高速鐵路無砟軌道精調(diào)作業(yè)綜合評(píng)價(jià)方法研究

陳勛

（上海鐵路局合肥鐵路辦事處，安徽 合肥230012）

高速鐵路無砟軌道精調(diào)作業(yè)綜合評(píng)價(jià)方法研究

陳勛

（上海鐵路局合肥鐵路辦事處，安徽 合肥230012）

軌道精調(diào)是實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行高品質(zhì)的一項(xiàng)重要工作，現(xiàn)今對(duì)軌道精調(diào)質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要采用軌道質(zhì)量指數(shù)(TQI)，對(duì)精調(diào)作業(yè)經(jīng)濟(jì)投入、經(jīng)濟(jì)投入與TQI改善量關(guān)系的研究不多。為實(shí)現(xiàn)精調(diào)高效率、投入低成本的目標(biāo)，引入精調(diào)作業(yè)總投入、精調(diào)作業(yè)投入產(chǎn)出比等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，評(píng)價(jià)精調(diào)綜合效果，引入波士頓矩陣圖分析法對(duì)精調(diào)作業(yè)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，在杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段精調(diào)作業(yè)應(yīng)用實(shí)踐中表明，杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段的精調(diào)作業(yè)效果良好，69.8%的區(qū)段投入相應(yīng)的費(fèi)用都能取得相應(yīng)的TQI改善量，有17.8%的區(qū)段甚至投入較少的費(fèi)用能取得較大的TQI改善量，而只有12.4%的區(qū)段投入較高的費(fèi)用卻取得較低的TQI改善量。

無砟軌道；軌道精調(diào)；綜合評(píng)價(jià)；波士頓矩陣圖

根據(jù)建設(shè)任務(wù)及運(yùn)營維護(hù)要求，高速鐵路在開通前需要通過軌道精調(diào)，精確控制軌道平面和高程線型以及軌向、高低、軌距、水平及變化率等參數(shù)指標(biāo)，確保無砟軌道結(jié)構(gòu)健康、直線準(zhǔn)直、曲線圓順[1-5]。軌道精調(diào)是施工階段實(shí)現(xiàn)線路高平順性的重要途徑，是確保按期開展靜態(tài)驗(yàn)收與聯(lián)調(diào)聯(lián)試的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，提高軌道精調(diào)質(zhì)量對(duì)于高速鐵路順利開通及運(yùn)營維護(hù)有著至關(guān)重要的作用。

目前對(duì)軌道精調(diào)作業(yè)的評(píng)價(jià)僅局限于以軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）為主的軌道質(zhì)量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)體系中未加入經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，而鐵路運(yùn)營必須講求經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)有的精調(diào)作業(yè)評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)指標(biāo)單一，具有一定的局限性，無法全面準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)高速鐵路精調(diào)作業(yè)水平。因此，為完善軌道精調(diào)作業(yè)評(píng)價(jià)體系，必須引入相應(yīng)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，本文從經(jīng)濟(jì)投入和TQI改善量分布規(guī)律研究入手，引入精調(diào)作業(yè)投入產(chǎn)出比[1-2]概念，不僅可以評(píng)價(jià)精調(diào)作業(yè)效果，還可以通過分析精調(diào)經(jīng)濟(jì)投入與TQI改善量的關(guān)系，預(yù)測(cè)為達(dá)到一定TQI改善量所需的經(jīng)濟(jì)投入，為精調(diào)工程預(yù)算提供參考。引入波士頓矩陣圖[6-8]分析精調(diào)作業(yè)，將精調(diào)作業(yè)結(jié)果分成四種產(chǎn)品，通過分析四種產(chǎn)品占比，可以直觀看出評(píng)價(jià)精調(diào)作業(yè)效果。該評(píng)價(jià)體系在杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段軌道精調(diào)作業(yè)中得到了很好的應(yīng)用。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.1 經(jīng)濟(jì)投入分析指標(biāo)

軌道精調(diào)基于精密測(cè)量的結(jié)果制定精細(xì)調(diào)整方案，并通過更換軌下墊板、微調(diào)墊板、軌距塊和軌距擋板等部件實(shí)現(xiàn)軌距、水平、高低、軌向和三角坑的修正。因此，精調(diào)過程意味著大量的人工和材料投入。

