京津城际客专工务设备维修管理的探讨

京津城际客运专线工务维修管理的探讨李 敬 中北京铁路局摘要：京津城际客运专线是我国第一条全线采用无碴轨道的高速铁路。我国既有铁路的工务维修管理理念、模式与手段，已不能适应高速铁路的要求。本文根据铁道部客运专线固定设施维修管理的总体规划，结合我国现行工务维修规则，参考国外高速铁路工务维修管理理念，针对京津城际客运专线，从工务养护维修管理模式、组织结构、设备检测、维修天窗时间和管理信息化进行了探讨。关键词：京津 高速铁路 工务维修京津城际客运专线连接京、津两大直辖市，是我国规划的环渤海京津冀地区城际客运铁路网的骨干线路，主要承担京津间的城际客流。京津城际客运专线起于北京南站，沿既有铁路京山线南侧前行，下穿北京二环路玉蜓桥后折向南，沿京津第二通道经亦庄工业区、永乐新城至武清，后沿京山铁路北侧向东至天津站。全线共设北京南、亦庄（DK20+400m）、永乐（DK44+750）、武清（DK82+080）、天津等5个车站，其中北京南和天津站为城际列车始发站，永乐站为中间站，亦庄和武清站为预留车站。线路所经地区，经济发达，交通便利。全线采用双线无碴轨道，线路全长为117.100km，设计最高运行速度300km/h，最小曲线半径5500m，最大坡度20，速度目标值300km/h，纯运行时间30分钟以内。京津城际客运专线将于2008年8月正式开通运营。此前，国内没有现成的客运专线管、检、修的模式可供借鉴，我国既有铁路的工务、电务和供电设备的维修管理理念、模式与手段，已不能适应高速铁路的要求。本文根据铁道部客运专线固定设施维修管理的总体规划，结合我国现行的有关线路、桥梁的维修规则，参考国外高速铁路工务维修管理模式，从北京综合维修基地的视角，对京津客运专线的工务设备维修管理从以下几方面进行探讨。（1）京津城际客专工务养护维修管理模式、组织结构。（2）京津城际客专工务设备检测。 （3）京津城际客专维修天窗时间（4）京津城际客专工务管理信息化。1 京津城际客专工务维修管理模式及组织结构1.1 维修管理模式京津城际客专应借鉴和消化吸收国外高速铁路先进管理经验，充分考虑京津城际客运专线的特点，有效利用多方资源，建立职责分明、高效率、低成本、少用人、现代化、信息化、先进适用的综合维修管理体系。（1）采用检、养、修分开的维修模式我国传统的检、养、修合一的管理模式未将检查从养修作业中分离，检查和处理不能形成互控，难以客观、真实、全面地反映设备状态，不利于成段、有计划地安排设备整治；工务传统的维修管理模式和作业方式己不能适应铁路改革和发展的要求。为解决工务维修体制和安全管理中日益凸显的问题，实行检测、修理分开是工务维修体制改革的必由之路，是保证设备有效检查和监控、切实提高养修质量的生产模式。目前国内固定设备修理养护体制一般采用养修分开或养修合一的两种方式。所谓养修合一是将小型养路、养桥机具配备给养路、养桥工区，由养路领工区下设的养路工区完成线路的综合维修和养护工作，由养桥领工区下设的养桥工区完成桥隧的综合维修和养护工作，也可以在领工区内设机械化工队、桥隧机械化工队。线路大修由大修段完成。所谓养修分开的管理方式是将养路机械集中起来，成立专门的线路综合维修及桥隧维修的机械化作业组织（机械化维修段），负责线路大修、综合维修及桥隧机械作业项目；养路、养桥工区只负责线路、桥隧的日常保养和临时补修工作。实践证明养修分开的管理方式具有职责分明，专业特性鲜明，分工明确，相关部门协作关系明确，管理经验成熟、完善，有利于基础设备的管理与维护，有利于新技术、新材料、新工艺的推广应用的优点。这也是高速铁路发达国家的普遍做法。（2）采用集工务、电务和供电为一体的综合维修机构京津城际客运专线固定设备的养护维修组织机构，不宜再依照我国现有铁路局的模式将工务、电务和供电分开设置，应参照大多数发达国家的做法，成立一个集工务、电务和供电为一体的综合维修机构。根据京津城际客专的线路长度118双线公里设备总量，京津城际客专作为我国第一条无碴轨道，管理经验不足，参考国外高速铁路的做法，可设置为车间一级较为合适。（3）设备维修管理信息化传统的固定设备维修管理一般局限于设备台帐管理的模式，以数据或图形来管理。养护维修作业多是依据维修规则和现场人员的经验来进行。