高速铁路综合维修必要性分析及方案建议

许克亮

(中铁第四勘察设计院集团有限公司， 湖北武汉 430063)

1 我国铁路维修模式的现状分析

经历不断地改革和创新,目前形成的既有线维修模式以分专业维修为主,即工务、牵引供电、通信信号等设施维修自成体系，其维修机构,按专业分为维修段、车间、工区三级,形成隶属关系,相对独立作业,各自为阵。分专业维修虽然有管理简单直接等特点,但同时也存在着工程设施重复建设,占用土地资源较多,机构设置松散等缺点。

分专业维修,维修天窗的利用率较低,专业相互之间关联性较差,如工务段、供电段、电务段分别按不同的天窗时间上线作业；又比如：接触网维修作业是以线路的定位为基准,一旦线路改变,必然引起线与网相对关系的改变,但是现场往往是修线路的不管接触网,而修接触网的又管不了线路,容易出现漏修错修。

2 国外铁路维修模式的发展趋势

自1964年10月日本建成世界上第一条时速210 km的东海道新干线以来,日本、法国、德国、西班牙、意大利等国家、地区先后修建了高速铁路。基于不同的社会经济及路网条件,各国高速铁路固定设施维修模式不尽相同,但都朝着集中维修、综合维修、努力缩短维修天窗的方向发展。德国、日本高速铁路维修模式具有一定的代表性。

德国的高速铁路新线总里程约900 km,每条线路较短,一般为100～300 km,新线是在既有快速铁路网基础上分段建设起来的,但辐射范围达7 000余km。行车密度相对较小,线路以无砟轨道为主,因此线路维修工作量相对较少；维修“天窗”较长,约6 h。维修设施按地区设置,各专业合在一起作业,图1、图2为德国科隆集中维修楼。

图1 科隆维修楼(工务、电力、通号共用)

图2 科隆维修作业车库

日本国土面积狭小,多山,人口密度大。新干线线路里程共计约2 300 km,新干线与既有线分开,自成体系；最高运营速度达300 km/h；除早期修建的东海道、山阳新干线采用有砟轨道外,其他新干线均采用了无砟轨道,维修“天窗”长,约6 h,但白天的行车密度高于德国。各专业维修设施集中布置,由专门维修公司承担的综合维修模式。

日本新干线经几十年的发展,从分专业维修演变到由综合调度系统统一计划、统一调度、统一指挥的多专业协同作业的局面,并综合设置维修基地。目前虽然各专业归属不同的部门管理,但作业时,作业车辆之间、车辆和作业人员调度及相互之间的安全防护是统筹考虑的。因此,日本新干线实质上是综合维修，综合维修带来的效率、安全和便利,在日本新干线得到了较充分的体现(如图3、图4所示)。

图3 日本大宫保线土木与电力技术中心楼

图4 东鹫宫保基地作业车库

3 我国高速铁路的特点

本世纪以来,我国开展了较大范围的高速铁路建设,包含客运专线和城际铁路的规划和实施，高速铁路主要以客运为主。我国国情相对于德、日、法等高速铁路路网发达的国家,具有地域广阔、人口众多等特点。目前已经和正在建设的高速铁路技术具有以下特征。

3.1 我国高速铁路是高标准技术集成

我国高速铁路各系统博采众长、自主创新,是技术高标准、高质量的集成,实现了高速度、高平顺性、高精度的目标要求,同时其高可靠性、高稳定性、高安全性也在经受时间的考验。武广线客运专线已经创造了350 km/h运营时速的世界记录。

3.2 我国高速铁路维修“天窗”的短时性

我国幅员辽阔,客运专线跨越区域大、线路长,高速线路初期运营动车组,近远期还需考虑长途车跨线运营的模式。所有这些运营的条件,决定了我国的维修天窗设置不同于德、日、法等国,必然是天窗的短时性,目前采用是4 h垂直“天窗”，必须有高效率的维修作保障。

