中国高速铁路工务维修管理模式研究

陈东生，曲建军，田新宇，陶 凯，杨 飞

(中国铁道科学研究院基础设施检测研究所，北京 100081)

目前，中国高速铁路的营业里程已经达到8 000多公里，另外还有1万多公里的高速铁路正在建设中，随着运营里程的增加，高速轨道维修作业逐渐增加，建立适合我国铁路的工务维修模式是高速铁路运营安全的重要保证。

1 国外高速铁路工务维修模式

从1964年日本修建了世界上第一条高速铁路起，德国和法国的高速铁路也得到快速发展，发达国家高速铁路的运营、维护和管理的成套经验为我国高速铁路运营维护管理体系模式的建立提供了重要参考。

日本高速铁路属于典型的“管、检、修”分离模式，日本铁路公司只负责设备管理、发包、检查和验收，检测与维修作业均外包。法国和德国高速铁路为“管、检、修”部分分离模式，大部分大修和部分计划修为业务外委。从“管、检、修”分离的程度看，完全分离模式有利于管理上相互制约，维修专业化，是高速铁路运营管理的必然趋势。

高速铁路维修管理机构采取的分级管理模式与公司的历史沿革以及所管辖的范围有关。日本高速铁路公司中东日本和西日本公司采取三级管理体制，而东海和九州公司则采用两级管理体制;法国高速铁路是总局、地区局、综合维修段三级管理体制;而德国采用路网公司、基层维护单位两级机构管理体制。对于三级管理体制，一级管理机构如总公司(总局)维修管理部门主要负责维修技术标准、技术政策的制定和管理以及总公司中长期维修规划的编制等工作;二级管理机构如分公司(地区局)维修管理部门主要负责辖区范围内的维修计划编制和管理;三级管理机构如法国和德高速铁路基层维修机构，主要负责大型维修施工作业的管理、发包、检查和验收、及线路的日常养护和小型维修等作业，而日本新干线的基层维修机构也是管理机构，固定设备的检查、维修工作全部由协作公司承担。随着装备技术改进和信息化水平的提高，日本、德国和法国高速铁路维修管理层次也不断向扁平化模式发展，二级维修管理模式将是今后高速铁路发展的必然趋势。

日本、法国和德国三个国家的高速铁路基本管理范围不超过150 km，在综合工区这个层面上间隔30～100 km不等。由于各国客货运量不同，相关基础设施状态、运量、维修工作量、修程修制和检查、检测标准体系不同，维修管理职责也不尽相同，因此，各国维修管理检测人员结构配置也各具特点。日本、法国和德国高速铁路维修管理机构设置汇总见表1。

日本、法国和德国高速铁路维修均采用“天窗”修方式，高速铁路维修天窗时间一般设置5～6 h，且重点安排在列车停止运行的午夜至凌晨时间段。此外，法国TGV城际客运专线在白天列车运行间隔安排l.0～1.5 h的检查天窗时间，该时间为2列TGV列车的间隔时间。

2 中国高速铁路工务维修管理模式研究

目前，我国既有铁路线路、接触网、通信信号的养护维修体制主要按专业分类，集“管、检、修”于一身，铁道部设置各专业管理部，铁路局下设相应的各业务处和各专业站段，各专业站段又下设车间或领工区，领工区下设各专业工区的5级管理机构。这种体制对加强线路养护维修、保持基础设施稳定和维持一个相对较好的运输安全状况起到较大作用，但同时也带来维修管理机构庞大、运营成本较高、经济效益低下的弊端，这种“大而全、小而全”的维修方式与观念，已不适应高速铁路基础设施维修的要求。

表1 日本、法国和德国高速铁路维修管理机构设置汇总

2.1 工务维修体制的基本模式

铁路基础设施的养护维修一般涉及管理、检测、养护和修理4部分工作。我国高速铁路基础设施养护维修体制依照作业内容的不同可以分为管理维护、检测和修理(简称“管、检、修”)。将“管、检、修”作为基础设施维修体系的3个基本环节。总结国外高速铁路管理经验可以看出，“检、养、修”分开的管理方式具有专业性强，分工明确，管理经验成熟的特点，有利于高速铁路的检养修管理，也有利于新技术、新材料、新工艺的推广应用。