客运专线固定设备的维修管理要求以实现高度的信息化为，在现代化线路检测手段的基础上，依靠先进的数据存贮、传输和处理手段，建立详尽且应用方便的工务管理信息决策系统，组织机构的建设要满足信息化的需求。1.2工务养护维修管理组织机构根据设计规划综合维修车间地址设在永乐，车间设有信息、工务、电务和供电等专业的专职工程师。下设三个线路养护工区、两个桥梁工区和一个探伤工区，另有若干电务和供电工区，见图1。 京津城际综合维修车间北京客专综合维修基地永乐桥梁工区天津线路工区永乐线路工区北京线路工区综合工区天津桥梁工区电务工区电务工区供电工区供电工区机械化维修段固定设备检测中心图1 京津城际客专固定设备维修管理组织结构图京津城际客专工务系统养护、维修、检测以及管理机构是保障京津城际客专线、桥设备技术状态良好、保证高速行车安全与平稳在组织机构上的基本保证。因此各部门既有隶属关系相对独立，又密不可分。各部门的主要职责如下：(1)北京客专综合维修基地工务部北京客运专线综合维修基地工务部，是京津城际客专工务设备管理、检查、工务信息管理的领导、决策与管理机构。a)负责京津城际客专工务设备管理、编制下达有关维修计划。b)领导、组织、协调和永乐综合维修车间、固定务设备检测中心、大型机械化维修段等各部门的有关工作和工作计划。c)根据工务设备状态信息库资料，评估工务设备状态。对于影响高速行车安全的病害处所，立即上报行车指挥中心，请求区段列车降速或封锁，同时向综合维修车间下达紧急抢修命令。d)根据工务设备状态，编制维修计划。e)批准或向综合维修车间下达日常维修和紧急补修计划。(2)固定设备检测中心 固定设备检测中心是应用先进的检测设备对铁路固定设备进行检测的机构。其对工务设备的主要职责是： a)用轨检车定期检查全线轨道几何状态。 b)用探伤车定期检查全线钢轨损伤情况。 c)建立全线工务设备状态信息库。 d)对全线工务检测设备进行标定和检验。e)向行车指挥中心工务调度和工务部部通报有关检查结果(或数据)。对于影响行车安全的线路病害，立即上报行车指挥中心工务调度和工务部，由行车指挥中心工务调度会同工务部下达列车降速和紧急抢修命令。(3) 机械化维修段机械化维修段负责线路大修和综合维修，主要承担线路和道岔设备的更新和维修工作。因为京津城际客专是无碴轨道，须由机械化维修段完成的工作主要包括线路和道岔设备的更新和维修、钢轨和道岔打磨。京津城际客专综合维修车间和工务设备检测中心进行作业后的质量检查与验收。(4) 综合维修车间综合维修车间是京津城际客专工务、电务和供电设备养护管理的基层生产单位。对于工务设备其主要职责是：a)组织各线路工区、桥梁工区、探伤工区，实施对所辖区段工务设备的结构检查、工务设备的日常养护和紧急补修。b)对京津城际客专组织实施列车添乘、巡回检查和年度季节性防胀检查。C)对工务设备建立设备状态信息库。根据设备状态资料，评估设备状态，并向工务部提出、上报有关维修计划。(5) 线路工区线路工区对本工区所辖区段的线路实施养护与管理，其主要职责是：a)对所辖区段的线路设备实施徒步、巡回检查并添乘列车。 b)实施计划内的日常养护和紧急补修，并对设备故障进行抢修和应急处理。 c)徒步检查和保养道岔结构，道岔部件更换。 d)年度季节性防胀检查。 e)对路基边坡、路肩、防护网进行维护，并割除路肩杂草，排水设施清理与维护。 f)扣件紧扣与保养。(6)综合工区 综合工区以专业技术性较强的工作为主，并负责全线的有关工务设备的检查与维修工作,其主要任务是： a)用小型精密探伤仪对钢轨探伤车进行补充性精密探伤。 b)对钢轨进行焊修和磨修。 c)更换伤损钢轨，焊缝修理和断缝(轨)再焊。(7)桥梁工区 桥梁养修工区主要负责辖区内桥涵设备的检查和养护。2 工务设备的检测2.1 国外设备检测的情况各国城际客专工务养护维修政策均以对工务设备状态的检测诊断与评定为基础，这是一切维修工作的先决条件。这种检测诊断通过先进的轨道检查车、钢轨探伤车和养路人员使用小型设备以及目测巡视来完成。经过检测诊断，要对工务设备状况、轨道几何不平顺状况做出科学的评估。根据检测数据和评估结果，将轨道的各种参数进行分级管理，并做出相应的维修计划，对于严重影响高速行车平稳与安全的局部轨道缺陷采取紧急补修措施和列车降速措施。一切维修的目标要达到目标质量等级，并保证维修后的线路具有较长时间的稳定性。为达到这一目标世界各国城际客专均使用大型机械开“天窗”进行维修作业，并将轨道几何状态的检查作为指导维修的重要依据。 