馬良民，王孟鈞

(1.中南大學土木工程學院，湖南 長沙 4100751;2.廣州客運專線基礎設施維修基地，廣東 廣州 510100)

根據(jù)鐵道部有關(guān)精神，大型養(yǎng)路機械歸上海、北京、廣州和武漢四大客運專線基礎設施維修基地統(tǒng)一管理，負責各管內(nèi)各線的大修和集中修等工作。大型養(yǎng)路機械(以下簡稱大機)主要是指養(yǎng)護、維修、整修鐵路線路的機械設備，主要包括線路道砟清篩、線路道砟搗固密實、線路道床震動穩(wěn)定和線路道床整形等設備［1］。其中搗固車主要進行鐵路線路的新線建設、舊線大修清篩和運營線路維修作業(yè)，包括軌道的撥道、起道抄平、道砟搗固及道床肩部道砟的夯實等作業(yè);道砟清篩機是清篩道床中道砟的作業(yè)機械，可將臟污的道砟從軌枕下挖出，進行清篩并將清潔道砟回填至道床，同時將篩出的污土清除到線路外;鋼軌打磨車主要是進行消除鋼軌周期性和非周期性短波不平順的作業(yè)，可以及時消除鋼軌的表面?zhèn)麚p，利于鋼軌使用壽命的延長，可極大提高軌道平順性和旅客乘車舒適度。

大機在鐵路線路提速及日常養(yǎng)修中，以無可比擬的優(yōu)勢，發(fā)揮著越來越重要的作用，已成為工務系統(tǒng)提高線路質(zhì)量的依賴、列車提速及運輸安全的保障［2］。近年來，大機維修在發(fā)揮優(yōu)質(zhì)、安全和高效等優(yōu)勢的同時也暴露出了諸多效率損失的問題。因而如何更科學合理地分析評價大機維修效率，從而提高大機維修效率迫在眉睫。

1 大機維修效率的內(nèi)涵及指導思想

1.1 大機維修效率的內(nèi)涵

效率通常是指一定的投入量所產(chǎn)生的有效成果，或者是單位時間完成的工作量［3］。大機維修，主要包括線路和道岔搗固、道砟清篩、鋼軌和道岔打磨等工作。大機維修效率是指在一定的時間內(nèi)，鐵路線路固定設備維修過程中資金、人力、機械設備、各類材料等的投入所取得的線路固定設備狀態(tài)恢復的效果。提高大機維修效率就是要在盡可能少的投入下取得更好的維修效果。

從國家和社會宏觀層面看，應提倡建立資源節(jié)約型社會，提高大機維修效率能夠減少資源的浪費，有效節(jié)約資源，是響應國家這一號召的積極表現(xiàn)，可以為社會的可持續(xù)發(fā)展做出一定的有益貢獻。

從客專維修基地中觀層面看，基地的管理更加注重綜合效益的提升。大機維修效率的提高意味著可以較少的投入取得盡可能好的效果，能夠為客專維修基地帶來更為可觀的效益，也能制定更好的措施來提高大機維修效率，從而形成良性循環(huán)機制。

從大型養(yǎng)路機械自身層面看，提高維修效率能夠增加大機設備的利用率。大型養(yǎng)路機械只能在一定的壽命周期內(nèi)工作，如何提高其在壽命周期內(nèi)的使用價值呢?通過提高維修工作的效率來增加其利用率是一個有效可行的策略。既能保證大機得到足夠的保養(yǎng)，又能高效地完成線路維修任務。

1.2 大機維修的指導思想

我國鐵路配備大機的主要原則是“先進、成熟、經(jīng)濟、適用、可靠”［4］。在此基礎上，總結(jié)近年來大機維修的情況，提出大機維修的指導思想包括以下3個方面。

(1)精干高效

我國實現(xiàn)鐵路維修現(xiàn)代化以來，逐步運用大型養(yǎng)路機械取代人工工作，大機維修克服了人工勞動強度大，維修效率低，施工質(zhì)量可靠性差的缺陷［5］。大機維修應該充分運用自身優(yōu)勢，本著用人少，速度快，質(zhì)量好的精干高效理念，在天窗時間內(nèi)及時迅速地完成鐵路養(yǎng)護維修工作，確保鐵路運輸?shù)臅惩旖荨?/p>

(2)經(jīng)濟適用

現(xiàn)階段我國大型養(yǎng)路機械多為國外進口機械設備，設備儀表較為精密，造價昂貴，且保養(yǎng)工作量大。因而在機械設備的整個壽命期內(nèi)要本著適度的原則充分利用大機，在保證按時保量完成維修工作的前提下盡量降低成本，做到經(jīng)濟節(jié)約;同時大機維修要與我國的國情和路情相適應，與現(xiàn)有的鐵路線路固定設備的修程修制相協(xié)調(diào)，使大機維修完全適用我國鐵路現(xiàn)代化發(fā)展要求。