借鉴国外高速铁路维修经验，结合我国实际情况，研究适合我国高速铁路的基础设施养护维修的几种模式。

1)管检修合一模式。指管、检、修高度集中，高速铁路基础设施的技术状态全部由一个部门负责。此种模式优点是检、修工作的协调性强，可避免不同管理机构间的利益冲突，同时此种模式与既有线的管理模式基本类似，有现成的管理人员和经验可以借鉴;缺点是大型设备的利用率较低，缺乏必要的监督机制，公正性难以保证。

2)检与管修分离模式。管修合一、检与管修分离模式是把检测工作独立出来，委托外部公司独立承担检测工作，管修仍由同一个部门负责。此种模式的优点是大型检测设备的利用率较高，有利于行业标准的统一管理，有利于监督机制的形成，有助于专业水平的提高，检测结果的公正性得以保证;缺点是检、修工作由不同机构负责，协调性不够好。

3)管检修分离模式。指“管、检、修”由不同部门负责，基础设施的主管部门根据设备设施状态与外部的检测公司签订合同，委托检测公司根据合同对设备进行检测，检测项目包括线路、牵引供电、接触网和通信信号固定设备等，需提交检测信息和对设备设施的修理建议。同时，主管部门和外部的维修公司签订合同，委托维修公司根据合同承担设备设施的维修任务，并与主管部门进行维修质量验交和财务清算。此种模式的优点是可以使管、检、修三方的责、权、利清晰分明。主管部门是设备的责任单位，负责设备的全面管理和运用，对设备安全和效益承担全部责任。检测、维修公司按照合同承担任务、交验结果和进行财务清算。但是，这种模式需要检测、维修公司具有一定的规模且在高速铁路沿线有分散的派驻点，另外主管部门和检测、维修公司之间必须有密切和默契的配合。

我国高速铁路维修管理应在充分考虑国情、路情的条件下，以实行属地化管理和“管、检、修”分开的管理体制为原则，体现“专业强化、管理集中、资源综合”和“精干高效”的养修理念。目的是建立高效率、低成本、少用人、现代化、信息化和先进适用的综合维修管理技术体系。

2.2 工务维修体制建立的基本原则

根据既有国内外工务维修管理经验，制定高速铁路基础设施养护维修体制的基本原则可依据以下几点:

1)高度体现以人为本原则

高速铁路作为现代化的地面高速交通运输体系，在高速度、高密度行车条件下，要绝对保证旅客的安全和舒适，并且能够提供持续、准时、稳定的运输服务，这就要求线路的基础设施始终处于良好状态。为此，必须建立具备这种服务理念，配备现代化装备，具有高技术水平的基础设施养护维修机构。

2)创造良好的社会效益

现代化的高速铁路运输企业，既要求有高品质的服务，又要求有较好的经济效益。因此，对基础设施的养护维修应确保信息快速传递，并及时维修，以保持线路持续稳定。设备选用必须以机械化为主，降低劳动强度，减少定员;尽可能利用专业性强、技术水平高的企业外的力量完成检修，形成强强协作和优势互补，即实现养护维修的社会化、专业化和市场化。

3)对异常情况具有快速反应及预警应急处理能力

高速铁路是高新技术的系统集成，具有高安全性，但是一些自然灾害和意外事故仍是不可避免的，如地震、风暴、积雪、异物侵限和行车事故等，都将影响高速列车的正常运行，甚至破坏高速铁路的固定设备与设施，引发灾害性的事故。因此，基础设施的养护维修体制和机构，应该具备随时应急处理异常情况及分析预警能力，以及救援、预防和恢复正常运输组织和指挥能力与条件。

4)具备不断创新的活力

从国外高速铁路基础设施养护维修管理体制不断变革的经验可以看到，随着社会的进步、环境的变化和维修管理技术的发展，养护维修管理体制自身应该具备不断变革和不断提高自身管理技术水平的活力。

3 高速铁路工务综合维修管理体系模式探索

3.1 “管、检、修”系统分离模式特点

基础设施的管、检、修子系统分开的本质主要体现在维修体系中实现各系统的部门化和专业化。从经济管理学的角度分析，管、检、修是否分开主要考虑管、检、修各系统部门设置的规模经济性和工作的相依性。