為此，將精調(diào)作業(yè)經(jīng)濟(jì)投入定義為人工費(fèi)和材料費(fèi)兩個(gè)部分，以1 km為單元長(zhǎng)度計(jì)算每公里軌道精調(diào)中投入的人工費(fèi)和材料費(fèi)之和。其中每公里人工費(fèi)與工人工資、總?cè)斯?shù)、作業(yè)里程數(shù)有關(guān)，計(jì)算公式見（1）式。

每公里精調(diào)作業(yè)的材料費(fèi)投入由每公里內(nèi)各測(cè)點(diǎn)所需更換的扣配件數(shù)量及其單價(jià)計(jì)算得到，計(jì)算公式見（2）式。

1.2 質(zhì)量改善量分析指標(biāo)

軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）是評(píng)價(jià)200 m單元區(qū)段的線路平順性指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)投入分析指標(biāo)為每公里的經(jīng)濟(jì)投入，為與其計(jì)算長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)，取每公里5個(gè)TQI值的平均值作為該公里的線路質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)TQI公里，如公式（3）所示。

將精調(diào)前后的TQI公里差值定義為線路質(zhì)量因軌道精調(diào)作業(yè)而得到的改善量TQI改善量，每公里內(nèi)的質(zhì)量改善量TQI改善量見公式（4）。

1.3 投入產(chǎn)出比

為進(jìn)一步分析軌道精調(diào)作業(yè)過程中經(jīng)濟(jì)投入與質(zhì)量改善量之間的關(guān)系，引入投入產(chǎn)出比概念，以每公里的經(jīng)濟(jì)投入作為投入，以每公里的 TQI改善量作為產(chǎn)出，見公式（5）。

2 波士頓矩陣圖評(píng)價(jià)模型

波士頓矩陣圖依據(jù)銷售增長(zhǎng)率和市場(chǎng)占有率將企業(yè)產(chǎn)品分為四種不同性質(zhì)的產(chǎn)品類型，形成不同的產(chǎn)品發(fā)展前景：① 銷售增長(zhǎng)率和市場(chǎng)占有率“雙高”的產(chǎn)品群（明星類產(chǎn)品），這類產(chǎn)品能帶來較高的利潤；②銷售增長(zhǎng)率和市場(chǎng)占有率“雙低”的產(chǎn)品群（瘦狗類產(chǎn)品），這類產(chǎn)品無法給企業(yè)帶來明顯受益；③銷售增長(zhǎng)率高、市場(chǎng)占有率低的產(chǎn)品群（問題類產(chǎn)品），這類產(chǎn)品前景不明朗；④銷售增長(zhǎng)率低、市場(chǎng)占有率高的產(chǎn)品群（現(xiàn)金牛類產(chǎn)品），這類產(chǎn)品是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的。如圖1所示。

將波士頓矩陣圖分析法引入精調(diào)作業(yè)中，將銷售增長(zhǎng)率和市場(chǎng)占有率替換為精調(diào)作業(yè)中的經(jīng)濟(jì)和TQI改善量，以單公里經(jīng)濟(jì)投入平均值及TQI改善量平均值為界可以劃分為高投入高產(chǎn)出，高投入低產(chǎn)出，低投入低產(chǎn)出，低投入高產(chǎn)出四個(gè)區(qū)域，如圖2所示。

圖1 波士頓矩陣圖圖Fig.1 Boston matrix

圖2 精調(diào)作業(yè)的波士頓矩陣圖Fig.2 Boston matrix of fine adjustment operations

高投入高產(chǎn)出意味著較大的精調(diào)投入可以取得較大的TQI改善量，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的產(chǎn)出，對(duì)應(yīng)現(xiàn)金牛產(chǎn)品；高投入低產(chǎn)出意味著較大的精調(diào)投入TQI卻沒有得到明顯改善，精調(diào)效果很差，對(duì)應(yīng)瘦狗類產(chǎn)品；低投入低產(chǎn)出意味著較小的精調(diào)投入TQI改善量也較小，增大投資TQI改善量是否也會(huì)隨之增大并不明確，對(duì)應(yīng)問題類產(chǎn)品；低投入高產(chǎn)出意味著較小的經(jīng)濟(jì)投入?yún)s產(chǎn)生了較大的TQI改善量，精調(diào)效果最好，屬于明星類產(chǎn)品。

