則2min窗口不會(huì)延長.隨后HTD將不會(huì)自動(dòng)向ETD發(fā)送緊急制動(dòng)命令.機(jī)車乘務(wù)員必須在初始緊急制動(dòng)后2分鐘內(nèi)嘗試額外的緊急制動(dòng),以啟動(dòng)ETD緊急制動(dòng)指令

NTSB的結(jié)論是:緊急制動(dòng)指令需要在ETD接收到之前發(fā)送而不是在2分鐘后終止.因此NTSB建議聯(lián)邦鐵路局要求在ETD接收到緊急剎車信號(hào)之前重復(fù)發(fā)送.此外NTSB建議AAR修訂其標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)和推薦操作,機(jī)車電子和列車組成系統(tǒng)架構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)S-9152.v2.2第3.8.8段制定一種通信協(xié)議:該通信協(xié)議將繼續(xù)向ETD發(fā)送緊急空氣制動(dòng)指令,直到HTD收到確認(rèn)信息或制動(dòng)管壓力減輕信息

列車制動(dòng)系統(tǒng)

空氣制動(dòng)

今天的列車制動(dòng)系統(tǒng)依賴于氣壓制動(dòng)系統(tǒng),它使用制動(dòng)管氣壓來傳送制動(dòng)信號(hào).并為列車每節(jié)車廂的風(fēng)缸充風(fēng).制動(dòng)管路空氣壓力的降低會(huì)使每節(jié)有軌車上的閥門將儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣引入制動(dòng)缸,從而產(chǎn)生制動(dòng)作用.該系統(tǒng)的三個(gè)重要限制是:它不允許有軌車水庫在制動(dòng)時(shí)進(jìn)行充電,有軌車的逐步制動(dòng)釋放不可用,制動(dòng)管路限制可能會(huì)阻塞制動(dòng)控制信號(hào).使超出限制的有軌車無法進(jìn)行制動(dòng)

傳統(tǒng)的氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)具有簡單的強(qiáng)大優(yōu)勢，它不需要額外的電子路徑(通過火車長度的電纜或無線電通信)或每條軌道上的電源來剎車、釋放剎車或?yàn)闅夤蕹潆?。然而，它也有缺點(diǎn)，即制動(dòng)或釋放命令沿制動(dòng)管傳播到每個(gè)有軌車的時(shí)間延遲、有軌車連續(xù)制動(dòng)的應(yīng)用、已制動(dòng)和未制動(dòng)軌道之間可能存在的列車內(nèi)力不兼容、無法選擇逐步釋放制動(dòng)。以及由于制動(dòng)管路堵塞(如本次事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的空氣軟管段彎曲或堵塞)而導(dǎo)致制動(dòng)應(yīng)用通信失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

采用先進(jìn)的列車制動(dòng)配置:包括DP,EOT或列車中段裝置(MTD)部分緩解了傳統(tǒng)空氣制動(dòng)的缺點(diǎn).使用DP可以直接減少不需要的或不兼容的列車內(nèi)力并提供平行的制動(dòng)管通道,以通信服務(wù)和緊急制動(dòng)應(yīng)用通信服務(wù)制動(dòng)釋放請(qǐng)求,并從機(jī)車組成部分向制動(dòng)管供應(yīng)壓縮空氣

使用MTD或ETD還可以提供平行的制動(dòng)管道通道以溝通緊急制動(dòng)應(yīng)用請(qǐng)求并可以減少設(shè)備和軌道暴露于不兼容的列車內(nèi)力

主機(jī)車與DP機(jī)車,ETD機(jī)車或MTD機(jī)車之間需要可靠的無線電通信以減輕上述傳統(tǒng)空氣制動(dòng)的缺點(diǎn).不幸的是,無線電通信的質(zhì)量以及跟蹤等級(jí)列車長度可能不同,軌道曲率,或當(dāng)?shù)氐匦魏驼系K物反射,形成間歇性溝通差距(如延長機(jī)車由鉛和無線電通信差距等記錄在這個(gè)事故調(diào)查)

操作ECP制動(dòng)

ECP制動(dòng)器是當(dāng)今貨運(yùn)鐵路行業(yè)最先進(jìn)的列車制動(dòng)系統(tǒng).ECP制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)向列車中所有配備的軌道發(fā)送電子制動(dòng)指令.列車中所有的有軌車輛和控制機(jī)車必須配備ECP, ECP制動(dòng)系統(tǒng)才能工作.ECP剎車可以作為覆蓋裝置安裝這樣裝備的列車可以在ECP模式或氣動(dòng)模式下運(yùn)行.或者ECP制動(dòng)器可以安裝在ECP專用配置中,這樣已裝備軌道上的制動(dòng)器將只對(duì)ECP信號(hào)或制動(dòng)管壓力緊急損失作出響應(yīng)