(3)安全可靠

在以人為本的理念指導下，安全是所有施工過程中首當其沖的問題，大機維修施工也不例外。大機維修作業(yè)應按照規(guī)范的流程進行，并且應制定相關(guān)應急措施，確保各種條件下的施工安全，在確保施工人員安全的前提下避免由于操作不當?shù)仍驅(qū)€路固定設備的破壞對鐵路運輸系統(tǒng)的影響;另外大機維修應該采用科學的方法提高維修精度，在確保施工質(zhì)量可靠的基礎上盡量節(jié)約時間和提高效率。

2 基于DEA的大機維修效率評價模型構(gòu)建

2.1 數(shù)據(jù)包絡分析法概述

數(shù)據(jù)包絡分析，簡稱DEA(Data Envelopment A-nalysis)，它是運籌學的一個新研究領(lǐng)域。由Charnes，Cooper和Rhodes(1978)創(chuàng)建并發(fā)展而來，是一種確定有效生產(chǎn)前沿面及評估決策單元(DMU)相對有效性的非參數(shù)方法［6］。它以相對效率概念作為基礎，可采用多指標輸入和多指標輸出，對同一類型的單位或部門(即決策單元，DMU)進行相對有效性或效益評價。

DEA的基本模型是C2R和BC2模型，隨著研究的深入國內(nèi)外學者提出了很多擴展模型，可適應越來越多的領(lǐng)域。本文僅對C2R模型進行研究，采用WinQSB(Quantitative Systems for Business的縮寫)運籌學軟件進行運算，得出技術(shù)效率值，以分析評價大機維修效率的情況。

2.2 數(shù)據(jù)包絡分析法評價的步驟

參照DEA方法評價績效的一般做法，應用DEA方法對客運專線維修基地大機維修效率進行評價的步驟如下:

(1)明確問題階段

1)明確評價的目標——為客專維修基地大機維修效率的提高提出措施建議;2)確定大機維修效率各種因素的性質(zhì)，并考慮因素間可能的定性與定量關(guān)系;3)對結(jié)果進行定性的分析和預測。

(2)建模計算階段

1)建立合理且較為全面的評價指標體系;2)選擇具有相同的目標、任務、外部環(huán)境和輸入輸出指標的DMU參考集;3)收集和整理客觀且具有廣泛性的數(shù)據(jù);4)選擇C2R模型，應用WinQSB運籌學軟件進行計算，根據(jù)DEA方法的基本原理，建立數(shù)據(jù)矩陣，進行相關(guān)運算，得到大機維修效率的技術(shù)效率值并進行大小排序［7］。

(3)結(jié)果分析階段

1)比較技術(shù)效率的計算結(jié)果，分析查找DMU無效的原因;2)提出提高維修效率的措施與建議。

2.3 基于DEA的大機維修效率評價模型

通過對大機維修技術(shù)效率的測度，評價客專維修基地在不同線路上的大機維修效率，選取DEA投入型模型進行分析，這里采用改進了的C2R線性模型，構(gòu)建的模型如下。

設有 n 個決策單元 DMUj，(j=1，2，…，n)，每個DMUj都是以m種投入生產(chǎn)s種產(chǎn)品。

令xij表示DMUj第i種輸入的投入量，xij＞0;

yrj表示DMUj第r種輸出的產(chǎn)出量，yrj＞0;

i=1，2，…，m;r=1，2，…，s。

則基于DEA的大機維修效率評價模型如式1:

3 廣州客專維修基地大機維修效率評價

廣州客專維修基地位于廣州市番禺區(qū)，是鐵路“十一五”規(guī)劃的全路首批4大區(qū)域性客專維修基地之一。該基地于2009年2月組建，已先后承擔起武廣高鐵的鋼軌、道岔打磨，廣深城際鐵路、海南東環(huán)鐵路的線路搗固和華南地區(qū)既有線的線路清篩、搗固、換枕、換軌等大修和維修任務，并陸續(xù)引進96磨頭鋼軌打磨車、三枕連續(xù)式搗固穩(wěn)定車、大型清篩車等先進大型養(yǎng)路機械［8］。

3.1 大機維修效率評價指標體系建立

大機維修效率的評價指標體系能比較全面反映客專基地大機維修的效率情況，可對大機維修管理過程中的計劃和實際執(zhí)行情況進行比較和評估，為管理者在大機維修方面的決策提供參考。根據(jù)廣州客專維修基地大機維修管理的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，依據(jù)評價指標體系的構(gòu)建原則，建立廣州客專維修基地大機維修效率評價指標體系，如表1所示。

