从“7。23”追尾事故：看高铁的创新、风险与安全

李 侠

2011年7月23日晚上20点34分，北京到福州的D301与杭州到福州的D3115发生追尾。两车方向一致，行至在双屿路段下岙路时，D3115遭到雷击后失去动力停车，造成D301追尾，D301列车第1至4位车厢脱轨，D3115列车第15和16位车厢脱轨。此次事故造成40名旅客死亡，数百人受伤的重大交通安全事故。此次事故也引发了国内外各界对于中国快速兴起的高铁热的担忧，它已经不仅仅是一次重大人员伤亡事故，而是引发了一些与创新有关的深层次问题。因此，全球化的今天，对于创新的风险与安全问题的考量就是一项创新能否真正成功的关键之处。基于这种考虑，利用已经公开的各种资料，通过对本次事故原因的简单分析，力图把与创新的接受性有关的风险与安全问题专门列出来，探讨其内在合理的匹配机制，在当下就显得尤为有必要。

一 723动车追尾事故的原因浅议

客观地说，铁道部在此次事件的处理中暴露出很多问题，仅就管理职能来说，明显缺乏有效的针对重大事故的应急与救助预案，导致在事故的处理过程中，仓皇无措，弊端百出。把本次事故的原因仅仅归诸于恶劣天气下的雷击事件，显然这个说法是不能让公众满意的。世界各国有很多高铁在运行，他们也会经常遇到雷雨天，他们怎么就没有因为雷击事件造成如此大的事故，显然，雷击现象对于高铁来说是一个常规问题，换言之，不是不可以解决的技术难题，而是有成功的解决办法的问题，而这方面我们还存在明显的不足。

虽然发生事故的D301与D3115都是动车，还不是真正意义上的高铁，但也接近了高铁，这两列动车都具备行驶250km/h的能力，因此，也就完全可以当做高铁事例来进行分析。据报道，此次事故的直接原因是雷击导致前列车D3115失去动力，停留在铁路上，紧接着信号系统出现问题，导致后车D301没有接到前方有车的信号，由此，一个悲剧事件也就在雷击的导火索下被酿成。此间暴露出的问题，远远不是雷击所能完全解释的，所有规避风险的措施几乎都同时失灵，如果有一个还能正常运转的话，这个事故也就能有效避免了。

在分析这起事故原因之前，先根据资料对这两辆动车做一个简单介绍。[1]

D3115：川崎重工-南车四方生产的CRH2型。原型：这款车型是以日本新干线的E2系1000番台为基础，也是继台湾高铁的700T型后，第二款自日本出口的新干线列车。供中国使用的CRH2型均使用与E2系相同的牵引电动机。另外，所有CRH2型的座椅均可以回转。生产：中国南车集团四方机车车辆股份公司联合日本川崎重工生产。CRH2A为8节车厢编组座车动车组，200公里级别(营运速度200KM/h，最高速度250KM/h)。CRH2B为16节大编组座车动车组。CRH2C为8节车厢编组座车动车组，300公里级别，作为京津城际高速铁路用车，标称时速300公里，最高营运时速350公里。本次事故中的车型应该是CRH2B型，有16节车厢，由于当时受到雷击，以20 KM/h的速度缓缓滑行。

D301：庞巴迪-南车四方的CRH1型。原型：Regina C2008，由庞巴迪为瑞典制造。生产：中外合资企业青岛四方－庞巴迪－鲍尔铁路运输设备有限公司(简称BSP)制造。车厢：是目前国内最先进的，有16节车厢，其中10节有动力。动车组列车整洁美观，停靠在专用车库，车身长420多米，共有16节车厢，其中9车厢是餐车，1到13车厢(除9车厢)是二等座车厢，14到16是一等座车厢。车厢分为大客室和小客室，二等座每节车厢的大客室有61个座位，小客室有31个座位，感觉座位舒适宽敞。一等座车厢更为宽敞，大客室48座，小客室24座，一等座车厢的座位有脚踏，可调节。时速：CRH1B型动车组与既有上线的CRH1A车相比速度更快，时速达250公里。CRH1B车型的第一列是2009年3月5日下线的。据报道事故发生时，D301正以118KM/h的速度运行。

