美国能源信息署最近发布了一张地图，反映出一项鲜少有人意识到、却对我们的经济产生重大影响的变化。
下图展示了最新的全国原油铁路运输数据，以及从北达科他州向全国各地运送石油的激增情况。去年，列车每天运输的石油超过 100万桶 ，即2014年日均运输量——比2010年的日均5.5万桶大幅增加。
原油铁路运输量增加的同时，也发生了多起引人瞩目的列车脱轨事故，包括伊利诺伊州就在 上个月发生的一起事故，这些事故造成了严重的经济和环境损害。技术能否提升安全性？可以。汽车正变得越来越高科技，铁路运输领域的各方也在探索各种技术，以提高安全性。
打造并维护更好的铁路货车
铁路公司已经采取了一些措施，通过改进制动系统和升级 轨道基础设施来改进设备。改进做法也能提升安全性，包括加强轨道检查、限制油罐列车速度，以及选择能减少对人口中心地带影响的路线。铁路公司还增加了货车缺陷检测器的使用。这些检测器安装在轨道旁，可根据受力、温度、声音或视觉测量结果，自动识别铁路货车的机械缺陷。
铁路公司已经在实施其中许多技术，既为了提升安全性，也为了增加经济效益。改进轨道和车辆检查做法，除了能降低脱轨相关的安全风险，也有助于减少延误的可能性；延误每小时可能给铁路公司造成数百美元的损失。
一项经济分析 估算，2011年所有美国一级铁路公司的铁路货车缺陷所致年度列车延误成本（缺陷会导致列车在途中意外停车）超过1,500万美元。相比之下，美国四家最大的一级铁路公司每年因干线脱轨造成的轨道和设备损坏，平均支出为3,500万美元。因此，减少脱轨和列车延误所带来的经济驱动力相当大。
联邦机构和立法者也在努力确保联邦安全要求和公共政策能应对新的运输格局。这一格局是由国内石油业繁荣以及从加拿大增加进口所带来的。联邦政府目前正在考虑制定新的安全标准，以改进专为运输原油设计的罐车。
然而，推动此类立法面临相当大的挑战，因为绝大多数罐车归私人公司所有，而这些公司并非负责运输它们的铁路公司。
因此，谁应承担更换和／或改装原油罐车车队的经济负担，成了一个问题。基于上述安全和经济方面的激励因素，一些铁路公司已经开始 购买 改进型罐车供自己使用，但这尚未成为全行业普遍的趋势。
研究的作用
研究人员也在探索如何通过多种方式运用技术提升安全性，包括：
改进罐车设计：美国铁路协会（AAR）正致力于推动联邦政府制定更严格的标准，适用于运输原油和其他危险液体的罐车。 美国联邦铁路管理局 和各所大学都在开展大量研究，以评估罐车安全性并制定优化的罐车设计方案： 罐车安全设计合作研究。
轨道与基础设施检查：研究发现，铁路轨道故障是 导致脱轨的主要 原因之一， 在美国尤其如此。因此，铁路公司已开始加强 轨道检查，包括在原油列车运行路线上使用先进的轨道几何检测车——这种车辆利用激光系统测量钢轨轮廓。铁路公司也在开发超声波钢轨检测方法和探地雷达系统，以提高 检测轨道缺陷的能力。
风险评估：与危险品相关的铁路运输风险研究仍在进行。风险评估涵盖了 钢轨缺陷检查、评估 路线规划和列车速度、 轨道质量 ，以及旨在降低风险的 综合框架 。该 框架 考量运营做法、列车路线规划、基础设施和车辆设计，以识别铁路运输危险品所涉及的财务和安全风险。
自动化状态监测技术：全国各地的轨道旁已开发并安装了多种沿线检测系统，用于 评估 列车运行途中机车和货车部件的状态。这些系统采用多种技术识别关键缺陷，从而带来 安全和经济效益。一些关键技术 包括：
用于测量过热车轮／轴承的红外温度传感器
用于识别铁路货车中磨损滚子轴承的声学轴承检测器
高科技铁路：近距离观察声学轴承检测器。
Bryan Schlake 提供用于测量车轮轮廓并识别磨损车轮的激光系统
用于检测低垂气管、结构缺陷以及损坏或缺失的铁路货车安全装置的机器视觉系统
用于识别受损车轮的载荷冲击传感器，这类车轮可能偏离圆形或出现扁平磨损点。
先进制动系统：技术和运营做法都能在改善油罐列车制动方面发挥作用。有人建议采用电子控制气动（ECP）制动系统。 ECP制动系统 利用电信号而非气压信号触发制动，可使列车中所有车辆更快地施加制动。
ECP制动系统已在煤炭列车上有限使用，但其成本是否足以证明安全和经济效益尚未得到证实。更好的选择或许是采用以下任一方式：
分布式动力，即将机车分散配置在列车不同位置（例如车头、车尾，甚至中部），和／或
双向列尾装置（EOTD），使制动信号能够从列车尾部发出。
这两种运营做法都能加快制动并减少“纵向冲动”：列车前部车辆先于后部车辆开始制动，导致后部车辆“撞上”前方车辆，从而产生更大的列车内部作用力。美国运输部于2014年7月提出这些措施后，美国一级铁路公司同意为 所有油罐列车采用分布式动力或双向列尾装置，以加强制动。
列车主动控制系统（PTC）：这项技术会自动减速或停车，以防止因超速或漏看信号等人为错误导致碰撞或脱轨。2008年联邦政府颁布强制规定后，铁路公司开始开发并安装这种基于GPS的安全叠加系统；最终，该系统将覆盖美国超过 6万英里轨道。
应急响应：铁路公司正与各类组织合作，通过 应急响应培训提升社区安全。
降低风险
此外，新的技术也在开发中，旨在提高环境清理工作的速度和成效。例如，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一项名为 Petro-SAP 的专利技术，可在漏油事故发生后吸收环境中的石油。未来，此类技术可用于减轻列车相关漏油事故对环境的影响。
尽管与油罐列车脱轨相关的风险尚未消除，但通过广泛研究、开发并应用新技术，原油铁路运输的安全性确实已经提高。
铁路公司、政府机构、研究机构和大学持续开展的努力，将继续提升原油铁路运输的安全性，降低风险，并有望缓解公众对铁路运输的担忧。
有关原油铁路运输的更多信息，请参阅： 历经灾难，原油铁路运输正变得更加安全。
本文与 The Conversation合作发布。发表本文并不代表世界经济论坛认同其中的观点。
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作者：Bryan Schlake 是宾夕法尼亚州立大学铁路运输工程讲师。
图片：2014年10月10日，西伯利亚克拉斯诺亚尔斯克，一名员工在克拉斯诺亚尔斯克石油产品公司质量控制实验室，将来自俄罗斯石油公司（Rosneft）拥有的瓦科尔油田的矿物油注入试管。路透社／Ilya Naymushin。