為了保證結(jié)果的客觀性，從廣州客專維修基地在2010年承攬維修工作的線路中選擇8個比較典型的線路，以其線路搗固維修數(shù)據(jù)作為樣本進行設備維修效率評價分析，如表2所示。

表1 大機維修效率評價指標體系Table 1 Evaluation index system to maintenance efficiency of tamping machines

表2 大機維修投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)Table 2 The input－output data of tamping machines

3.2 大機維修效率評價運算過程

將表2的數(shù)據(jù)代入公式1，運用WinQSB軟件來執(zhí)行C2R模型，計算上述8個線路的技術(shù)效率，并對結(jié)果進行比較和分析。由于C2R模型本身的復雜性，每運算一個數(shù)據(jù)，都需要調(diào)整輸入的數(shù)據(jù)，重新書寫數(shù)據(jù)矩陣，因此要得到8個樣本線路的技術(shù)效率的數(shù)值，需要運算8次。為了說明運算的過程，下面舉HK線2010年線路搗固的數(shù)據(jù)為例進行說明，其余線路的計算過程類似，不再一一說明。

為了計算HK線2010年線路搗固的技術(shù)效率，將表2帶入公式1，建立C2R模型，在WinQSB軟件中，建立數(shù)據(jù)矩陣如式2:

即得出目標規(guī)劃如式3:

運行后，得 mind=0.9753

同理，可以建立求解其他7個樣本線路2010年度的技術(shù)效率，分別執(zhí)行運算，得到結(jié)果如表3所示。

表3 大機維修的技術(shù)效率計算結(jié)果Table 3 The calculation results of tamping machines’technical efficiency

3.3 大機維修效率評價結(jié)果分析

從表3可以看出，JG線、JJ線、GS線的技術(shù)效率均為1，并列排名第1。由于技術(shù)效率=純技術(shù)效率×規(guī)模效率，因此技術(shù)效率值為1的線路無論純技術(shù)效率還是規(guī)模效率都為1，說明其維修效率達到最優(yōu)，反映了這些線路維修的計劃執(zhí)行情況、管理能力與其維修投入相匹配，投入與產(chǎn)出達到最佳匹配點，而其他線路的相對效率都有不同程度的損失。其中XG線的DEA技術(shù)效率為最低，以其為例進行分析。根據(jù)DEA有效性的經(jīng)濟意義，在不減少XG線大機維修各項產(chǎn)出前提下，依據(jù)表4的最優(yōu)解λ*，構(gòu)造新的投入產(chǎn)出相對較優(yōu)的XG線投入產(chǎn)出情況。將表2和表4的數(shù)據(jù)代入式4，得到新的XG線投入產(chǎn)出值，見表5。

表4 計算XG線技術(shù)效率時的最優(yōu)解λ*Table 4 The optimal solution of technical efficiency for line XG

表5 XG線大機維修投入產(chǎn)出對比分析表Table 5 Contrast analysis to input－output of tamping machines for line XG

從表5可以看出，X1和X2的投入量分別冗余33.53 和905.88，X3 的投入量節(jié)約5.96，Y1 的產(chǎn)出量增多0.01，Y2表明產(chǎn)出量減少11.69。這表明XG線大機維修的投入冗余量很大，并出現(xiàn)了產(chǎn)出不足，說明2010年XG線線路搗固大機維修在投入的兩項指標上均相對其產(chǎn)出存在過?，F(xiàn)象，因而維修效率相對較低。

依據(jù)上述XG線評價結(jié)果，從業(yè)務管理、設備管理和現(xiàn)場管理3個方面對基地大機維修的實際情況進行分析，找出大機維修效率損失的主要原因如下。

(1)業(yè)務管理

1)施工計劃性方面。表現(xiàn)為工務段與大機施工單位溝通不及時，大機施工車隊工作被動。施工計劃的不合理，施工計劃的隨意性大，機組來回掛運影響效率，造成大機資源的極度浪費。由于各工務段提報計劃與集團運輸和調(diào)度所的聯(lián)系協(xié)調(diào)力度不夠，上級領(lǐng)導指令性計劃較多，施工計劃不能做到統(tǒng)籌安排，致使施工調(diào)動頻繁，施工生產(chǎn)不連貫。

2)車間、車隊施工管理方面。車間、車隊施工管理下滑，車間、車隊參與維修計劃制定主動性不夠，不能根據(jù)日施工要點提前部署，制定詳細日施工方案。此外后勤保障也不能做到及時和全面。