法国、日本、英国等国不仅评价局部轨道平顺状态，而且用300m区段滑动平均值、500m区段P值、200m区段标准差等轨道质量指数来整体评价轨道质量状态，这种评价轨道质量状态的指导思想是在这些区段几何状态快要恶化，但尚未严重不良前就进行预防性计划维修。这种预防性计划维修改变了以往按预定的周期从头至尾全部维修一遍的做法。这样既能防止欠维修，又能避免过维修，可以使维修费用、人力和材料得到更合理地使用，并避免不必要的维修而扰动处于稳定、均匀、密实状态良好的道床，有利于保持轨道质量的均衡，延长维修周期。对轨道不平顺的控制与维修，各国城际客专均重视与加强了长波长轨道不平顺和轨面短波不平顺的检测与控制。2.2 我国现行的设备检测 我国的线路检测依然是以人工每月检查为主。轨检车、车载添乘仪所测得的线路质量信息要经过工区检查、车间汇总、报段整理后才能用于指导养护维修，时效性低、误差多，不能满足设备综合分析的需要。因此如何做到线路状态信息检测工作的定性监测与定量检测相结合，加快信息传递是我国客运专线线路检测应该重点考虑的问题。 随着计算机的应用和普及，在逐步实现利用计算机技术对线路状态进行实时监控，将轨检车和车载添乘仪自动生成的设备数据与线路平面图连接，做到实时监控线路状态。深入分析每次检测数据，同时将生成的数据与历史数据进行对比，找出重点病害对象。建立综合信息传输网，注意信息质量和信息的共享，以便有关部门及时制定检修对策。用轨检车检查线路，用管理信息系统管理线路设备数据，指导养护维修工作是发展趋势。2.3 京津城际客专工务设备检测京津城际客专工务设备检测实行以动态检测为主，静态检查、列车添乘等手段为辅，定期对线路进行检查的检测制度。（1）动态检测通过轨道检查车和综合检测列车的险查，了解和掌握线路局部不平顺(峰值管理)和线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质量及钢轨磨耗情况，指导线路养护维修工作。a)轨道检查车检查轨道检查车或综合检测车，每月对京津城际客专全线的轨道几何状态检查2次。b)钢轨探伤车检查钢轨探伤车每年对京津城际客专全线进行l2次钢轨及道岔探伤。c）确认车检查每日天窗内各专业养护维修结束后，由确认车对全线进行确认检查。d)车载式动态监测机车车载式轨道动态监测装置每天应至少检查l遍。（2）静态检查每月对线路和道岔全面检查一遍。对轨距、水平、三角坑应全面检查；对轨向、高低及设备其他状态应全面查看，重点检查；对伤损钢轨、夹板和焊缝应同时检查。人工检查巡视：车间干部及有关人员以步行和乘轨道车及其它车辆按周巡视线路全貌及防护网。班组负责人按月对道岔结构进行检查，每2个月对轨道结构进行1次检查。每年度工务段负责人和养路管理工区负责人做l次季节性防胀特殊检查，以保持无缝线路稳定性。（3) 列车添乘车间负责人按周添乘高速列车，维修基地工务部每月添乘高速列车2次。（4）钢轨检查采用以钢轨探伤车为主的探伤方式进行钢轨周期性探伤。探伤车检查发现的伤损应采用探伤仪进行复核。a)钢轨探伤车探伤每月不少于l遍。b)对于探伤车发现病害，综合工区应在两日内进行复核。c)综合工区每年对钢轨和道岔做1次精密探伤。3 京津城际客专维修天窗时间京津城际客专固定设备所有养护维修工作，应按照先进国家高速铁路的做法，全部安排在天窗内进行，天窗外任何人不得进入护栏以内；不进入护网、不影响设备稳定作业除外。3.1 国外维修天窗的设置及时间（1）日本新干线白天的行车密度非常大，除了必不可少的巡检外，全部养护维修作业都安排在0:006:00之间列车停运的维修天窗时间内。无论是大规模施工还是小规模施工，全部推行机械化天窗维修。在天窗时间内，0:003:00为作业时间，3:006:00为检查时间。施工作业人员在0:00之前绝对禁止进入线路。施工完毕后，铁路公司要开行轨道确认车对管辖范围进行线路确认，确认行车区间是否有异物存在。确认车正常作业速度为110km/h（老式确认车为70km/h），通过有维修作业的区段速度减至4050km/h。每天不管有无作业，都要进行确认作业，并在线路开通前10分钟完成。经确认车检查过的区段，禁止任何人再进入线路。（2）法国法国城际客专各种固定设备的养护维修工作主要在夜间进行，夜间从23:30至凌晨5:30开设6h的矩形维修天窗，实际维修工作时间4h左右，其他为准备、设备到位和撤离时间。