將各公里依據(jù)各自的經(jīng)濟(jì)投入和TQI改善量對(duì)應(yīng)相應(yīng)的區(qū)域，繪制波士頓矩陣圖和各種類型產(chǎn)品所占比重扇形圖，可以直觀看出精調(diào)作業(yè)水平。

3 應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)上述方法，對(duì)杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段精調(diào)作業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。新建杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段東起杭州東站（含），途經(jīng)蕭山、諸暨、義烏、金華、龍游、衢州、江山進(jìn)入江西玉山，施工里程DK000+000至DK270+ 262。正線全長(zhǎng)259.007 km，鋪設(shè)Ⅱ型軌道板，WJ-8型扣件，杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段的精調(diào)作業(yè)由7個(gè)作業(yè)隊(duì)來完成。

3.1 杭長(zhǎng)高速鐵路精調(diào)經(jīng)濟(jì)投入分析

人工費(fèi)方面，單個(gè)工人的工資按500元/人/天（包含住宿、交通費(fèi)用）計(jì)算，則人工費(fèi)可按式（1）計(jì)算，材料費(fèi)按式（2）計(jì)算，將每公里的人工費(fèi)投入和材料費(fèi)投入相加即可得到每公里的精調(diào)作業(yè)總投入。按0.1萬元?jiǎng)澐謪^(qū)間將精調(diào)作業(yè)總投入分成若干區(qū)間，計(jì)算全線202 km中落入每個(gè)區(qū)間的頻數(shù)，得到精調(diào)作業(yè)總投入頻數(shù)分布圖如圖3所示。

由圖3可知，精調(diào)作業(yè)總投入分布在7.2～9.2萬元之間，單公里總投入最小值為7.2～7.3萬元，最大值為9.1～9.2萬元。

3.2 杭長(zhǎng)高速鐵路精調(diào)質(zhì)量改善量分析

綜合全線單公里TQI改善量情況，按0.2的間隔TQI改善量分成若干區(qū)間，計(jì)算全線202 km中落入每個(gè)區(qū)間的頻數(shù)，得到TQI改善量頻數(shù)分布圖如圖4所示。

圖3 精調(diào)作業(yè)總投入頻數(shù)分布圖Fig.3 Total input frequency distribution of fine adjustment operation

圖4 TQI改善量頻數(shù)分布圖Fig.4 TQI improvement frequency distribution

由圖4可知，TQI改善量的分布圖與經(jīng)濟(jì)投入的分布圖相似，TQI改善量分布在1.0～4.8 mm之間，單公里TQI改善量最小值為1.0～1.2 mm，最大值為4.6～4.8 mm。

3.3 杭長(zhǎng)高速鐵路精調(diào)投入產(chǎn)出比分析

以每公里的經(jīng)濟(jì)總投入為橫坐標(biāo)、TQI改善量為縱坐標(biāo)，繪制每公里經(jīng)濟(jì)投入與TQI改善量的散點(diǎn)圖如圖5所示。

圖5 經(jīng)濟(jì)投入與TQI改善量分布散點(diǎn)圖Fig.5 Scatter plot of total investment and TQI improvement

由圖5可知，經(jīng)濟(jì)總投入與TQI改善分布大多分布在直線與直線包絡(luò)范圍內(nèi)。

按式 （5）計(jì)算每公里的精調(diào)作業(yè)的投入產(chǎn)出比，得到投入產(chǎn)出比隨經(jīng)濟(jì)投入變化圖和投入產(chǎn)出比與經(jīng)濟(jì)投入分布圖如圖6、圖7所示。

從圖6、圖7可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)投入的增大投入，產(chǎn)出比有減小的趨勢(shì)，且投入產(chǎn)出比集中于2.0～5.5范圍內(nèi)，占比接近90%。在軌道精調(diào)作業(yè)中，可以據(jù)此預(yù)測(cè)為達(dá)到一定TQI改善量所需的經(jīng)濟(jì)投入，為精調(diào)工程預(yù)算提供參考。