1)高速铁路基础设施的管检修专业规模经济性

高速铁路基础设施的日常维护工作同既有线一样，作业项目繁多，每项工作的重复性低，工作内容受外界环境的影响较大，标准化程度低。因此，在技术体系上具有单件生产特征，不具有专业规模经济性，但同区域的各专业综合一起可以利用共有资源，因此适合按区域组织生产。

高速铁路基础设施的检测与既有线差别很大。既有铁路基础设施的建设标准和维修标准较低，对检测的要求也低，在检测上以工区的手工静态检查为主，检测工具落后，标准不高;高速铁路养修标准提高、“天窗”修的限制和运营时间对检测提出了更高的要求，要求检测必须动态、高效、精确，传统分散的检测方式已不能适应新设备、新技术的要求，必须进行高速综合检测。高速综合检测车自动进行数据采集和输出，一次性投入大，作业效率高，对专业人员的要求较高，属于连续生产的技术体系，因此具有专业规模经济的特征。

高速铁路基础设施的修理工作与既有线差异较大。既有线路修理作业以手工或小型机械为主，作业分散，本专业聚合在一起，效率提高并不明显。由于工具的技术含量不高，需要的专业技术人员不多，在专业上没有规模优势。由于作业标准的提高，只有大型养路机械才能适应高速铁路基础设施维修作业的需要，而大型养路机械必须具备一定的规模成本、较多的技术和后勤支持，因此具有规模经济的效应。

2)高速铁路基础设施的管检修具有相依性

在高速铁路基础设施维修系统中，管、检、修三个子系统分工各不相同，但管、检、修系统属于一个基础设施维修系统，各子系统之间存在着大量的物质和信息的交换，交互相依，只有既分工又合作才能很好地完成任务。同时高速铁路基础设施本身的技术特点和运营特点也进一步强化了这种相依性，如高速铁路的高标准大大地增强了管理维修系统对检测系统的依赖。

因此，高速铁路基础设施管理维护工作不具有专业规模经济性，但适合于区域的组织生产，检测和修理工作则能形成专业规模经济。同时，高速铁路的管、检、修三体系间又存在着大量的物质和信息的交换，交互相依，只有相互配合，才能实现工务维修管理体系的良好运转。

3.2 委外维修可行性分析

日本、法国和德国高速铁路公司负责专业管理，检测和维修以合同形式承包委托外协公司完成，其委外的方式是国外高速铁路维修体制的主要特征。

按照委外理论的相关研究成果，委外决策主要考虑四方面因素:自制成本、交易成本、资源依赖和企业核心竞争力。企业内部生产成本高的业务应选择委外，规模经济是决定生产成本的主要因素。外部市场有众多有规模的厂家，不具备技术优势、规模经济性不强的业务、生产成本相对较高的业务均宜选择外委。交易成本高的业务应纳入企业内部管理，决定交易成本的关键因素是资产的专用性、交易的不确定性和交易频率。交易所需资产的专用性程度低、交易频率低、交易不确定性低的业务应该外委;交易频率较低，但资产专用性程度较高的业务应该外委或从市场上购买。资源依赖性强的业务应该选择外委。如果企业对环境中的关键资源存在依赖，那么有必要与外界的行业建立某种形式的合作，以获取资源。形成企业核心竞争力的业务不应委外，核心竞争力的相关理论认为，关系企业核心竞争力的业务应该掌控在企业内部。对高速铁路基础设施维修单位而言，经济的维修策略、科学的维修方法、高效的维修组织、整合基础设施维修供应链的能力，是形成基础设施维修企业核心竞争力的主要因素。随着高速铁路的发展，对线路养护维修标准的要求也越来越高，因此要在吸取国外经验的基础上，结合我国高速铁路自身的特点，线路的养护维修需要灵活和统一。

我国相继开发了系列的综合检测车，已基本构建形成了较为完善的检测体系;在推进机械化集中修、科学安排“天窗”、优化修程修制改革、强化设备科技含量等方面也进行了多方面的论证，在此基础上，对于高速铁路的运营维护管理，工务部门应树立“安全、舒适、有序、经济”的理念，坚持“预防为主、防治结合、重检慎修”的维护原则，保持工务设备的高可靠性、高平顺性和高稳定性。

