高速鐵路綜合維修必要性分析及方案建議

許克亮

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司， 湖北武漢 430063)

1 我國鐵路維修模式的現(xiàn)狀分析

經(jīng)歷不斷地改革和創(chuàng)新,目前形成的既有線維修模式以分專業(yè)維修為主,即工務、牽引供電、通信信號等設施維修自成體系，其維修機構(gòu),按專業(yè)分為維修段、車間、工區(qū)三級,形成隸屬關(guān)系,相對獨立作業(yè),各自為陣。分專業(yè)維修雖然有管理簡單直接等特點,但同時也存在著工程設施重復建設,占用土地資源較多,機構(gòu)設置松散等缺點。

分專業(yè)維修,維修天窗的利用率較低,專業(yè)相互之間關(guān)聯(lián)性較差,如工務段、供電段、電務段分別按不同的天窗時間上線作業(yè)；又比如：接觸網(wǎng)維修作業(yè)是以線路的定位為基準,一旦線路改變,必然引起線與網(wǎng)相對關(guān)系的改變,但是現(xiàn)場往往是修線路的不管接觸網(wǎng),而修接觸網(wǎng)的又管不了線路,容易出現(xiàn)漏修錯修。

2 國外鐵路維修模式的發(fā)展趨勢

自1964年10月日本建成世界上第一條時速210 km的東海道新干線以來,日本、法國、德國、西班牙、意大利等國家、地區(qū)先后修建了高速鐵路?；诓煌纳鐣?jīng)濟及路網(wǎng)條件,各國高速鐵路固定設施維修模式不盡相同,但都朝著集中維修、綜合維修、努力縮短維修天窗的方向發(fā)展。德國、日本高速鐵路維修模式具有一定的代表性。

德國的高速鐵路新線總里程約900 km,每條線路較短,一般為100～300 km,新線是在既有快速鐵路網(wǎng)基礎(chǔ)上分段建設起來的,但輻射范圍達7 000余km。行車密度相對較小,線路以無砟軌道為主,因此線路維修工作量相對較少；維修“天窗”較長,約6 h。維修設施按地區(qū)設置,各專業(yè)合在一起作業(yè),圖1、圖2為德國科隆集中維修樓。

圖1 科隆維修樓(工務、電力、通號共用)

圖2 科隆維修作業(yè)車庫

日本國土面積狹小,多山,人口密度大。新干線線路里程共計約2 300 km,新干線與既有線分開,自成體系；最高運營速度達300 km/h；除早期修建的東海道、山陽新干線采用有砟軌道外,其他新干線均采用了無砟軌道,維修“天窗”長,約6 h,但白天的行車密度高于德國。各專業(yè)維修設施集中布置,由專門維修公司承擔的綜合維修模式。

日本新干線經(jīng)幾十年的發(fā)展,從分專業(yè)維修演變到由綜合調(diào)度系統(tǒng)統(tǒng)一計劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮的多專業(yè)協(xié)同作業(yè)的局面,并綜合設置維修基地。目前雖然各專業(yè)歸屬不同的部門管理,但作業(yè)時,作業(yè)車輛之間、車輛和作業(yè)人員調(diào)度及相互之間的安全防護是統(tǒng)籌考慮的。因此,日本新干線實質(zhì)上是綜合維修，綜合維修帶來的效率、安全和便利,在日本新干線得到了較充分的體現(xiàn)(如圖3、圖4所示)。

圖3 日本大宮保線土木與電力技術(shù)中心樓

圖4 東鷲宮?；刈鳂I(yè)車庫

3 我國高速鐵路的特點

本世紀以來,我國開展了較大范圍的高速鐵路建設,包含客運專線和城際鐵路的規(guī)劃和實施，高速鐵路主要以客運為主。我國國情相對于德、日、法等高速鐵路路網(wǎng)發(fā)達的國家,具有地域廣闊、人口眾多等特點。目前已經(jīng)和正在建設的高速鐵路技術(shù)具有以下特征。

3.1 我國高速鐵路是高標準技術(shù)集成

我國高速鐵路各系統(tǒng)博采眾長、自主創(chuàng)新,是技術(shù)高標準、高質(zhì)量的集成,實現(xiàn)了高速度、高平順性、高精度的目標要求,同時其高可靠性、高穩(wěn)定性、高安全性也在經(jīng)受時間的考驗。武廣線客運專線已經(jīng)創(chuàng)造了350 km/h運營時速的世界記錄。

3.2 我國高速鐵路維修“天窗”的短時性

我國幅員遼闊,客運專線跨越區(qū)域大、線路長,高速線路初期運營動車組,近遠期還需考慮長途車跨線運營的模式。所有這些運營的條件,決定了我國的維修天窗設置不同于德、日、法等國,必然是天窗的短時性,目前采用是4 h垂直“天窗”，必須有高效率的維修作保障。