圖6 投入產(chǎn)出比隨經(jīng)濟(jì)投入變化圖Fig.6 Variation diagram of input-output ratio with economic investment

圖7 投入產(chǎn)出比占比分布圖Fig.7 Distribution curve of input-output ratio

3.4 波士頓矩陣圖分析

將各公里依據(jù)各自的經(jīng)濟(jì)投入和TQI改善量對(duì)應(yīng)相應(yīng)的區(qū)域，繪制波士頓矩陣圖和各種類型產(chǎn)品所占比重扇形圖如圖8、圖9所示。

圖8 精調(diào)作業(yè)的波士頓矩陣圖Fig.8 Boston matrix of fine adjustment operation

圖9 各種類型產(chǎn)品所占比重扇形圖Fig.9 Pie chart of all types of products

可以看出，杭長(zhǎng)高鐵浙江段202 km的精調(diào)作業(yè)中，有41.6%的區(qū)段為低投入低產(chǎn)出，有28.2%的區(qū)段為高投入高產(chǎn)出。這2類產(chǎn)品投入相應(yīng)的費(fèi)用便能取得相應(yīng)的TQI改善量，產(chǎn)出與投入成正比，屬于正常精調(diào)作業(yè)水平。有17.8%的區(qū)段為低投入高產(chǎn)出，表明投入較少的費(fèi)用可以取得較高的TQI改善量，精調(diào)水平較高；有12.4%的區(qū)段為高投入低產(chǎn)出，這類產(chǎn)品投入較高的費(fèi)用卻取得較低的TQI改善量，精調(diào)水平較低。

4 結(jié)論

1）引入經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)“精調(diào)作業(yè)總投入”，“精調(diào)作業(yè)投入產(chǎn)出比”可以彌補(bǔ)原有評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)指標(biāo)單一的不足，對(duì)完善高速鐵路精調(diào)作業(yè)評(píng)價(jià)體系，綜合評(píng)價(jià)高速鐵路精調(diào)作業(yè)具有重要意義。

2）通過精調(diào)作業(yè)的波士頓矩陣圖可以直觀的顯示精調(diào)作業(yè)的精調(diào)水平；通過投入產(chǎn)出比隨經(jīng)濟(jì)投入變化圖可以預(yù)測(cè)為達(dá)到一定TQI改善量所需的經(jīng)濟(jì)投入，為精調(diào)工程預(yù)算提供參考。

3）杭長(zhǎng)高速鐵路浙江段的精調(diào)作業(yè)效果良好，69.8%的區(qū)段投入相應(yīng)的費(fèi)用都能取得相應(yīng)的TQI改善量，有17.8%的區(qū)段甚至投入較少的費(fèi)用能取得較大的TQI改善量，而只有12.4%的區(qū)段投入較高的費(fèi)用卻取得較低的TQI改善量。

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Comprehensive Evaluation on Ballastless Track Fine Adjustment of High-Speed Railway

Chen Xun
（Hefei Railway Branch，Shanghai Railway Administration，Hefei 230012，China）

Track fine adjustment is an important work for high-quality train operation.At present,track quality index (TQI)is mainly used for evaluation of track quality,while there are seldom researches on economic invest ment of rail fine adjustment and the relationship between economic investment and TQI improvement.To achieve the goals of high efficiency and low cost of fine adjustment,economic indicators such as total investment and in put-output ratio of fine adjustment are introduced for comprehensive effect evaluation,and Boston matrix diagram is applied for overall evaluation.The operation practice in the section of Zhejiang of Hang-Chang Highspeed Railway shows that the performance of fine adjustment in Hang-Chang High-speed Railway is favorable; 69.8%of the section investment can obtain corresponding TQI improvement and 17.8%of the section can cost less while obtaining larger TQI improvement;only 12.4%of the section get relatively low TQI improvement with high cost.

ballastless track;track fine adjustment;comprehensive evaluation;Boston matrix diagram

U233

A

1005-0523（2016）06-0072-05

（責(zé)任編輯 王建華）

2016－02－28

鐵道部科技研究開發(fā)計(jì)劃（2011G021-E）

陳勛(1965—)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檐壍拦?wù)。