通过对已开通运营的京津城际、武广、郑西、沪宁、沪杭、京沪、合宁和合武等高速铁路工务维护管理经验的探索和总结，为日后我国高速铁路建立与之适应的基础设施综合维修管理体系提供了宝贵经验和参考依据。

3.3 高速铁路工务维修管理

针对我国高速铁路工务维修管理现状，高速铁路工务运营维护应实行属地化管理和“管、检、修”分开的管理体制，工务机构设置和人员、生产设施配备应遵循以下基本原则:

1)属地化管理。工务设施由铁路局按就近管辖的原则实行属地化管理，工务段属地化延伸管理。

2)专业强化。工务、电务和供电分专业管理，工务线路和路基、桥梁、隧道分专业管理。

3)管理集中。高速铁路的工务设备集中管理。管辖高速铁路的铁路局和工务段设专门管理机构。

4)资源综合。工务、电务和供电专业管理分开，但办公、生活等后勤保障设施集中管理、综合使用。

5)精干高效。应按“精干高效”原则配备高速铁路工务管理技术人员和技能骨干，并纳入定编，主要负责线桥设备检查、影响安全和秩序的临时补修和故障处理工作，辅助和后勤保障等适应性工作由辅助和后勤人员负责。计划维修、专业性强的修理和其他辅助工作由工务段成立专业队伍按合同或预算受托修理，必要时委托其他有资质的单位进行修理。

6)专业化维护。工务段可成立曲线、道岔、钢轨等专业化修理队伍，负责受托的高速铁路修理工作。

7)管检修分开。按照“管、检、修”分开的管理体制，设备的主要检查和修理工作由专门部门或机构承担。

8)大机区域化作业。大型修理机械和检测车实行区域化作业，由专门机构承担。

依据《高速铁路生产人员核定试行办法说明》规定，针对我国高速铁路有砟和无砟轨道线路技术特点，去除法定节假日和周末公休时间，每月按20个工作日计算;考虑到工务作业准备时间，纯作业时间按3 h计算。按照管检修分离的原则，在专业检测和专业维修项目采用委托方式进行的前提下，需要从事纯技术管理的人员按营业里程统计，每天所需人数=设备数量(单位)×周期(次/年)×作业组织人数/(12×每月工作日)/天作业量。其中有砟轨道中桥梁比例按平均值54%计算，隧道平均值按14%计算;无砟轨道中桥梁比例按平均值66%计算，隧道比例平均值按14%计算。

3.3.1 有砟轨道组织机构设置

1)组织机构

有砟轨道工务综合维修管理组织机构职责:①高速铁路工务设施按所在区域划分，由铁路局属地管理，并全面负责高速铁路安全生产管理工作。②高速铁路工务设施维修按就近管辖的原则归属既有设备段管理，应根据设备数量、类型等具体情况设置车间、班组，其他辅助工作可划归既有车间管理。③高速铁路涉及的铁路局工务处和涉及的工务(桥工)段设高速科;工务(桥工)段根据各自工务设备情况下设高速铁路工务车间;高速铁路工务车间下设检查工区、线路工区。

2)业务划分

该反应遵循亲核消除机理，是可逆反应。与酯化反应相同，为使反应超正方向进行可加热脱水或使用甲苯等带水剂除去反应生成的水。

高速铁路线路或路桥车间负责管内安全生产任务的组织落实和技术管理;负责设备检查、分析等工作，掌握管内设备状态;负责制定检查、综合保养和维修计划;负责组织设备的日常养护等。