根据这个简单介绍可以清晰地知道，这两种型号的动车已经是相对比较成熟的车型，谈不上什么机密问题，因此，事故发生后，匆忙挖坑掩埋车头是非常令人费解的事情。由此可以推测，铁道部几乎没有什么像样的对于重大事故的成熟应急预案准备。以往的事故发生后，大多是通过封锁消息，封闭现场等办法，快速让这个消息淡化，通过这种方式，很多次事故也都平稳度过，当此次事故发生时，仍然习惯性地沿袭了以往的处理方式，但是在公众媒体的曝光下，事故处理的草率以及粗糙一下子全暴露出来了，这才是铁道部在处理此次事故时顾此失彼的深层原因，也只有通过这种无限追问，未来才有可能建设真正的应急预案。　

现在我们简单分析一下事故的原因还是很有必要的。（铁道部的两次改口理由都不是很充分，第二次理由即信号故障一说，比先前的雷击说有一些进步，但还是语焉不详）。

按照中国高铁总设计师何华武的观点：“高速铁路信号系统是保障列车运行安全、提高运输正点、效率的关键技术设备。主要由调度集中、列车运行控制、车站联锁、集中检测等子系统组成。”[2]按照何华武教授的总结，调度集中（CTC）是一种列车运行方式。列车在规定的区段进入车站股道和通过闭塞区间。CTC系统由调度中心设备、车站设备和线管网络设备组成。CTC系统采用双硬件、双网络的冗余结构。这点非常重要，换言之，一次雷电原则上是不能完全摧毁调度集中模式的运行的。这里还需要补充一个关键概念，即闭塞空间，它的意思是指：“一般来说，每两列动车之间有7000~8000米的距离，专业上称“闭塞分区”，两个相邻站之间(铁路术语叫区间)有多个信号机。每两个信号机柱之间的空间，铁路上把它看做是封闭的空间，叫闭塞区间。按照规定，两个信号机之间的这个空间，绝对不允许同时存在两辆列车。”[3]这种管理方法是我国长期使用的方法，也是行之有效的，而此次事故中，一个闭塞区间内竟然出现了两列列车，而且多方毫不知情，这实在是难以理解的事情。由于新设计的高速客运专线行车最小间隔达到3分钟一辆，换言之，一小时内将有30辆列车通过。如此高密度的列车运行，调度系统应该是整个行车系统中非常关键的环节。他出现问题是一个值得深入追问的问题。

列车安全运行的第二个重要保障是列车运行控制系统。按照何华武的总结：高速铁路行车以速度信号代替传统的色灯信号，以车载信号作为行车凭证，为防止司机失误影响行车安全，地面传送到车载设备的信号直接转变为对列车制动系统的控制，称为列车运行控制系统。主要有地面设备和车载设备组成。主要功能是超速防护、临时限速，防止列车冒进、错误出发、错误退行。它的运行的基本要求是：列控系统技术平台的确立必须做到有利于路网的同一性，有利于调度的集中统一管理。[4]我国300-350KM/h铁路确定CTCS-3列控系统作为全路统一技术平台，并兼容CTCS-2列控系统，实现动车组上下线运行。本次事故中的两列列车都是采用CTCS-2列控系统。CTCS-3系统采用GSM-R无线通信传输列控信息，主要由车载ATP、无线闭塞中心RBC、微机联锁、调度集中CTC、应答器、ZPW-2000轨道电路构成。CTCS-2与CTCS-3的构造基本相同，后者可以看做是前者的升级版本。从这个列控系统的构成可以看出，如果各部分正常运转是完全可以避免事故发生的。这里还有两个细节需要关注：即车载的ATP系统和GSM-R无线通信系统。恰恰是这两个系统能够在自动与手动的情况下完成风险的规避，可惜的是，在此次事故中，这两者都没有发挥应有的作用。

