普速鐵路全天窗作業(yè)模式的研究與實踐

鮑立群

（中國鐵路武漢局集團有限公司，湖北武漢 430071）

1 概述

鐵路營業(yè)線具有不間斷、全天候、大運量的特點，為保證行車安全，需要逐段開設天窗對線路、通信信號、接觸網(wǎng)等設施設備進行定期維修和養(yǎng)護。天窗是指在列車運行圖中不鋪畫列車運行線或調整、抽減列車運行線，為施工和維修作業(yè)預留一定的時間，按用途分為施工天窗和維修天窗［1]。

在國內外高速鐵路領域，普遍選擇在0：00—6：00開行天窗，天窗大多采取垂直矩形類型，安全性較高，同時利于管理，我國高速鐵路也基本采取這種方式。近年來，隨著夕發(fā)朝至、高鐵動臥等品牌列車開行，我國京滬、京港等高速鐵路已嘗試按照“3+4”模式設置天窗，即3 d長天窗和4 d短天窗［2]。

在普速鐵路領域，不同國家因路網(wǎng)情況不同，天窗的設置各有差異。國外發(fā)達國家既有鐵路的行車密度相對較小、業(yè)務單一、運能富余，有條件開行3～4 h 以上的天窗，作業(yè)機械化程度高，維修理念更加靈活、高效。因此，國外對于天窗的研究側重在如何“用”，即如何組織“天窗修”，實現(xiàn)維修成本的最小化，以及如何在列車運行圖中插入天窗，使旅客時刻表的變化最小。我國普速鐵路兼顧客運和貨運業(yè)務，整體運能偏緊，運輸生產與施工維修之間的矛盾一直存在。一直以來，我國普速鐵路（雙線）天窗的設置，一般按施工3 h、維修2 h 執(zhí)行，在不影響行車安全的情況下，也允許將一些簡單的維修作業(yè)安排在天窗點以外的時間進行，稱為點外作業(yè)。因此，我國鐵路對于天窗的研究重點集中在不同類型的線路天窗如何“開”，使其對線路的通過能力和列車旅速影響最小，目的是減少天窗對運輸?shù)母蓴_，而每段線路的天窗應該設置多長時間、如何組織“天窗修”、如何評價天窗開行的質量等方面缺乏進一步研究。如果把天窗研究放在鐵路路網(wǎng)條件下考慮，開展天窗設置和運用與列車運行圖鋪畫和開行之間的組合優(yōu)化的理論研究則更為復雜［1-2]。

2 普速鐵路天窗修存在的問題及發(fā)展趨勢

2.1 存在的問題

2.1.1 點外上道作業(yè)人員安全風險高

現(xiàn)行的天窗修模式容許點外上道作業(yè)行為存在，在實際執(zhí)行過程中，特別是工區(qū)主導（少量為車間主導）作業(yè)，對天窗修認識不足、界定不清，甚至出現(xiàn)超范圍、無計劃作業(yè)［3]，一旦安全措施做不到位，作業(yè)人員的安全就會面臨較大風險。

2.1.2 組織水平及勞動效率較低

普速鐵路的特點是點多線長、人員分散，傳統(tǒng)的天窗修模式以工區(qū)為基本的組織單元，檢修力量分散；其次天窗時間較短，大、中型機具難以發(fā)揮作用，而人工方式勞動效率太低，解決不了深層的設備質量問題，因此，計劃兌現(xiàn)容易走樣，需要后期調整作業(yè)計劃或在出現(xiàn)設備故障時需臨時要點。

2.1.3 天窗綜合利用率較低

由于不同的工種各自為政，使得天窗綜合利用率較低。一方面，工務、電務、供電、房建等部門客觀上長期以來專業(yè)不同、單位不同，一定程度上形成壁壘；另一方面，各部門主觀上不愿與其他部門交叉作業(yè)，盲目擴大作業(yè)范圍，造成大量可共用的天窗、可平行進行的作業(yè)因溝通不足而取消。

2.1.4 綜合成本支出較大

每個站區(qū)每天需組織2 次120 min 的天窗修，一方面，運輸部門要提前組織列車停運，機車、車輛的周轉變慢，作業(yè)結束之后又需要重新調整、恢復運輸秩序，這些都會影響鐵路運輸?shù)恼w效率；另一方面，天窗修的次數(shù)越多，交通、食宿、設置作業(yè)防護、接觸網(wǎng)加掛地線以及動力設備組織等輔助成本就會越多。

2.2 天窗修發(fā)展趨勢

我國普速鐵路尤其是經(jīng)過近10年的快速發(fā)展，天窗修呈現(xiàn)出以下趨勢：

（1）機械化是鐵路施工維修的發(fā)展方向，靠人工已不再適合。

（2）設備逐步采用新材料、新工藝，監(jiān)測設備大量運用，綜合檢測列車周期開行，有些關鍵設備試點大數(shù)據(jù)、全生命周期管理，因此應減少不必要的計劃修，有條件的實施狀態(tài)修［4]。