3)人员配置测算

线路车间管辖范围为100营业公里，平均站间距为30 km，车间设主任、副主任、技术分析、线路检查、紧急补修等岗位。

路桥车间管辖范围为400营业公里，车间设主任、副主任、技术分析、路桥检养岗位。具体岗位分配如表2和表3。

表2 高速铁路线路车间有砟轨道工务综合维修岗位配置

表3 高速铁路路桥车间有砟轨道工务综合维修岗位配置

3.3.2 无砟轨道组织机构设置

1)组织机构

2)业务划分

高速铁路线路或路桥车间负责管内安全生产任务的组织落实和技术管理;负责设备检查、分析等工作，掌握管内设备状态;负责制订修理计划;负责组织设备的日常养护和临时补修。

3)人员配置测算

线路车间管辖范围为200营业公里，平均站间距为50 km，车间设主任、副主任、技术分析，线路检查、车站值守岗位。

路桥车间管辖范围为400营业公里，车间设主任、副主任、技术分析，路桥检查岗位。具体岗位分配如表4和表5。

表4 高速铁路线路车间无砟轨道工务综合维修岗位配置

表5 高速铁路路桥车间无砟轨道工务综合维修岗位配置

3.4 高速铁路工务维修检查

国外高速铁路维修政策均以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综合检测车、探伤车和作业人员使用小型设备以及目测巡视来完成。经过检测诊断，要对设备状况、轨道几何不平顺状况等做出科学的评估。根据检测数据和评估结果，将设备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设备缺陷采取紧急补修和列车减速措施。一切维修的目标要达到目标质量等级，并保证维修后的各种设备具有较长时间的稳定性。为达到这一目标世界各国高速铁路均使用大型养路机械开“天窗”进行维修作业，并将基础设施几何状态的检查作为指导维修的重要依据。

我国高速铁路基础设施检查应完善检查监控体系，建立完备的检测手段，完善信息处理分析机制，以保证设备质量有序可控，全面落实高速铁路“重检慎修、方案修”的原则，实施标准化作业。

按照高速铁路工务设备维修内容及检查设备类型，其维修检查方案如表6。

3.5 高速铁路工务维修作业

推行“管、检、修”分开维修新体制，要求做到综合维修由工务机械段负责完成大型养路机械作业项目;工务段车间组建机械化养路工区和专业维修队伍负责完成经常保养、大机配合(或大机覆盖不到的综合维修)、以及曲线、道岔、钢轨焊接接头专业维修项目;工区负责临时补修和设备巡查等项目;工务段成立检查监控车间(或线、桥车间下设工区)负责设备检查监控工作。工作中要注重将“管、检、修”分开与资源整合工作相结合，做强做大车间，完善各项管理制度，实现检查与维修的异体监督。

1)基础设施的专业化维修。当今社会发展的一个重要特点就是社会分工越来越细，铁路运输也是如此。专业化生产可以提供专业的服务和精细的作业品质。因此，线路维修走专业维修的道路，是适应铁路提速重载运输的必然方向。

2)三维精确定位系统的建立。线路速度的提高，传统手工的作业方式已不能适应高速铁路的养护维修的需要，作业的测量精度成为制约提升高速铁路线路质量和提高作业效率的瓶颈。要做到精养细修，线路平纵断面精准的定位是首要前提，否则，轨道几何尺寸即使做到零误差也照样会晃车。因此，应树立三个理念，即对线路中线绝对位置进行精确控制的理念，对岔区进行单元管理的理念，以及线路施工、维修质量储备期的理念。在这三个理念中，建立线路三维精确定位系统是放在第一位的。

通过采用线路三维精确定位系统，将工务系统传统的测量相对误差变为测量绝对误差，达到对线路平纵断面的精确定位，线路养护由经验过渡到精确。三维精确定位系统的建立，为工务精检细修提供了数据依据。

3)大机精确作业。大型养路机械是有砟轨道线路维修、病害整治的主要手段，但如果没有在大机作业前对线路平纵断面进行精确测量、没有对线路存在问题进行认真分析和调查，这样的大机作业等于无效劳动，顽症依旧存在，质量不会持久。因此，大机作业前要认真分析线路平纵断面定期观测数据、曲线道岔三维精确定位系统观测数据，以及各种综合检测、专业检测、车载式检查的检查数据，为大机作业制订详尽的作业方案提供准确依据。大机作业过程中，要加强对大机作业的控制，捣固车作业时要严格控制夹持时间，限制捣固频次，对薄弱区段应采用双插双捣，低速重稳。要发挥大型养路机械自检系统的作用，将每次作业后自检系统检测的数据作为验收依据。

