葉良偉 上海鐵路局調(diào)度所

合理設(shè)置寧啟鐵路分段矩形天窗研究

葉良偉 上海鐵路局調(diào)度所

根據(jù)寧啟鐵路運(yùn)營(yíng)實(shí)際，通過(guò)對(duì)比分析矩形、V型、分段矩形天窗的優(yōu)缺點(diǎn)，選定了寧啟線的天窗類(lèi)型；通過(guò)分析列車(chē)開(kāi)行方案及施工維修作業(yè)需求等因素，確定了寧啟線的天窗設(shè)置時(shí)段。將運(yùn)輸需求與天窗設(shè)置進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，從而合理設(shè)置寧啟鐵路的施工維修作業(yè)天窗。

合理；設(shè)置 ；寧啟；天窗

寧啟鐵路（高里至南通站間）全長(zhǎng)268 km，銜接京滬、新長(zhǎng)線，2016年6月完成雙線電化改造以后，成為以客運(yùn)為主，兼顧貨運(yùn)的快速通道，線路允許速度提升為200 km/h。南京至南通站間增開(kāi)200 km/h動(dòng)車(chē)組列車(chē)后，原有的單線天窗設(shè)置滿足不了設(shè)備設(shè)施的維修需求，寧啟線的天窗需要重新設(shè)置。受本線列車(chē)種類(lèi)多、速差大，銜接線路（京滬線、新長(zhǎng)線）運(yùn)行圖框架及能力制約，寧啟鐵路列車(chē)開(kāi)行方案無(wú)法進(jìn)行較大調(diào)整，只有將寧啟線運(yùn)輸實(shí)際需求與天窗設(shè)置進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，才能重新合理設(shè)置寧啟鐵路天窗。

寧啟鐵路是上海鐵路局第一條全程運(yùn)營(yíng)200 km/h高速動(dòng)車(chē)、普速旅客列車(chē)及貨車(chē)的線路，其天窗設(shè)置沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)借鑒。研究寧啟鐵路天窗的合理設(shè)置，對(duì)后續(xù)同類(lèi)型線路具有示范意義。

1 天窗的開(kāi)設(shè)類(lèi)型及優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 天窗開(kāi)設(shè)類(lèi)型

天窗的開(kāi)設(shè)方式主要有“V”型和矩形兩種基本形式，在此基礎(chǔ)上相互組合可演化出各種不同的天窗開(kāi)設(shè)形式，以滿足不同線路的綜合施工維修作業(yè)需求。

（1）矩形天窗

矩形天窗是同一維修區(qū)段的上、下行線路同時(shí)封鎖同時(shí)開(kāi)通，嚴(yán)格區(qū)分線路、接觸網(wǎng)、通信信號(hào)等設(shè)備的行車(chē)時(shí)間和維修時(shí)間，綜合維修時(shí)不受列車(chē)運(yùn)行的影響，能滿足對(duì)車(chē)站咽喉道岔區(qū)段的渡線道岔、連鎖、接觸網(wǎng)等設(shè)施的同步維修作業(yè)，維修作業(yè)效率和質(zhì)量相對(duì)較高，行車(chē)和施工安全能夠得到保障。矩形天窗如圖 1所示 。

圖1 矩形天窗示意圖

矩形天窗主要應(yīng)用于高速客專(zhuān)鐵路。高速客專(zhuān)鐵路運(yùn)輸服務(wù)主要于6：00至第二日0：00前完成。夜間0：00至6：00基本沒(méi)有行車(chē)需求，可以在夜間封鎖線路，安排施工維修作業(yè)。

（2）V形天窗

V形天窗是在運(yùn)行圖中分別沿上、下行列車(chē)運(yùn)行方向各安排一定的時(shí)間帶，供上、下行線路、接觸網(wǎng)等固定設(shè)備進(jìn)行維修的天窗。采用 V形天窗作業(yè)時(shí)，一線維修的同時(shí)另一線仍可正常行車(chē)，線路通過(guò)能力得到釋放。在我國(guó)普速（運(yùn)行160 km/h及以下列車(chē)）鐵路上均采用V型天窗修。V形天窗如圖 2所示。

圖2 V形天窗示意圖

（3）分段矩形天窗

分段矩型天窗是在一定時(shí)間段內(nèi)，將某段線路按照區(qū)間劃分為若干段，各自開(kāi)設(shè)垂直矩型天窗。開(kāi)設(shè)分段垂直矩型天窗的關(guān)鍵是各垂直矩型天窗斜度的確定，由線路的列車(chē)實(shí)際開(kāi)行方案決定傾斜度的大小?？蓱?yīng)用于單線及非繁忙雙線鐵路。分段矩型天窗如圖3所示。

