普速鐵路全天窗作業模式的研究與實踐

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。國外發達國家既有鐵路的行車密度相對較小、業務單一、運能富余，有條件開行3～4 h 以上的天窗，作業機械化程度高，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安排在天窗點以外的時間進行，稱為點外作業。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展趨勢

2.1 存在的問題

2.1.1 點外上道作業人員安全風險高

現行的天窗修模式容許點外上道作業行為存在，在實際執行過程中，特別是工區主導（少量為車間主導）作業，對天窗修認識不足、界定不清，甚至出現超范圍、無計劃作業［3]，一旦安全措施做不到位，作業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，傳統的天窗修模式以工區為基本的組織單元，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，盲目擴大作業范圍，造成大量可共用的天窗、可平行進行的作業因溝通不足而取消。

2.1.4 綜合成本支出較大

每個站區每天需組織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。

2.2 天窗修發展趨勢

我國普速鐵路尤其是經過近10年的快速發展，天窗修呈現出以下趨勢：

（1）機械化是鐵路施工維修的發展方向，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，有條件的實施狀態修［4]。

（3）組織方式逐漸向專業修、集中修方向發展，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）開展一體化作業是提高天窗利用率的必然方向，對運輸企業而言，時間就是成本［5]，綜合工區、車間及站段的成立，也為開展一體化作業創造了良好的外部條件［6]。

為有效控制點外上道作業帶來的安全風險，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模式，取得了較好成效。

3 全天窗維修作業模式

3.1 全天窗與傳統天窗修模式的差異

全天窗模式原則上將工務、電務、供電等各專業在線路建筑限界［7]以內的所有作業全部納入天窗點內，以防止實施過程中發生的人身傷害等安全問題?！皠撛熳鳂I真空環境、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，非集中修時段則執行全天窗作業模式。

3.2 全天窗模式的可行性

對比傳統天窗修模式，實行全天窗模式具有以下優點：

（1）點外作業大幅下降，點內作業的次數也得以減少，作業帶來的人身安全風險更加可控。執行全天窗以后，供電、電務專業基本取消點外作業，工務專業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。

（2）天窗作業化零為整，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、辦理開通等輔助環節預計達到50 min 以上，減少4 次作業，相當于累計壓縮200 min 以上的輔助作業時間，純作業的總時間并沒有減少，而單次的作業時間由120 min延長到180 min，在組織方式上，采取大兵團、機械化、專業化作業，效率和效果都更優于傳統模式。

（3）天窗次數減少，運輸能力得到一定釋放。執行全天窗以后，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，職工作業時精力會更加集中，準備也更加充分，作業輔助時間大幅減少，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）全部作業納入天窗點內，同時具有“大”的特點，通過抓住有效作業時間、集中專業力量，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化調整。目前全天窗在實踐過程中的規章制度不斷完善，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，線路通過總重區別大，則規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計劃時，要提前進行溝通，各專業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時，要提前協調，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

原則上各專業的作業計劃要按不同區域在空間上做到相對獨立，需要在同一區域綜合利用天窗時，應確保相互之間不產生交叉干擾。需軌道車配合的作業，其作業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。遇作業計劃沖突時，允許通過縮小作業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 站區天窗等要靈活安排

原則上全天窗以區間和站內正線作業為主，站內的到發線、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。較大的站區可根據列車運行特點、影響范圍等劃分不同的作業區域，車站和設備單位簽訂站區天窗修協議，不同區域按不同的天窗時間靈活安排作業。

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、工區管界范圍，重新優化班組設置，按照集中修、單元修、專業修的思路，以車間組織生產為主導，開展區域化聯合作業，生產組織勞效和作業質量明顯提升。

（3）天窗綜合利用效率大幅提高。全天窗要求不同專業在同一區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境。

5 全天窗模式需關注的問題

從解決傳統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，制度不斷優化，全天窗模式呈現了較明顯的優勢，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段執行全天窗，在分界的地方容易造成運輸堵塞；

（2）車間、工區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，影響整體效率發揮；

（4）工務專業還不能完全取消點外作業，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、嘗試和創新，正在引起廣泛的關注和研究，需持續做好跟蹤研究和實踐檢驗。