4)“状态修”和“天窗修”的推广运用。20世纪70年代以前，各国铁路大多是按预定的周期进行计划维修，一些国家在高速铁路线路的养护维修方面进行了大量的探索和实践。实践证明:在通过总重、平均轴重、行车速度等运输条件相同，轨道结构、自然环境也相同的情况下，由于路基的离散性、刚度的不均匀性、初始平顺性差异等因素，同一条铁路的不同区段，甚至仅相邻数公里、数百米的里程段落，轨道平顺状态的差异很大。其中恶化率较大的地段若任其发展，便会在较短的时间内，变成幅值较大的不平顺，甚至会变成影响舒适性和安全性的不平顺，这种轨道恶化的差异性成为世界各国铁路放弃定期修的重要原因。因此，为适应铁路运输的发展，许多发达国家相继进行轨道维修体制的改革，其中最重要的内容之一就是根据轨道实际状态实施预防性计划维修体制:即根据区段轨道不平顺的评价指标判断轨道的质量状态，在轨道质量状态已经开始发生恶化，但尚未严重不良之前适时采取维修措施改善状态质量，效果良好。

我国从20世纪90年代开始，铁路工务管理部门逐步推行“状态修”，利用TQI指数作为预防性计划维修的技术指标指导养护维修，取得了较好的应用效果。目前，我国已制定了不同速度等级线路轨道不平顺200 m、500 m单元区段的 TQI及单项标准差管理标准。

工务管理部门多年的经验表明，通过对TQI的比较分析便于轨道维修人员及时掌握区段轨道状态的改善和恶化情况及预测轨道状态的发展趋势，TQI可作为轨道状态的宏观管理和质量控制的依据，用于编制轨道维修计划，以提高线路质量均衡性，指导养护维修作业。随着我国铁路的不断发展，TQI今后会在进一步促进修程修制的改革，合理使用维修力量和费用，提高轨道科学管理水平中发挥更为重要的作用。

考虑到维修工作对运输组织和人身安全的影响，开展“状态修”的前提必须有足够的不影响行车组织和运输安全的综合维修时间，即“维修天窗”时间。从而确保行车顺畅、维修施工安全的目标。根据既有线维修“天窗”的运用经验，高速铁路综合维修天窗的设置不同于客货列车共线的既有铁路，需要综合考虑以下因素:①高速铁路作为整个路网的一部分，与既有线和其他高速铁路相衔接，不仅在高速铁路之间互通旅客列车，而且在高速铁路与既有线之间也要互通旅客列车。②与既有线一样，高速铁路的客流呈现多层次特征，既有高收入者，也有大量的中、低收入者;既有因公出差的，又有因私旅行的;既有旅程近的(500 km以下)，也有旅程远的(甚至超过2 000 km);有的旅客希望白天坐车，而有的旅客则希望夜间出行。对于旅程较远的旅客还需要列车编组卧铺车辆。在以客运为主兼顾货运的快速通道上，不仅要开行旅客列车，还要开行货物列车。③日常运营中，若由于某些原因临时决定维修天窗期间不进行维修施工，对高速铁路和城际铁路来说，一般也不能在该天窗期间再安排正常旅客列车的开行(除非开行临时旅客列车)。④从高速铁路开设维修天窗进行维修施工的角度来说，更应强调高速铁路列车的正点运行。一旦列车在维修天窗前运行晚点，对维修天窗的正点开启、正点结束，乃至在天窗后列车正常运行都有较大的影响。当采用一线维修一线行车的维修天窗形式时，对高速列车通过维修天窗时要限速运行。⑤因为高速铁路和城际铁路大量采用了无砟轨道，使得线路设备养护维修的工作量大幅度减少，所以综合维修天窗的时间也应相应减少。

4 结束语

通过对国内外高速铁路工务维修管理技术综合分析和运用经验的提炼，结合我国高速铁路建设和维修运用自身特点，按照有砟和无砟轨道结构特征，以列车安全运输为前提，以提高高速铁路工务维修水平和基础设施质量为目标，在高速铁路工务维修体制革新的情况下，摸索一条适合我国高速铁路工务维修管理技术的模式，为高速铁路工务维修管理技术的发展奠定基础。

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