3.3 线路繁忙、维护作业量大

我国客运专线运营时间长,车流密度大,设施磨耗、损耗相对较快，保养维修作业量大，必须有专业化的维修作保障。

3.4 节能减排及环境友好

节能、减排,绿色环保、环境友好是人类面临生存环境日益恶化必须采取的基本建设措施,是经济可持续发展的重要推动力。铁路是节能环保的运输方式之一,必须走低碳经济发展的道路。因此，高速铁路各项设施的建设都要求节约用地,减少排放,减少对环境的影响，必须有节约型的维修作保障。

4 我国高速铁路实行综合维修的必要性分析

4.1 综合维修的特点

按照符合国家铁路发展的长期规划,适应我国高速铁路的技术特点、运营要求的思路,综合维修是高速铁路维修模式发展方向。高速铁路应建立固定设施的综合维修体系,承担线路、轨道、路基、桥涵、隧道、牵引供电、电力、通信、信号等设施的维修。

综合维修最大的特点就是可实现高速铁路的高安全、高效率、专业化、节约型、信息化维修。目前，我国客运专线沿线维修设施、维修车辆停放线、生产房屋等进行统筹设计,综合布置,实现集约化管理。

4.2 中国高速铁路实行综合维修的必要性

采用综合维修体制,整合生产力资源和机具资源。基地、车间技术能力强,有能力承担较大型的维修作业；而班组配置少量专业人员,进行检查和保养工作,各专业工区人员集中布置,可优化生产、生活设施。因此，采用综合维修,一方面有能力加强专业化、机械化的维护生产,同时又是合理使用土地,减少排放污染,统一供暖供水、供电等的最有力措施。

采用综合维修体制,在统一的维修天窗下,共同安排各专业班组的上线作业,是保证我国高速铁路短时维修“天窗”得以实现的关键性措施之一。维修是为运营服务的,维修模式必须适应我国高速铁路高速度、高密度、运营时间长等运营特点,要在较短的时间完成相对较大的检查维修作业量,唯一的途径就是提高作业效率,改善维修手段,减少上道等辅助时间。

采用综合维修体制,促进维修相关专业作业的联动性。高速铁路系统之间关联更加紧密,牵一发而动全身,例如线路的调整可能会影响到接触网基准的变化、信号系统的正常指挥。而高速铁路的技术参数精确度要求更高，因此要采取更现代化的维修信息管理手段,维修信息流量大,流程短。各维修专业的集中,为沟通和合作构建了更好的平台,为提高维修效率、维修质量创造了条件。

比较世界几个已经修建和正在修建高速铁路或客运专线的国家和地区,我国在设计阶段就明确提出综合维修的模式。我国幅员辽阔；维修“天窗”短,行车密度大,必须保证维修的高质、高效,固定设施的综合检测和综合维修是国情所决定的。从日本新干线运营几十年的经验来看,综合维修的理念具有超前的意识,也应是高速铁路或客运专线维修的发展方向。

5 高速铁路综合维修方案建议

5.1 综合检测

为适应高速铁路的高速度、高质量要求,必须实现检测、维修的信息化和数字化。检测和监测技术水平决定综合维修的能力和水准,首先应实现检测的信息化和数字化。高速铁路以动态检测为主,静态检测为辅,动、静态检测相结合。开行综合检测列车是高速铁路检测方式的巨大变革,是极大提高生产力的强有力手段。

5.2 指挥模式

综合维修是一项需多工种、多系统通力合作的工程,涉及到行车组织、设施系统的联动、作业防护、维修机具设备的安排,人员的调配、维修材料的准备等。应采用计算机辅助手段进行统一的调度指挥。最好的方式是研制综合维修信息化系统，进行信息的统一归口和管理,采用综合维修调度系统,与运营调度系统互联，进行调度指挥。

5.3 维修基地的组成及分布

综合维修机构可分为基础设施维修基地、维修车间、工区等三级,采用属地化管理模式时,维修车间、工区可从属于设备段。

维修基地具有固定设施的大中修功能,大型养路机械及其他维修设备的整备、检修功能,零配件储备及配送功能,信息管理功能等。目前在建的基地有北京、上海、武汉、广州等四个。