目前争议最大的是车载系统ATP的状况。所谓的ATP系统：列车自动防护系统，其英文名称为“Train  Automatic  Protect  System”，  城市轨道交通的信号控制系统中，列车自动防护系统是信号控制系统非常重要的组成部分，它为列车提供安全保障，有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车作业效率。据介绍，列车自动防护系统主要有七项功能，分别是：1防止运营列车超速运行；2接收和处理来自地面的信息（这点在本次事故中非常重要，它的运作模式是：列车运行在轨道上，地面轨道电路或地面的其他设备，将列车运行所需的信息发送出去，安装在列车车体上的列车自动防护系统设备会实时接收这些信息，并对这些信息进行实时分析和处理，以及时对列车的运行状态和运行速度进行控制。通常这些信息中包含有列车允许运行的最大速度值、线路位置等。）3防止列车相撞（这项功能在此是何等重要）；4列车安全停靠站台；5列车车门控制；6空转、打滑防护；7防止列车发生溜车。[5]目前铁道部公布的信息是，前车D3115列车的ATP遭雷击失灵，得到调度指令，缓慢滑行，而后车则是接收错误信号继续前行，结果导致两车的追尾事故。作为高速列车最为重要的安全保障系统怎能如此脆弱，真是令人费解的事情，CTC与ATP同时失灵，真的是小概率事件。通常来说：ATP是通过前车发射的信号判断当前列车速度的智能设备，而LKJ则是通过接收轨道电路的地面色灯信号机的信号来实现对列车的安全控制。看来动车D301即便按照最原始的LKJ运行也在劫难逃了，因为信号灯一路绿灯。对此，也可以深入挖掘一下，这样才能为以后改进提供一种解决策略。

据网上一些报道，中国高速铁路系统的车载ATP系统并没有实现技术上的完全消化与升级，它的骨子里而仍是落伍的LKJ系统，适合于160KM/h以下速度的列车使用，当下的所谓的高科技ATP只是冒充ATP而已。[6]但是即便是落后的LKJ系统，它的设计也是很合理的，即如果轨道电路和色灯信号机出现故障，后车D301的色灯应该是黄色、红色或者白色，怎么可能都是绿色灯呢？这种事件的概率真是小之又小啊，但偏偏发生了。

据资料介绍中国高铁系统运行的CTC与ATP系统，以及色灯信号系统，再到完整的列控系统CTCS-3(2)等，都是中国铁路通信信号集团公司的产品。其中为事故动车提供车载自动防护系统(ATP)的供应商是和利时公司。中国铁路通信信号集团公司（英文China Railway Signal&Communition Corp，缩写CRSC），简称中国通号，是国务院国有资产监督管理委员会直接监管的大型中央企业。该企业在2009年的责任报告中称：“集团承担的国家科技支撑项目“高速列车运行控制系统技术及装备研制”于2009年正式启动，项目的目标是研制具有完全自主知识产权的、满足京沪高速铁路需求的列车控制系统，目前该项目整体进展顺利。C3列控系统实验室、GSM-R系统实验室、城轨ATC系统实验室、C2专项实验室、CTC专项实验室、TDCS专项实验室、GSM专项实验室、联锁专项实验室、数字视频仿真测试实验室、应答器开发与测试专项实验室等一批试验平台得以建设完成。初步形成了具有自主知识产权、较完整配套的系统技术和产品体系。”[7]由于中国行政部门的条块化分割，导致业务领域也是高度垄断的，科技活动也基本是锁定在这种模式下。由于垄断，它的业务水平肯定不是最高的，我们从中国通号公司的主页看不到任何有用的研发力量信息，让人无法判断他们的真实技术水平，这也是很多国有垄断企业的通病，由此也形成了中国科研的割据状态。基于这种现实，我们不难推测为何生产信号设备的北京全路通信信号研究设计院的产品会出现“设计上存在严重的缺陷”的问题。（上海铁路局局长安路生，7-28讲话）按照今天的科技水平来说，信号设备的技术含量不是很高，至少不存在很多技术难题。为何会出现如此低级故障，实在说不过去。根据北京全路通信信号研究设计院有限公司的主页介绍：北京全路通信信号研究设计院（英文缩写：CRSCD）成立于1953年，是由国务院国资委管理的中央企业中国铁路通信信号集团公司下属的二级国有独资企业。经过57年的发展，已成为中国轨道交通安全控制和信息技术领域的领先企业。这么历史悠久的一个专攻铁路信号的企业会出现如此低级的错误，令人不可思议。另外，从该公司的主页上也看不到该公司的科技创新能力的稍微详细一点的说明与介绍。这几乎成为国有垄断企业的一个通病，占领了这个位置，就理所当然地认为代表了全行业的最高水平。