圖3 分段矩形天窗示意圖

1.2 不同形式天窗的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（1）矩形天窗

矩形天窗可以保證上、下行區(qū)間同時(shí)封鎖施工維修，真正做到施工不行車(chē)，行車(chē)不施工，維修作業(yè)安全質(zhì)量高，施工和行車(chē)安全均能得到最大限度的滿足。但是無(wú)法滿足在天窗時(shí)間段的行車(chē)需求，對(duì)列車(chē)運(yùn)行和線路通過(guò)能力有一定影響。由圖1可見(jiàn)，在矩形天窗前、后的三角區(qū)內(nèi)，只能鋪畫(huà)近距離列車(chē)和部分跨線列車(chē)運(yùn)行線，從而造成線路通過(guò)能力的一定損失。對(duì)高鐵、客專(zhuān)等無(wú)夜間行車(chē)需求的線路，矩形天窗在保證天窗維修作業(yè)質(zhì)量和安全的基礎(chǔ)上，又能滿足高鐵的行車(chē)需求，因而被普遍采用。

（2）V型天窗

V行天窗能夠滿足一線施工維修的同時(shí)另一線正常行車(chē)，最大限度的用足線路通過(guò)能力，但根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，為保證維修作業(yè)人員、機(jī)具及臨線行車(chē)安全，一線封鎖施工維修作業(yè)時(shí)，另一線需限速160 km/h運(yùn)行。普速列車(chē)運(yùn)行速度不高于160 km/h，能夠滿足規(guī)章要求，因而普速鐵路普遍采用V行天窗。對(duì)于運(yùn)行200 km/h及以上速度的高鐵、客專(zhuān)等線路，如果采用 V形天窗，高速列車(chē)在通過(guò)臨線有維修天窗的區(qū)段時(shí)需要限速運(yùn)行，造成維修天窗期間的列車(chē)運(yùn)行圖和列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃都需要重新編制，施工和運(yùn)輸、客運(yùn)等部門(mén)的安全壓力都比較大，不利于作業(yè)安全。寧啟鐵路運(yùn)行200 km/h動(dòng)車(chē)組列車(chē)，不宜采用V型天窗設(shè)置。

（3）分段垂直矩型天窗

分段垂直矩型天窗優(yōu)點(diǎn)同矩型天窗，即線路進(jìn)行綜合維修時(shí)不受列車(chē)運(yùn)行的影響，維修作業(yè)的安全度相對(duì)較高，并且能根據(jù)不同等級(jí)列車(chē)開(kāi)行的傾斜度以單個(gè)或幾個(gè)區(qū)間為單位設(shè)置，方式可以靈活多樣，能有效降低對(duì)列車(chē)開(kāi)行方案的限制，增加列車(chē)開(kāi)行方案的靈活性，提高特定線路的實(shí)際運(yùn)輸效率。缺點(diǎn)是對(duì)反向列車(chē)運(yùn)行的影響范圍較大。適用于非繁忙雙線及單線鐵路，既能保證列車(chē)開(kāi)行方案的實(shí)施，又能保證維修作業(yè)質(zhì)量和施工及行車(chē)安全。適合寧啟鐵路列車(chē)開(kāi)行種類(lèi)多、對(duì)數(shù)少，并且有特定時(shí)間需求（寧啟線動(dòng)車(chē)組列車(chē)晚上零點(diǎn)前需進(jìn)庫(kù)維修）的運(yùn)營(yíng)實(shí)際。

2 寧啟鐵路天窗設(shè)置選擇分析

2.1 寧啟鐵路及銜接線路運(yùn)輸現(xiàn)狀

寧啟鐵路雙線電化改造完成后，圖定日均開(kāi)行列車(chē)39對(duì)，其中動(dòng)車(chē)24對(duì)（動(dòng)檢車(chē)3對(duì)），普速客車(chē)11對(duì)，貨車(chē)4對(duì)。旅客列車(chē)時(shí)刻分布區(qū)間為6：00-12：00間16對(duì)，12：00-23：30間19對(duì)。受銜接的京滬線南京長(zhǎng)江大橋通過(guò)能力及200km區(qū)段普速貨車(chē)與動(dòng)車(chē)組列車(chē)在區(qū)間不能交匯和機(jī)車(chē)乘務(wù)員一次作業(yè)勞動(dòng)時(shí)間（雙班單司機(jī)一次值乘時(shí)間不超14h）等因素的制約，寧啟線的動(dòng)車(chē)和貨車(chē)匹對(duì)開(kāi)行能力已經(jīng)飽和。

銜接寧啟鐵路的京滬線林場(chǎng)至南京站間，圖定開(kāi)行列車(chē)136對(duì)，其中旅客列車(chē)95對(duì)，貨物列車(chē)39對(duì)，動(dòng)檢車(chē)2對(duì)，區(qū)間通過(guò)能力利用率100%，已經(jīng)達(dá)到飽和。新長(zhǎng)線為單線半自動(dòng)閉塞線路，圖定開(kāi)行列車(chē)21.5對(duì)，其中客車(chē)14對(duì)，貨車(chē)7對(duì)，班列1列。