综合维修车间承担管内固定设施的日常管理和维修作业组织、物资的存储和调配,配合线路维修机组、大修机组的作业,承担保养维修后的质量验收管理,组织紧急抢修等。目前的维修车间管辖单线的线路正线长度宜为200～300 km,设在所辖线路的中心地段、大型车站所在地,并应兼顾区域内其他线路。

综合工区承担管内固定设施的日常巡检与保养等作业,配合大型养路机械完成线路的维修作业。有砟轨道线路建议管辖范围不宜过大,50～70 km为宜,无砟轨道线路工区相距60～100 km为宜。

5.4 确认方式

高速铁路运输的安全是重中之重。目前高速线路沿线采用防护栏栅完全隔离,禁止异物和任何无关人员的侵入。白天正常运营,列车密度较高,视野清晰,相对管理方便。夜间,运营车辆停开,设施维修。清晨到来,经过了几小时的维护保养,线路状态任何细小的变化都可能危及列车安全,特别是异物侵限,一旦有所疏忽,就会酿成车毁人亡的大事故。因此,在每日运营中,极其关键的管理环节是每日清晨第一辆列车开行前,必须确保维护作业完成后,线路无任何侵限异物,即必须经线路确认方可开行旅客列车。

目前,确认方式主要有两种模式：

一是开行头趟动车组空车进行轧路检查,随后再开行正常运营列车。

我国客运专线里程一般较长,沿线设有多个始发站。对于这种线路的轧路检查,选定设于中段的始发车站分别开行轧路车,这样可保证始发车在清晨的第一时间发车；但由于开行的都是动车组,运营费用较高；特别是我国地域辽阔,客运专线两个始发站之间相距较远,浪费的区间运力就更大。同时确认的动车组所面临的不安全因素也是不容忽视的,由此产生的事故带来的是血的教训。

二是采用确认车的模式：在沿线间隔60～100 km的车站或维修基地,设置带限界检查的轨道车,称其为确认车。每天清晨,在维修“天窗”结束前约1 h,确认车从车站出发,分别检查上、下行线路的完好性和是否有异物侵限。确认车驶过的线路禁止任何人员、非运营车辆进入。

采用该方式可以最大限度地利用线路的运营能力,保障性强,但沿线需配置较大数量的确认车。该车辆停留在车站或工区,要求设置相应的停放线和车库。增加了初期投资。线路运营后每天开行确认车,其运营费用不容忽视。

比较以上两种方案,从可靠性和运营的效益方面比较,建议短途的客运专线或城际铁路可采用动车组的确认模式,而长距离的客运专线则建议选择确认车的模式。

5.5 沿线维修车辆停放方案

高速铁路主要维修车辆有大型养路维修车组、打磨车、轨道车、接触网作业车、确认车等。这些维修车辆在线路作业的间隙,白天均需考虑沿线的停放。不同于普速铁路,维修车辆可就近停放在车站的到发线,高速铁路车站只考虑满足列车运营的要求,所有维修车辆均需设置在专用维修车辆停放线上,停放线按规定必须从车站出岔。目前的停放线均考虑集中设置在综合工区内,但是从经济的角度考虑,满足各种车站不同的条件,例如考虑必须从高架站出岔的情况,可将轨道车、确认车、接触网作业车停放线与大机停放线分设,短的停放线设于桥的加宽段上,或借鉴采用日本新干线的车辆横移装置。在经济适用的前提下,考虑更灵活经济的停放线方案。

6 结论

综合维修作为我国高速铁路提出的技术理念,符合中国的国情和路情,符合设施技术装备发展的需要,是合理和先进的,具有很强的发展潜力。同时,也面临一些新技术问题,要在运营中逐步解决。这一目标的实现,将展现高速铁路维护系统崭新的面貌。

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[2] 何华武.铁路工程技术论集[M].北京：中国铁道出版社，2003

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[4] 黄信基.对国外基层维修设施的调查与分析[J].铁道勘测与设计，2010(1)