   

 

再有一个最后的救急方式，即GSM-R无线通信系统，无线通信系统不会也被雷击了吧，前面动车D3115出现故障后，可以马上用GSM-R无线通信系统与前方车站联系，然后调度再通知后车D301减速，这样也可以有效规避追尾事故的发生，不知何故这个功能也无缘无故的失灵了。所以，723列车追尾事故是一件在理论上层层保护下几乎不可能发生的事件，令人匪夷所思的是它却突破层层防护设施真的追尾了。

综上，我们可以给7。23事故原因一个粗糙的判断：这是一起由雷击事件作为导火索，加上调度系统失灵与信号系统技术不过关，多因素共同作用的结果，在事故责任的分摊中，雷击事件仅占很小部分，主要问题还是调度指挥与动车的信息系统（列控系统的子系统）共同失灵造成的结果。换言之，事故的主要原因不在于天灾，而是人祸。

二 高铁的创新、风险与安全

可以说从2007年第六次铁路大提速以来，尤其是近四年来，我国高铁行业才开始真正开速发展起来，高铁本身是一项技术高度复杂的技术综合体，它的安全有效运行需要相关环节都能在技术、管理上有与之匹配的相应的技术提高与进步才能实现。从这个意义上说，中国高铁事业的快速发展，相关的支撑领域还没有跟上，这种配套系统不支持的现象，才是创新活动最为尴尬的处境。结合本次事故的案例，我们可以引申出一些有关创新的风险与安全问题，也许这才是我们从血的教训中应该吸取的。

中国高铁事业的创新路径走的完全是一种顶层设计的路线，这也与中国的政治架构有直接的关系，因此，这种创新不可避免地受到政治因素的过多干预。这点不同于西方市场经济国家的创新运作模式。在西方市场需求拉动是创新的主要力量，而在中国这是创新的次要因素。这种差异决定了中国创新更追求政治取向而非经济取向，它的优缺点很明显，这里不再赘述。根据当代创新研究的一种共识是：创新要获得成功，需要最大程度上降低风险，最大程度上保证安全，由此才能获得社会的认同，进而实现盈利。按照德国社会学家贝克的说法，我们已经进入风险社会。针对风险社会的特点，降低创新过程中的风险就成为创新能否成功的关键。对于这次的严重事故，我们要避免两种错误倾向：其一，因噎废食，彻底否定高铁，这不是一个成熟社会应该有的选项；其二，管理部门对于事故采取不负责任的瞒报与隐瞒，在指导原则上仍然是我行我素，导致事故的深层原因仍然没有得到解决，从而也为未来的发展留下隐患，并造成管理部门与社会的对立与严重的不信任的蔓延。

客观地说，中国高铁在技术上是有创新的，这是不容否定的。由于中国发展高铁采用的是一种卖方竞争的机制，希望通过这种方式打破技术垄断。但是效果并不好。换言之，目前在中国高速铁路上运行的高铁几乎涵盖了世界上的主要高铁生产商的产品：如日本川崎公司（CRH2）、法国的阿尔斯通公司的（CRH5）、德国西门子公司的（CRH3）、加拿大庞巴迪公司的（CRH1），这么些不同型号的列车都采用不同的列控系统，如何把它们整合起来，能够完全兼容就是一个很大的技术问题，本次事故中的两列动车就是日本模式与加拿大列控模式的整合问题，所以中国目前的CTCS-2列控系统还有待完善。