3.3 線路繁忙、維護作業(yè)量大

我國客運專線運營時間長,車流密度大,設施磨耗、損耗相對較快，保養(yǎng)維修作業(yè)量大，必須有專業(yè)化的維修作保障。

3.4 節(jié)能減排及環(huán)境友好

節(jié)能、減排,綠色環(huán)保、環(huán)境友好是人類面臨生存環(huán)境日益惡化必須采取的基本建設措施,是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要推動力。鐵路是節(jié)能環(huán)保的運輸方式之一,必須走低碳經(jīng)濟發(fā)展的道路。因此，高速鐵路各項設施的建設都要求節(jié)約用地,減少排放,減少對環(huán)境的影響，必須有節(jié)約型的維修作保障。

4 我國高速鐵路實行綜合維修的必要性分析

4.1 綜合維修的特點

按照符合國家鐵路發(fā)展的長期規(guī)劃,適應我國高速鐵路的技術(shù)特點、運營要求的思路,綜合維修是高速鐵路維修模式發(fā)展方向。高速鐵路應建立固定設施的綜合維修體系,承擔線路、軌道、路基、橋涵、隧道、牽引供電、電力、通信、信號等設施的維修。

綜合維修最大的特點就是可實現(xiàn)高速鐵路的高安全、高效率、專業(yè)化、節(jié)約型、信息化維修。目前，我國客運專線沿線維修設施、維修車輛停放線、生產(chǎn)房屋等進行統(tǒng)籌設計,綜合布置,實現(xiàn)集約化管理。

4.2 中國高速鐵路實行綜合維修的必要性

采用綜合維修體制,整合生產(chǎn)力資源和機具資源。基地、車間技術(shù)能力強,有能力承擔較大型的維修作業(yè)；而班組配置少量專業(yè)人員,進行檢查和保養(yǎng)工作,各專業(yè)工區(qū)人員集中布置,可優(yōu)化生產(chǎn)、生活設施。因此，采用綜合維修,一方面有能力加強專業(yè)化、機械化的維護生產(chǎn),同時又是合理使用土地,減少排放污染,統(tǒng)一供暖供水、供電等的最有力措施。

采用綜合維修體制,在統(tǒng)一的維修天窗下,共同安排各專業(yè)班組的上線作業(yè),是保證我國高速鐵路短時維修“天窗”得以實現(xiàn)的關(guān)鍵性措施之一。維修是為運營服務的,維修模式必須適應我國高速鐵路高速度、高密度、運營時間長等運營特點,要在較短的時間完成相對較大的檢查維修作業(yè)量,唯一的途徑就是提高作業(yè)效率,改善維修手段,減少上道等輔助時間。

采用綜合維修體制,促進維修相關(guān)專業(yè)作業(yè)的聯(lián)動性。高速鐵路系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)更加緊密,牽一發(fā)而動全身,例如線路的調(diào)整可能會影響到接觸網(wǎng)基準的變化、信號系統(tǒng)的正常指揮。而高速鐵路的技術(shù)參數(shù)精確度要求更高，因此要采取更現(xiàn)代化的維修信息管理手段,維修信息流量大,流程短。各維修專業(yè)的集中,為溝通和合作構(gòu)建了更好的平臺,為提高維修效率、維修質(zhì)量創(chuàng)造了條件。

比較世界幾個已經(jīng)修建和正在修建高速鐵路或客運專線的國家和地區(qū),我國在設計階段就明確提出綜合維修的模式。我國幅員遼闊；維修“天窗”短,行車密度大,必須保證維修的高質(zhì)、高效,固定設施的綜合檢測和綜合維修是國情所決定的。從日本新干線運營幾十年的經(jīng)驗來看,綜合維修的理念具有超前的意識,也應是高速鐵路或客運專線維修的發(fā)展方向。

5 高速鐵路綜合維修方案建議

5.1 綜合檢測

為適應高速鐵路的高速度、高質(zhì)量要求,必須實現(xiàn)檢測、維修的信息化和數(shù)字化。檢測和監(jiān)測技術(shù)水平?jīng)Q定綜合維修的能力和水準,首先應實現(xiàn)檢測的信息化和數(shù)字化。高速鐵路以動態(tài)檢測為主,靜態(tài)檢測為輔,動、靜態(tài)檢測相結(jié)合。開行綜合檢測列車是高速鐵路檢測方式的巨大變革,是極大提高生產(chǎn)力的強有力手段。

5.2 指揮模式

綜合維修是一項需多工種、多系統(tǒng)通力合作的工程,涉及到行車組織、設施系統(tǒng)的聯(lián)動、作業(yè)防護、維修機具設備的安排,人員的調(diào)配、維修材料的準備等。應采用計算機輔助手段進行統(tǒng)一的調(diào)度指揮。最好的方式是研制綜合維修信息化系統(tǒng)，進行信息的統(tǒng)一歸口和管理,采用綜合維修調(diào)度系統(tǒng),與運營調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)，進行調(diào)度指揮。

5.3 維修基地的組成及分布

綜合維修機構(gòu)可分為基礎(chǔ)設施維修基地、維修車間、工區(qū)等三級,采用屬地化管理模式時,維修車間、工區(qū)可從屬于設備段。

維修基地具有固定設施的大中修功能,大型養(yǎng)路機械及其他維修設備的整備、檢修功能,零配件儲備及配送功能,信息管理功能等。目前在建的基地有北京、上海、武漢、廣州等四個。