维修工作完成后，在天窗时间内开行160170km/h的确认车，使用的是普通TGV列车和司机，主要确认是否能以160km/h速度行车、车载TVM信号系统是否工作正常和线路上是否有障碍物。法国城际客专白天设1h左右的“V”型维修天窗用于道岔控制设备调整、润滑和步行巡道（工务、电气化）。法国国铁明确表示，不能取消白天“V”型天窗，主要是因为视线原因。法国国铁认为，即使夜间解决了照明问题但还有很多缺陷检查不到。规程规定，检测车只能对线路检测，道岔区只相信白天人工检查结果。但随着维修手段的更新、理念的改变，基础养护维修工作将朝着取消或是缩短白天天窗1h的方向努力。（3）德国德国城际客专与既有线连接成网，客货共线，列车密度较大，白天开行高速旅客列车，夜间开行货物列车。德国铁路根据运行图的列车运行时间间隔，有计划地将维修天窗时间安排在凌晨3:306:00 之间，一线封闭，另一线行车。对于160km/h的快速货物列车，要求在3:00以前通过，仅留下少量慢速货物列车在维修时间内开行。为了使维修工作顺利进行，区间内平均约6km设一处渡线，以满足一线封闭维修时，另一线双向行车。对于需要较长时间作业的维修工作，则安排在周末夜间没有货车通过、开设较长的天窗时进行。3.2 京津城际客专维修天窗时间可以看出，国外城际客专维修的天窗时间一般为56小时，且大都安排在午夜至零晨。此外法国TGV城际客专还在白天安排约115小时的天窗时间，该时间为两列TGV列车的间隔中断时间。参考我国既有线提速200250km/h线桥设备维修规则，使用大型养路机械作业，客货分线的客运线路天窗不少于240min，以充分发挥大型机械开天窗时间的有效利用率。根据国外城际客专的天窗时间及我国铁路技术政策对天窗时间的规定，建议京津城际客专的维修天窗时间为5小时，同时建议白天安排l小时左右的天窗时间，以便进行结构检查和设备故障的紧急抢修。4 京津城际客专工务维修的信息化管理4.1 工务信息化管理应解决的基本问题实践经验表明，只有在现代化线路检测手段的基础上，依靠先进的数据存贮、传输和处理手段，建立详尽且应用方便的工务管理信息决策系统，实现对线路状态的监测、工务活动的决策、执行、验收及信息反馈的工务系统化管理，才能避免工务部门管理上可能出现的盲目性和线路维护中的浪费。我国城际客专迫切需要建立一个用于工务资料分析、发展预测、辅助决策的计算机信息系统。根据轨道实测资料、历史记录、专家养修经验，制定最佳的养护维修作业计划，降低养修咸本，以提高工务部门劳动生产率和投入产出经济效益。4.2 发达国家工务管理信息系统世界各国铁路部门从70年代初开始应用计算机为铁路工务管理系统服务，先后开发了多个计算机工务管理信息系统，如日本、美国、加拿大、瑞士等国等。发达国家高速铁路经过多年的发展，已建立了科学完备的工务维修管理体制。工务养护维修政策均以对工务设备状态的检测诊断与评定为基础，将其作为一切维修工作的先决条件。根据先进的轨检车和探伤车的检测结果，对工务设备状况、轨道几何不平顺状况做出评估，并做出相应的维修计划。对严重影响行车平稳与安全的轨道缺陷采取紧急补修措施和列车减速措施，保证行车安全。各个国家都根据本国特点开发出了不同的工务管理信息系统，虽然名称各异，侧重点不同，但是基本思想都是为了指导养护维修工作。4.3 我国的工务管理信息化现状传统的铁路工务管理一般局限于设备台帐管理的模式，以数据或图形来管理。养护维修作业多是依据维修规则和现场人员的经验来进行。但主要采用图纸、表格、文字相互提供资料、上报及下达任务，一方面给资料的保存、查询、统计带来难度；另一方面也为科学的预测决策带来困难。从八十年代开始，铁路工务部门开始应用较先进的检测技术和计算机技术对工务设备进行检测和管理，并开发出些实用性的软件系统，如工务设备台帐数据库、轨检车数据处理软件、铁路地形地貌录像管理系统等。 但是与发达国家相比，我国的工务信息化管理还存在很大的差距。国内的工务管理系统大多为台帐等静态管理，无法进行历史纵向的统计分析和对以后的养护工作进行预测分析。4.4 京津城际客专的工务维修管理信息化目前我国的工务维修管理信息化还处在发展阶段，京津城际客专的工务维修管理信息化虽然紧迫，但是无法做到一步到位，只能以轻重缓急采取分步实施的策略。动态养护维修管理信息系统可