根據(jù)博斯2006年完成的一份報(bào)告:根據(jù)聯(lián)邦鐵路局官員艾倫·漢密爾頓的介紹,當(dāng)機(jī)車乘務(wù)員在列車的所有軌道上設(shè)置制動(dòng)時(shí),同時(shí)應(yīng)用ECP制動(dòng)可以大大減少列車正常運(yùn)行時(shí)的操作

當(dāng)列車加速,減速或?qū)ζ露群蛙壍狼实淖兓鞒龇磻?yīng)時(shí)通過減少沿列車長度作用的縱向列車內(nèi)力

ECP制動(dòng)系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn):以及DP機(jī)車,ETDS,和MTD通過增加一根獨(dú)立的列車長度的電纜,持續(xù)支持主機(jī)車和每節(jié)車廂之間的通信.與聲速相反,制動(dòng)應(yīng)用和釋放請(qǐng)求以光速(幾乎瞬間)進(jìn)行通信,可以逐步釋放軌道剎車,制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)可以由連接員在單個(gè)軌道車的基礎(chǔ)上進(jìn)行快速判斷,列車風(fēng)管可對(duì)每節(jié)車廂的風(fēng)缸進(jìn)行連續(xù)充風(fēng)

2015年7月NTSB發(fā)布了《列車制動(dòng)仿真研究》(Train brake Simulation Study)以量化列車制動(dòng)類型(傳統(tǒng)氣動(dòng),DP或ECP)以及列車質(zhì)量,速度和軌道等級(jí)等一系列參數(shù)對(duì)列車預(yù)期停車距離的影響.本次研究對(duì)5列不同的原油單元列車進(jìn)行了建模,列車編組78-156輛,速度為10-60mph,軌道等級(jí)為(-2,2)

研究表明:先進(jìn)的列車制動(dòng)系統(tǒng)的好處來自三個(gè)方面:減少停車距離(在潛在的連環(huán)相撞中軌道更少)降低車輛動(dòng)能(在連環(huán)相撞中,可以擊穿軌道的能量更少)更低,更均勻的列車內(nèi)耦合器力(更兼容軌道與軌道的相互作用)包括UP和BNSF在內(nèi)的許多鐵路公司都使用DP機(jī)車以使列車更長并提高列車內(nèi)部力量和制動(dòng)性能

ECP系統(tǒng)的討論

先進(jìn)的列車制動(dòng)系統(tǒng)可以為貨運(yùn)列車提供顯著的安全優(yōu)勢

在這次事故中,配備ECP的列車制動(dòng)系統(tǒng)的持續(xù)通信和連續(xù)性本可以防止這次事故的發(fā)生。雖然目前的ECP制動(dòng)技術(shù)已經(jīng)設(shè)計(jì),現(xiàn)場測試和服務(wù)驗(yàn)證;但它只在美國的單列列車上進(jìn)行了測試,而不是像這次碰撞事件中那樣的混合貨物列車.GAO 2016年的一份報(bào)告稱:ECP制動(dòng)系統(tǒng)停止使用的主要原因是可靠性問題(GAO 2016)

如上文所述,配備ECP制動(dòng)系統(tǒng)的列車使用電纜向所有軌道車輛發(fā)送制動(dòng)指令并使用常規(guī)空氣制動(dòng)設(shè)備啟動(dòng)和松開制動(dòng)器.ECP系統(tǒng)通過對(duì)每節(jié)車廂進(jìn)行自我診斷測試并向機(jī)車乘務(wù)員發(fā)送狀態(tài)信息來搜索空氣制動(dòng)限制,如果通過每節(jié)車廂的電纜發(fā)生斷開ECP系統(tǒng)將檢測到它并啟動(dòng)緊急制動(dòng)應(yīng)用程序,ECP制動(dòng)信號(hào)通過電纜傳輸與制動(dòng)管無關(guān);因此制動(dòng)管中的空氣流動(dòng)限制不會(huì)影響列車使用所有軌道車剎車的能力.NTSB的結(jié)論是:如果發(fā)生事故的列車安裝了ECP技術(shù),整個(gè)列車都會(huì)收到緊急剎車指令從而對(duì)列車的每節(jié)車廂制動(dòng),可能會(huì)防止事故的發(fā)生

結(jié)論

調(diào)查結(jié)果

①下列任何一項(xiàng)都不是造成這次事故的原因:機(jī)車乘務(wù)員的表現(xiàn)或適合履行職責(zé),調(diào)度員的行動(dòng),信號(hào)或列車正面控制系統(tǒng)或軌道結(jié)構(gòu)

②制動(dòng)管路氣流被限制在第9-10列間,阻礙了氣制動(dòng)信號(hào)在整個(gè)列車內(nèi)傳播

如果聯(lián)合太平洋鐵路公司違反《聯(lián)邦法規(guī)》第232.305條第49條所列的聯(lián)邦法規(guī)，對(duì)在拉勒米發(fā)現(xiàn)的6輛逾期未檢測的貨車進(jìn)行了單軌空氣制動(dòng)測試:任何有缺陷的情況包括那些可能導(dǎo)致制動(dòng)管空氣流動(dòng)受限的情況都可能在列車投入使用之前被識(shí)別和修復(fù)