2.2 影響寧啟鐵路天窗設(shè)置的因素分析

（1）列車(chē)開(kāi)行方案

寧啟鐵路雙線電化改造后，既有列車(chē)的開(kāi)行時(shí)刻受銜接線路和外局運(yùn)行圖框架等因素的制約，無(wú)法進(jìn)行重新鋪畫(huà)，只能在既有列車(chē)的開(kāi)行框架上通過(guò)微調(diào)來(lái)增加動(dòng)車(chē)組列車(chē)的開(kāi)行。寧啟線新增的動(dòng)車(chē)組列車(chē)根據(jù)客流需求均要求在白天開(kāi)行，新增動(dòng)車(chē)組的開(kāi)行時(shí)間范圍在6：00-23：30之間，夜間0：00-6：00間無(wú)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行。

（2）施工維修作業(yè)時(shí)間需求

寧啟鐵路的綜合天窗維修作業(yè)主要包括工務(wù)、電務(wù)、供電、通信、房建、車(chē)輛等設(shè)備管理單位對(duì)各自管轄范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行定期檢查維修。因?qū)巻⒕€運(yùn)行200 km/h動(dòng)車(chē)組及普速列車(chē)和貨車(chē)，其天窗可以按客專(zhuān)線路設(shè)置，也可以按普速線路設(shè)置。根據(jù)規(guī)章規(guī)定，客專(zhuān)線路天窗設(shè)置不少于240 min，普速線路天窗不少于180 min。為保證設(shè)備維修作業(yè)質(zhì)量，滿足渡線道岔及接觸網(wǎng)渡線等設(shè)備的檢修作業(yè)，保證列車(chē)運(yùn)行安全，設(shè)備管理部門(mén)要求每日垂直電化維修作業(yè)時(shí)間不少于120 min。按運(yùn)輸能力最大化的原則，為最大限度滿足運(yùn)輸需求的同時(shí)保證維修作業(yè)時(shí)間，寧啟鐵路綜合維修天窗按既有線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，即雙線單邊綜合維修作業(yè)時(shí)間不少于180 min，并且垂直天窗修時(shí)間為120 min。

（3）銜接線路的天窗時(shí)段設(shè)置

寧啟線銜接的京滬線林場(chǎng)至南京站間的V型天窗設(shè)置在白天，上行9：53-12：40，下行14：27-17：27，高里至永寧鎮(zhèn)站間京滬B線垂直天窗時(shí)段為23：30-2：30（寧啟線往合肥以遠(yuǎn)的跨線旅客列車(chē)此區(qū)段均經(jīng)京滬B線運(yùn)行）。

圖4 寧啟鐵路天窗最終設(shè)置方案

3 寧啟鐵路天窗設(shè)置比選結(jié)果根據(jù)上述列車(chē)開(kāi)行和設(shè)備維修作業(yè)需求等條件，寧啟鐵路天窗設(shè)置時(shí)段應(yīng)安排在夜間，根據(jù)銜接線路天窗時(shí)段順延節(jié)約線路通過(guò)能力的原則，寧啟線的天窗時(shí)段應(yīng)跟高里至永寧鎮(zhèn)站間京滬B線垂直天窗保持銜接，即寧啟線高里至浦口北站間的天窗應(yīng)安排在夜間23：30-2：30左右，寧啟線其余區(qū)段的天窗時(shí)段由此順延，并根據(jù)天窗前上、下行最后一列旅客列車(chē)運(yùn)行線的斜度在一定范圍內(nèi)順延調(diào)整。

寧啟鐵路應(yīng)選擇分段矩形天窗形式安排施工維修作業(yè)，在保證施工維修作業(yè)安全和質(zhì)量的前提下，既滿足雙線單邊180 min，又滿足垂直電化120 min的維修作業(yè)時(shí)間要求。寧啟鐵路最終的天窗設(shè)置方案如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

天窗的設(shè)置受本線及跨線列車(chē)開(kāi)行方案、列車(chē)種類(lèi)及施工維修作業(yè)自身的需求等諸多條件的限制，合理設(shè)置的前提是在滿足運(yùn)輸需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身線路的運(yùn)營(yíng)實(shí)際和檢修需求，對(duì)影響天窗設(shè)置的限制條件進(jìn)行實(shí)際分析，綜合篩選，合理比較才能因地制宜的設(shè)置。

[1]趙鵬.雙線電氣化鐵路綜合維修“天窗”開(kāi)設(shè)相關(guān)問(wèn)題研究[D].成都：西南交通大學(xué),2008：6.

[2]韓調(diào).線路維修作業(yè)組織方式及“天窗”的設(shè)置[J]．鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)．2006.

責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安

來(lái)稿日期：2017-02-27