一个成功的创新还需要时间和必要的支撑条件。由于我国高铁的盲目跨越式发展，导致各环节严重不匹配你，既有先进的硬件（动车），又有落后的管理组织方式，以及脆弱的控制系统。为了解决这些问题，我们应该给创新留出必要的消化吸收时间，所谓磨刀不误砍材工就是说的这个道理。日本新干线从200KM/h提速到300KM/h，用了接近四十年时间，反过来看看我们用了几年时间，期间存在的差距不难明白。另外，笔者对于高铁创新的各个生产商（南车集团与北车集团）的年报材料进行了认真的分析与阅读，发现一个问题，即中国高铁创新的支撑条件还存在严重不足，抛开软支撑不谈，在硬支撑方面也存在严重不足，主要不足有两个方面：其一，研发投入不足，消化吸收就更不足了，这已成为中国创新的通病；其二，人力资源不足，真正有能力进行创新的力量不足。

在中国这样的一个发展中国家搞创新，本身就是很有难度的事情。因此，必须调动所有的智力资源进行创新，这就要求打破行业垄断，只有这样才能形成真正的竞争，才能最大程度上发挥我们的智力资源的优势，以此解决创新中存在的技术难题。比如说高铁的列控系统西方国家就不会卖给我们，我们只能依靠自身的力量来解决这个问题，这就要求调动全国的相关力量，单凭一家的技术力量是难以保质保量地完成任务的。如果不打破行政垄断，这个问题在中国当下又是无解的。可以说未来三五年之内，列控系统仍是中国高铁创新面临的主要难题。需要及早动手加以解决。

最后，在高铁创新的文化与舆论支撑基础条件中，要形成安全认同，而不是政治认同。中国几乎所有企业活动都被政治文化绑架，这是很糟糕的事情，如各种违背科学规律的献礼工程等。历史证明，所谓的政治任务大多是违背科学规律的，这也是中国必须改掉的特色之一。

最后，谈一点自己的隐忧。中国国高铁建设的速度太快了，很多工程质量问题令人担忧，而高铁的安全运行对于轨道桥梁等的质量要求极高，而中国的施工方式让人担心。笔者多年前曾提出过一个工程质量与转包次数之间的经验公式：Q=Q₀（1-f%）ⁿ，大概意思是这样的：产品质量Q与转包次数n以及转包收费率有关系。举例说，一个工程被转包3次，每次赚保费为10%，那么最后的工程质量Q=Q₀（1-10%）³，通过计算可知，最后工程质量Q=0.73Q₀，也就是相当于理论质量的73%，这样一来，也就把设计中的安全余量完全吃掉了，之所以会出现豆腐渣工程，就是因为转包次数太多，导致最后用于工程的经费已经严重不够，只好通过偷工减料来弥补正常利润的损失。在中国目前的架构下，所谓的招投标就是一种设租游戏而已。这种工程隐患大多要潜伏五年以上，除非遇到特殊地质事件才会显现出来，这是非常令人担忧的事情。（Q=Q₀（1-f%）ⁿ，这个公式仅是个人的一种主观经验，缺乏实证数据）

关于创新、风险与安全三者之间的关系，是一个无法完全割裂的复杂过程：增加安全度本身就是一种创新；实现有效地降低风险也是一种创新。而风险本身又恰恰是创新活动的特点所在，没有风险的活动也就不是创新了。基于上述分析，中国高铁在未来数年间提高安全性降低风险就是创新活动的主要任务。如果稍微仔细一点，也就不会发生723事故。经过这次事故，高铁不但不应该萎缩，而应该是让各环节耐下心来，多花些时间消化吸收技术。加大研发投入，在各个关键环节上引进人才。一条健康、安全的高铁是中国社会发展所需要的。基于此，也才能避免类似的低级失误造成的事故。

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