D2809动车撞上泥石堆，司机发现异常5秒内急刹，或遇到了白洞效应

　　由贵阳北开往广州南的D2809次动车，在贵州省榕江车站附近发生脱轨事故，导致1死8伤，列车司机殉职。这是自2011年7月23日甬温线动车追尾事故之后，又一起罕见的高速动车组事故，还造成了伤亡，因此格外引人关注。
　　D2809次动车撞上泥石堆后脱轨
　　目前通过各大媒体的报道，我们已经可以大致了解事故发生时的情形。D2809次是由成都铁路局担当的8车编组动车组，最高时速为250公里/小时，正点应该在上午10点43分到达丛江车站，其间会经过榕江车站但不停车。
　　事发当天的凌晨，榕江县气象台曾一度发布了暴雨红色预警信号。上午10点30分左右，D2809次在通过距离榕江站不到2公里的月寨隧道后，突然与隧道口上方山体滑坡侵入轨道的泥石流相撞。
　　隧道口处山体滑坡造成尼石流侵入线路
　　据上游新闻报道，目击者称：＂泥石堆在铁轨上，和谐号来了，冲过泥堆，歪歪扭扭进了榕江台，撞上了月台。＂而据国铁成都局集团有限公司的通报称，列车撞上突发溜坍侵入线路的泥石流，导致7号、8号车发生脱线，造成1名司机、1名列车员和7名旅客受伤。
　　榕江站的视频监控画面
　　总体来看，这起事故最直接的罪魁祸首应该是天灾。在大量降雨后，山体泥土含水量增大，发生了滑坡或泥石流。在此之前的10点05分，还有一列G2929次列车正常穿过了隧道。因此，D2809次列车很可能是在泥石流发生后不久就到达了此地，因此提前并不知道前面有障碍物，已经很难避免撞击。
　　不过，据＂中国铁路＂公众号的消息：通过对车载数据的分析，D2809次的值乘司机在列车行驶至榕江站进站前的月寨隧道内时，就发现了线路异常，并在5秒钟内采取了紧急制动措施，列车滑行900多米。高速铁路的防撞墙和轨道结构的整体防护作用避免了列车颠覆坠落。
　　D2809车头损毁严重，司机殉职
　　由此可见，司机虽然在隧道内发现了前方轨道上有异常，并在5秒之内紧急制动，但依然未能刹停列车，这是什么原因呢？如果列车的制动系统没有出问题的话，那只能是留给制动的时间太短，不足以把车停下来。这是因为：与能在两三秒之内就能刹停的汽车相比，火车完全刹住的过程要慢得多，所需距离也要长得多。
　　动车组的刹车分为常用制动和紧急制动两种。常用制动分为很多级（一般是8级），最高一级的制动减速度大约是0.8~1.0m/s^2，我们取个中值0.9m/s^2。而紧急制动的减速度约是常用制动的1.5倍，即在1.35m/s^2，如果换算成G值（重力加速度）的话，只有0.14G左右。而一般小汽车的制动减速度能达到0.5个G，二者相差甚远。
　　D2809动车组是8车编组
　　为什么火车的刹车减速度不能做的和汽车一样呢？因为火车太重了！小汽车的重量在1.5吨左右，一些高大的SUV车型也就是2吨，而一列8车编组的动车组，重量可达400~500吨，相当于200~300辆小汽车。如此大的重量，所需的刹车力也是相当巨大的。动力组一般采用电制动和空气制动相结合的制动方法，能达到0.14个G的减速度已经不容易了。
　　既然刹车减速慢，刹停的距离自然就长。假设动车组以250公里的时速运行，以0.14G进行紧急制动，并且假设这个加速度能一直保持的话，刹车耗时将达到51.4秒，距离将长达1780米。实际上在司机按下刹车后，制动力不会立刻产生，也不会马上就达到最大值，还会有一段空走距离，因此制动距离会更长。
　　实际上，动车组在200公里/小时初速下的紧急制动距离为2000米，250公里/小时初速下的紧急制动距离为3200米。这么一来，如果D2809次当时的运行速度是250公里/小时的话，司机必须在约3.2公里以外发现障碍物，才有完全刹停的可能。如果当时的时速低于250公里，这个距离可以短一些。
　　动车组的制动系统
　　即便是在平直的轨道上，且视线良好的情况下，司机在3.2公里的距离上发现障碍物也是比较困难的。如果是在长长的隧道里，情况就更加糟糕了，所以说司机已经尽力，但无力回天。不过这里有一个细节：＂中国铁路＂公众号提到司机发现异常后，在5秒内紧急制动。如果司机能够一下子就断定前面的异常是泥石堆，一定不会等上5秒才制动。
　　在开汽车时，正常人在紧急情况下的反应时间约为0.3~1.0秒。相比之下，5秒就显得太长了，足够列车行驶数百米。为什么要等上5秒呢？人马君认为，司机虽然看到了障碍物，但很可能看不太清楚，直到几秒钟后才判明有危险。造成这种现象的原因，一个是距离远，另一个就是隧道中特有的视觉现象，即＂白洞＂效应，该现象在我们平时开车时也经常遇到。
　　穿过隧道时有可能遇到＂黑洞＂和＂白洞＂现象
　　当汽车或火车高速通过隧道时，在隧道口附近会产生＂黑洞＂或＂白洞＂效应。当车辆进入隧道时，隧道内的光线相对偏暗，驾驶人会出现短暂的＂眼盲＂，觉得眼前一片黑暗，啥也看不清，这就是＂黑洞＂效应。对于汽车来说，这时候需要开启近光灯，不仅能让驾驶人看清前方路况，也便于让其他车辆察觉。
　　而在将要出隧道时，情况又恰好相反。由于隧道外的光线较强而内部较暗，人看到的隧道洞口最初是一个白亮的洞，看不清楚隧道外其他的东西，这就是＂白洞＂效应。对于D2809次列车来说，当在隧道内距离隧道口较远时，隧道口就是一个又小又亮的＂白洞＂，很难分辨出景物。
　　出隧道时的白洞现象
　　在这种恶劣的视觉条件下，列车司机一定是仔细观察后才发现了异常，但要判明这个异常是不是危险的障碍物，确实需要时间。D2809的司机能在5秒内紧急制动，已经相当不容易了。如果刹车时间更晚的话，脱轨的就不仅仅是2节车厢。司机的不幸殉职，令人感到非常痛心和惋惜。
　　从这也可以看出，在紧临隧道口处出现障碍物，单靠司机的能力是很难实现安全停车的。如何才能在泥石流侵入线路后的短时间内就发现异常，是一个很值得探讨的话题。
　　据报道，高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统已广泛应用于我国各条新建及已开通高速铁路上，当检测到异物侵限灾害时，防灾监控单元会触发信号，传输至列车ATP设备，进而触发列车制动。不过，这种异物侵限检测设备一般会装在公跨铁立交桥等处，未必会全线都安装。
　　异物侵限监测系统
　　有网友提出可以用无人机24小时巡线，或者是对危险地段采取全程视频监控。虽然现阶段未必能全部实现，但确实可以作为探索的方向。
　　#D2809司机发现异常5秒内紧急制动#