鮑立群
(中國鐵路武漢局集團有限公司,湖北武漢 430071)
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的干擾,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]。
2.1.1 點外上道作業(yè)人員安全風險高
現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,計劃兌現容易走樣,需要后期調整作業(yè)計劃或在出現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的整體效率;另一方面,天窗修的次數越多,交通、食宿、設置作業(yè)防護、接觸網加掛地線以及動力設備組織等輔助成本就會越多。
我國普速鐵路尤其是經過近10年的快速發(fā)展,天窗修呈現出以下趨勢:
(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據、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、運輸生產壓力適當的武九線、焦柳線試行了全天窗維修作業(yè)模式,取得了較好成效。
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。
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?!叭睆娬{的是安全前提,“大”體現組織方式上的變化,目標是提高效率和效益,二者缺一不可,相輔相成。
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]。
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。
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。
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。
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。
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)。
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據見表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。
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。經過近1年的實踐,制度不斷優(yōu)化,全天窗模式呈現了較明顯的優(yōu)勢,同時也帶來一些新的問題:
(1)路網條件下,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。