(2)設備管理

1)設備配置方面。由于鐵道部調(diào)配及新線建設造成機組能力不足，一些機組廠家設計缺陷，不能完全適應線路的現(xiàn)狀，另外因配件配置不及時也導致實際施工機組相對較少。

2)新設備技術(shù)消化方面。新技術(shù)引進時間短，操作手及技術(shù)人員緊缺，車隊新手太多，技術(shù)消化不足，造成故障應急處理能力不強。

3)設備故障方面。設備故障頻發(fā)，故障率高，相應的材料配件緊缺，車隊配件庫存少或為零，不能及時對設備進行維修，造成施工進度受影響。

(3)現(xiàn)場管理

1)施工給點情況。集中修重視程度高，天窗點比較理想。而非集中修作業(yè)區(qū)段給點不理想，機組輔助時間不足，不能發(fā)揮設備效率，大大浪費了機組能力。

2)施工配合方面。部分工務段配合不到位且提供曲線資料錯誤造成機組返工影響施工進度?，F(xiàn)場曲線樁點標注模糊、錯誤浪費作業(yè)時間。線路板結(jié)嚴重地段沒有按照要求進行人工處理，造成大機作業(yè)效果不到位。大部分工務段沒有安排固定專人跟大機聯(lián)系協(xié)調(diào)工作，對于計劃提報溝通不夠，且配合也不到位。此外電務部門未按要求對不能作業(yè)地段進行拆除及捆扎而浪費封鎖時間。

3.4 提高大機維修效率的措施建議

(1)統(tǒng)籌安排施工計劃，科學合理地安排大機施工。及時與工務處溝通，排定維修計劃數(shù)量、施工地段和施工計劃時間，施工計劃不得隨意變動，須經(jīng)集團公司書面批準方可變更，嚴格按排定的計劃組織施工。

(2)增加維修機組配置。及時淘汰落后設備，更新設備的技術(shù)裝備，同時依據(jù)作業(yè)任務量情況合理配備相應的機械設備，確保大機能充分利用又不出現(xiàn)緊缺情況。

(3)加強施工配合，確保做到質(zhì)量、效率兩不誤。各工務段做好、做足施工前各項準備工作。工務部門每組大機安排專人全程負責大機現(xiàn)場作業(yè)協(xié)調(diào)，計劃提報，提報日計劃并提前跟車間或車隊溝通，提高計劃兌現(xiàn)率和作業(yè)效率?；剀囮牪粩鄡?yōu)化日施工組織模式，實行對標作業(yè)。制定每種車型，每個施工項目在不同作業(yè)條件下的日施工組織細化方案，編制施工流程圖，重點盯控安全卡控要點。集團協(xié)調(diào)電務、車輛部門將線上設備拆除或捆扎防護到位，提高作業(yè)質(zhì)量及效率。

(4)加強人員培訓及技術(shù)消化。加強作業(yè)人員的技術(shù)和業(yè)務培訓，加快新設備技術(shù)的消化。同時加強車、隊長級施工負責人培訓，特別是應急處置能力培訓。不斷增強車間駕馭安全生產(chǎn)的能力、提高現(xiàn)場作業(yè)車隊施工負責人管理水平及應急處理能力。

(5)加強設備檢修和保養(yǎng)，確保設備狀態(tài)良好。機械隊在施工任務重的情況下必須保持設備狀態(tài)，加強檢修和保養(yǎng)，確保施工質(zhì)量;加強大機設備救援演練，爭取能在更短的時間里處理完突發(fā)故障。加大應急配件庫存，減少故障處理時間。

(6)爭取更好的外部環(huán)境，改善一線的生產(chǎn)條件。盡量為一線爭取更好更多的外部環(huán)境，如盡快落實宿營車奇缺問題。依據(jù)維修基地生產(chǎn)成本，提高搗固單價，讓基地有能力突破配件的零庫存惡性狀態(tài)。

4 結(jié)語

采用數(shù)據(jù)包絡分析法評價相對效率簡便易行，能夠比較客觀全面得反映客專維修基地大機維修效率，據(jù)此可以更有針對性得分析效率損失的原因，從而為管理決策提供可靠依據(jù)，對實踐具有一定的指導和借鑒意義。

現(xiàn)階段我國鐵路線路固定設備大機維修整體效率仍有較大的提升空間，需在科學的維修指導思想下，準確評價維修效率，充分分析效率低的原因，逐步改善和優(yōu)化大機維修效率。良好的大機維修效率是我國鐵路客貨安全暢通運輸組織的重要保障，必將成為我國鐵路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的堅實后盾。

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