（3）組織方式逐漸向專業(yè)修、集中修方向發(fā)展，天窗需要化零為整，最終實現(xiàn)天窗、人員、機具的高效配置［4]。

（4）開展一體化作業(yè)是提高天窗利用率的必然方向，對運輸企業(yè)而言，時間就是成本［5]，綜合工區(qū)、車間及站段的成立，也為開展一體化作業(yè)創(chuàng)造了良好的外部條件［6]。

為有效控制點外上道作業(yè)帶來的安全風險，進一步提高普速鐵路天窗修效率，同時減少因天窗次數(shù)過多造成的運能損失和運營成本，中國鐵路武漢局集團有限公司（簡稱武漢局集團公司）在管內天窗條件較好、運輸生產壓力適當?shù)奈渚啪€、焦柳線試行了全天窗維修作業(yè)模式，取得了較好成效。

3 全天窗維修作業(yè)模式

3.1 全天窗與傳統(tǒng)天窗修模式的差異

全天窗模式原則上將工務、電務、供電等各專業(yè)在線路建筑限界［7]以內的所有作業(yè)全部納入天窗點內，以防止實施過程中發(fā)生的人身傷害等安全問題?！皠?chuàng)造作業(yè)真空環(huán)境、全部納入天窗點、避免出現(xiàn)人身傷害”是其最重要的目的。

傳統(tǒng)天窗修模式一般為每周上下行各4次天窗，每次120 min，累計時間960 min。如果采用全天窗模式，則將天窗次數(shù)調整為每周上下行各2次，每次180 min，原則上逢周一和周三安排一個行別，周二和周四安排另一行別，累計時間為720 min。

同時，每年安排近50 d，將更換道岔、鋼軌、枕木及線路清篩、搗固等大型機械化施工納入集中修，非集中修時段則執(zhí)行全天窗作業(yè)模式。

3.2 全天窗模式的可行性

對比傳統(tǒng)天窗修模式，實行全天窗模式具有以下優(yōu)點：

（1）點外作業(yè)大幅下降，點內作業(yè)的次數(shù)也得以減少，作業(yè)帶來的人身安全風險更加可控。執(zhí)行全天窗以后，供電、電務專業(yè)基本取消點外作業(yè)，工務專業(yè)之前點外上道進行的探傷、軌檢、小范圍搗撥改等項目都納入了天窗點內，點外只容許進行建筑限界以外的巡檢、整理等作業(yè)。

（2）天窗作業(yè)化零為整，效果更好。雖然全天窗模式將每周總的天窗時間由原來960 min 壓縮至720 min，考慮到每次作業(yè)需要登記封鎖、核對計劃、下達命令、路用車輛編掛轉線、設置防護、停（送）電、加掛（拆除）保護地線、辦理開通等輔助環(huán)節(jié)預計達到50 min 以上，減少4 次作業(yè)，相當于累計壓縮200 min 以上的輔助作業(yè)時間，純作業(yè)的總時間并沒有減少，而單次的作業(yè)時間由120 min延長到180 min，在組織方式上，采取大兵團、機械化、專業(yè)化作業(yè)，效率和效果都更優(yōu)于傳統(tǒng)模式。

（3）天窗次數(shù)減少，運輸能力得到一定釋放。執(zhí)行全天窗以后，每周天窗次數(shù)減少了一半，調度員、車站值班員專心組織運輸生產，不用把大量精力放在登銷記、命令發(fā)布、運行揭示、運輸調整、列車放行等方面，運輸能力得到進一步釋放［1]。

（4）作業(yè)輔助時間減少，一線職工更有獲得感。推行全天窗之前每天要組織上下行2個小天窗，推行全天窗后，每天只安排1個行別的大天窗，職工作業(yè)時精力會更加集中，準備也更加充分，作業(yè)輔助時間大幅減少，休息時間能得到保證。

全天窗也可稱為“大天窗”，首先突出的是“全”的要求，將線上（線路建筑限界以內）全部作業(yè)納入天窗點內，同時具有“大”的特點，通過抓住有效作業(yè)時間、集中專業(yè)力量，更好地完成設備檢修任務。“全”強調的是安全前提，“大”體現(xiàn)組織方式上的變化，目標是提高效率和效益，二者缺一不可，相輔相成。

4 全天窗維修作業(yè)模式的實踐與效果

2019年1月1日率先在武漢局集團公司管內武九線上試行全天窗作業(yè)模式，4月14日開始在管內焦柳線推廣運用，在實施過程中結合設備狀況、運輸特點等因素對全天窗方案進行優(yōu)化調整。目前全天窗在實踐過程中的規(guī)章制度不斷完善，天窗安排、計劃質量、綜合利用、天窗兌現(xiàn)等方面更加規(guī)范合理，操作辦法也日趨成熟，受到了運輸調度、站段、車間、工區(qū)等各層級的廣泛認同和支持［8-10]。