綜合維修車間承擔管內(nèi)固定設施的日常管理和維修作業(yè)組織、物資的存儲和調(diào)配,配合線路維修機組、大修機組的作業(yè),承擔保養(yǎng)維修后的質(zhì)量驗收管理,組織緊急搶修等。目前的維修車間管轄單線的線路正線長度宜為200～300 km,設在所轄線路的中心地段、大型車站所在地,并應兼顧區(qū)域內(nèi)其他線路。

綜合工區(qū)承擔管內(nèi)固定設施的日常巡檢與保養(yǎng)等作業(yè),配合大型養(yǎng)路機械完成線路的維修作業(yè)。有砟軌道線路建議管轄范圍不宜過大,50～70 km為宜,無砟軌道線路工區(qū)相距60～100 km為宜。

5.4 確認方式

高速鐵路運輸?shù)陌踩侵刂兄?。目前高速線路沿線采用防護欄柵完全隔離,禁止異物和任何無關(guān)人員的侵入。白天正常運營,列車密度較高,視野清晰,相對管理方便。夜間,運營車輛停開,設施維修。清晨到來,經(jīng)過了幾小時的維護保養(yǎng),線路狀態(tài)任何細小的變化都可能危及列車安全,特別是異物侵限,一旦有所疏忽,就會釀成車毀人亡的大事故。因此,在每日運營中,極其關(guān)鍵的管理環(huán)節(jié)是每日清晨第一輛列車開行前,必須確保維護作業(yè)完成后,線路無任何侵限異物,即必須經(jīng)線路確認方可開行旅客列車。

目前,確認方式主要有兩種模式：

一是開行頭趟動車組空車進行軋路檢查,隨后再開行正常運營列車。

我國客運專線里程一般較長,沿線設有多個始發(fā)站。對于這種線路的軋路檢查,選定設于中段的始發(fā)車站分別開行軋路車,這樣可保證始發(fā)車在清晨的第一時間發(fā)車；但由于開行的都是動車組,運營費用較高；特別是我國地域遼闊,客運專線兩個始發(fā)站之間相距較遠,浪費的區(qū)間運力就更大。同時確認的動車組所面臨的不安全因素也是不容忽視的,由此產(chǎn)生的事故帶來的是血的教訓。

二是采用確認車的模式：在沿線間隔60～100 km的車站或維修基地,設置帶限界檢查的軌道車,稱其為確認車。每天清晨,在維修“天窗”結(jié)束前約1 h,確認車從車站出發(fā),分別檢查上、下行線路的完好性和是否有異物侵限。確認車駛過的線路禁止任何人員、非運營車輛進入。

采用該方式可以最大限度地利用線路的運營能力,保障性強,但沿線需配置較大數(shù)量的確認車。該車輛停留在車站或工區(qū),要求設置相應的停放線和車庫。增加了初期投資。線路運營后每天開行確認車,其運營費用不容忽視。

比較以上兩種方案,從可靠性和運營的效益方面比較,建議短途的客運專線或城際鐵路可采用動車組的確認模式,而長距離的客運專線則建議選擇確認車的模式。

5.5 沿線維修車輛停放方案

高速鐵路主要維修車輛有大型養(yǎng)路維修車組、打磨車、軌道車、接觸網(wǎng)作業(yè)車、確認車等。這些維修車輛在線路作業(yè)的間隙,白天均需考慮沿線的停放。不同于普速鐵路,維修車輛可就近停放在車站的到發(fā)線,高速鐵路車站只考慮滿足列車運營的要求,所有維修車輛均需設置在專用維修車輛停放線上,停放線按規(guī)定必須從車站出岔。目前的停放線均考慮集中設置在綜合工區(qū)內(nèi),但是從經(jīng)濟的角度考慮,滿足各種車站不同的條件,例如考慮必須從高架站出岔的情況,可將軌道車、確認車、接觸網(wǎng)作業(yè)車停放線與大機停放線分設,短的停放線設于橋的加寬段上,或借鑒采用日本新干線的車輛橫移裝置。在經(jīng)濟適用的前提下,考慮更靈活經(jīng)濟的停放線方案。

6 結(jié)論

綜合維修作為我國高速鐵路提出的技術(shù)理念,符合中國的國情和路情,符合設施技術(shù)裝備發(fā)展的需要,是合理和先進的,具有很強的發(fā)展?jié)摿?。同時,也面臨一些新技術(shù)問題,要在運營中逐步解決。這一目標的實現(xiàn),將展現(xiàn)高速鐵路維護系統(tǒng)嶄新的面貌。

[1] 鐵建設[2005]140號文 新建時速200～250 km客運專線鐵路設計暫行規(guī)定[S]

[2] 何華武.鐵路工程技術(shù)論集[M].北京：中國鐵道出版社，2003

[3] 陳 萍.客運專線綜合維修關(guān)鍵技術(shù)問題的探討[J].中國鐵路，2005(9)

[4] 黃信基.對國外基層維修設施的調(diào)查與分析[J].鐵道勘測與設計，2010(1)