④通信協(xié)議規(guī)定,在16min30s內(nèi)列尾裝置無法啟動(dòng)緊急制動(dòng),進(jìn)而不會(huì)通知機(jī)車乘務(wù)員

⑤列車的長度,軌道的曲線值以及由于物理地形造成的障礙,導(dǎo)致機(jī)車設(shè)備和列尾設(shè)備間失去了通信

⑥緊急制動(dòng)指令需要發(fā)送到列車末端裝置接收,而不是在2min后終止

如果發(fā)生碰撞的列車配備了電控氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù),那么整個(gè)列車就能接收到緊急制動(dòng)指令,從而對(duì)列車的每節(jié)有軌車廂進(jìn)行制動(dòng)很可能避免事故的發(fā)生

可能的原因

NTSB認(rèn)定,事故的可能原因是:04次貨車的空氣制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障:原因是制動(dòng)風(fēng)管管道內(nèi)的氣流受限,以及列車尾部的裝置未能對(duì)緊急制動(dòng)指令做出反應(yīng).而且UP未能按照聯(lián)邦法規(guī)維護(hù)軌道車輛,包括定期進(jìn)行單軌空氣制動(dòng)測試.由聯(lián)邦鐵路管理局(Federal Railroad Administration)法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的通信協(xié)議進(jìn)一步加劇了事故的發(fā)生,該協(xié)議允許機(jī)車與列尾設(shè)備間的通信中斷通知間隔時(shí)間延長而不會(huì)向列車乘務(wù)人員發(fā)出通信中斷的警告

整改措施

新建議

根據(jù)調(diào)查結(jié)果美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)提出了以下新的安全建議:

致聯(lián)邦鐵路管理局:

1. 修訂《聯(lián)邦法規(guī)法典》第49篇第232部分,要求本務(wù)機(jī)車和列尾裝置間進(jìn)行更頻繁的通信檢查(R-20-28)

2. 要求重新發(fā)送緊急制動(dòng)信號(hào),直到收到為止

致美國鐵路協(xié)會(huì)和美國短線及地區(qū)鐵路協(xié)會(huì):

3.提醒您的會(huì)員運(yùn)營商

①對(duì)其操作區(qū)域內(nèi)的無線電頻率傳播進(jìn)行分析,以確定可能丟失列車頭部設(shè)備和列車末端設(shè)備通信的區(qū)域

②采取補(bǔ)救措施提供列車頭部設(shè)備和列車內(nèi)設(shè)備的連續(xù)通信(R-20-30)

致美國鐵路協(xié)會(huì):

4. 修訂標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)和推薦操作,機(jī)車電子和列車組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(標(biāo)準(zhǔn)S-9152.v2.2)第3.8.8段制定一種通信協(xié)議,該通信協(xié)議將繼續(xù)向列車尾部裝置發(fā)送緊急空氣制動(dòng)指令直到列車頭部裝置收到確認(rèn)信息或制動(dòng)管壓力下降的信息為止.

5.2以前發(fā)布的建議

2019年9月16日NTSB發(fā)布了以下安全建議:

致I級(jí)鐵路公司:

1. 必要時(shí)審查并發(fā)布檢查軌道車末端空氣軟管配置的指南以確?？諝廛浌芘渲门c預(yù)期設(shè)計(jì)相匹配(R-19-41)

截至2020年10月,BNSF,CP,NS和UP鐵路公司的安全建議被歸類為“等待響應(yīng)”;加拿大國家鐵路與堪薩斯城南部鐵路的“開放可接受響應(yīng)”以及美國鐵路公司(Amtrak)和CSX鐵路公司(CSX Railroad)的“可接受的終止行動(dòng)”

2.復(fù)習(xí)和修改你的空氣制動(dòng)和機(jī)車操作的等級(jí)說明

操作說明和雙向行尾裝置包括:監(jiān)測機(jī)車空氣流量計(jì),檢查行頭和行尾裝置在爬坡前的通信狀態(tài),以及采取的行動(dòng)

如果列車后部的空氣壓力沒有對(duì)空氣制動(dòng)的應(yīng)用作出反應(yīng)(R-19-42)

3.提醒相關(guān)承運(yùn)人

①檢查車廂末端風(fēng)管配置以確保軟管配置與預(yù)期設(shè)計(jì)相匹配

②審查并修改其等級(jí)操作的空氣制動(dòng)和列車操作說明以及列車末端雙向裝置說明.包括:監(jiān)測機(jī)車空氣流量計(jì),在爬坡前檢查列車頭部和列車尾部設(shè)備之間的通信狀態(tài);如果列車尾部的空氣壓力沒有響應(yīng)空氣制動(dòng)的應(yīng)用應(yīng)采取的措施(R-19-43)

2020年3月9日,安全建議R-19-43被列為“封閉可接受行動(dòng)”

事故調(diào)查人員

通過時(shí)間:2020年12月29日