4.1 天窗安排要滿足線路要求

武九線行車密度不大、上下行通過總重比較平均，因此規(guī)定下行線逢周一和周三、上行線逢周二和周四安排180 min 大天窗，同時每月逢周一和周二可安排4次30 min的垂直天窗。焦柳線行車密度大，且下行以重車為主、上行以空車為主，線路通過總重區(qū)別大，則規(guī)定上行線逢周一安排180 min 的大天窗，下行線逢周二和周四安排180 min 的大天窗，逢周三在上行線再安排1 個120 min 的小天窗，同時固定每周二結合下行大天窗安排60 min的垂直天窗。

4.2 計劃編制流程要更加流暢、精準

工務、電務、供電部門在編制全天窗作業(yè)計劃時，要提前進行溝通，各專業(yè)分別根據(jù)設備檢查結果、維修任務安排、施工計劃內容、勞力安排等情況科學合理地安排下周計劃，需其他單位配合作業(yè)時，要提前協(xié)調，達成一致，遇計劃與其他單位產生沖突時，應及時調整，按時間、空間編排好作業(yè)計劃，確保計劃編制流暢、精準。

4.3 天窗綜合利用效率須大幅提高

原則上各專業(yè)的作業(yè)計劃要按不同區(qū)域在空間上做到相對獨立，需要在同一區(qū)域綜合利用天窗時，應確保相互之間不產生交叉干擾。需軌道車配合的作業(yè)，其作業(yè)地段不得安排其他單位上道，走行經(jīng)過的地段原則上可以安排綜合利用，但必須在確認整列軌道車組安全通過后才能給點。遇作業(yè)計劃沖突時，允許通過縮小作業(yè)范圍或臨時調整計劃等方法來提高綜合利用效率。

4.4 天窗兌現(xiàn)須有保障

全天窗原則上不能取消。遇特殊情況取消時，要及時在本周內安排補充給點。同時要嚴格按圖定時間兌現(xiàn)全天窗計劃，臨時需要調整給點時，最大調整時間不超過1 h，并提前2 h以上通知到相關單位。

4.5 站區(qū)天窗等要靈活安排

原則上全天窗以區(qū)間和站內正線作業(yè)為主，站內的到發(fā)線、調車場、聯(lián)絡線等可結合交接班、調機停輪等情況安排停輪修、股道修。較大的站區(qū)可根據(jù)列車運行特點、影響范圍等劃分不同的作業(yè)區(qū)域，車站和設備單位簽訂站區(qū)天窗修協(xié)議，不同區(qū)域按不同的天窗時間靈活安排作業(yè)。

4.6 實施效益分析

武漢局集團公司在武九線、焦柳線推行全天窗以后收到良好效果，實現(xiàn)了設備質量、運輸效率、生產勞效多贏的目標。焦柳線、武九線2019年實行全天窗前后指標數(shù)據(jù)見表1和表2［2]。

武漢局集團公司在武九線、焦柳線推行全天窗模式的效果如下：

（1）線路設備質量得到明顯提升。

（2）通過全天窗的組織，設備單位在生產力調整、維修機制改革等方面進行了積極探索和實踐。各單位突破車間、工區(qū)管界范圍，重新優(yōu)化班組設置，按照集中修、單元修、專業(yè)修的思路，以車間組織生產為主導，開展區(qū)域化聯(lián)合作業(yè)，生產組織勞效和作業(yè)質量明顯提升。

（3）天窗綜合利用效率大幅提高。全天窗要求不同專業(yè)在同一區(qū)域聯(lián)合申報綜合利用的維修計劃，鼓勵一點多用、充分利用。

（4）運輸效率進一步提高。以管內焦柳線為例，全天窗組織模式經(jīng)過了磨合期，轉入常態(tài)化后，本線運輸能力得到較大釋放，機車、車流周轉明顯加快，為沿線各站裝卸上量提供了良好的運輸組織環(huán)境。

5 全天窗模式需關注的問題

從解決傳統(tǒng)天窗修存在的突出問題入手，按全天窗模式進行了初步探索，并嘗試從天窗綜合利用率、線路設備質量、主要運輸指標等3個方面來檢驗天窗開行質量。經(jīng)過近1年的實踐，制度不斷優(yōu)化，全天窗模式呈現(xiàn)了較明顯的優(yōu)勢，同時也帶來一些新的問題：

（1）路網(wǎng)條件下，如果只在某條線或某個區(qū)段執(zhí)行全天窗，在分界的地方容易造成運輸堵塞；

（2）車間、工區(qū)在申請了大天窗以后，由于天氣、組織等原因造成工作量不飽滿，會產生天窗浪費；

表2 武九線實行全天窗前后指標比較

（3）運輸調度部門還不能完全適應全天窗的特點，行車指揮、車流調整、機車運用等方面在天窗前后容易斷檔，影響整體效率發(fā)揮；

（4）工務專業(yè)還不能完全取消點外作業(yè)，一些巡道、檢查、小范圍維修工作還需要利用列車運行間隔進行，安全風險仍然存在。

總之，全天窗是行車設備維修工作中的一次大膽突破、嘗試和創(chuàng)新，正在引起廣泛的關注和研究，需持續(xù)做好跟蹤研究和實踐檢驗。