王宇嘉，賈永剛，孫耿杰，張琨，羅小華

（1.中國鐵道科學研究院集團有限公司 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081；2.中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢 430063）

0 引言

近年來，圍繞建設交通強國，我國鐵路發(fā)展已從速度規(guī)模型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變，基礎設施、設備現(xiàn)代化等“硬實力”實現(xiàn)了快速增長和整體升級。高鐵行車密度大，突發(fā)故障影響范圍大、社會傳播速度快，對基礎設施故障安全保障水平和應急處置能力提出了更高要求。為積極推進高鐵基礎設施生產(chǎn)組織改革，中國鐵路總公司（以下簡稱總公司）于2017年、2018年先后組織制定了《中國鐵路總公司關于推進高速鐵路綜合維修生產(chǎn)一體化管理的指導意見》《中國鐵路總公司關于加快推進高速鐵路綜合維修生產(chǎn)一體化管理的通知》[1-2]，在全路范圍內(nèi)推進高速鐵路綜合維修生產(chǎn)一體化的實施。生產(chǎn)力布局作為綜合維修體系的基礎組成部分，直接影響著基礎設施養(yǎng)護維修的生產(chǎn)組織模式及作業(yè)效率。為適應高鐵技術先進可靠、專業(yè)融合、應急處置高效的基礎設施維護管理體系，有必要對高速鐵路綜合維修生產(chǎn)力布局進行優(yōu)化，提出高效率、低成本、集成化、現(xiàn)代化、先進適用的綜合維修生產(chǎn)力布局方案。

1 綜合維修生產(chǎn)力布局現(xiàn)狀分析

1.1 管轄范圍設置

目前我國高速鐵路基礎設施維修普遍采用專業(yè)維修段、維修車間、維修工區(qū)的三級管理模式，在綜合維修模式下，逐步實現(xiàn)綜合維修段、綜合維修車間、綜合工區(qū)的設置。

（1）綜合維修段。綜合維修段應完成綜合維修實際的生產(chǎn)管理和設備的預防性計劃維修，日常檢測等工作。部分鐵路局集團公司均推進了綜合維修一體化模式，現(xiàn)以上海高鐵維修段、重慶工電段以及?？诰C合維修段為例，對其管轄范圍設置現(xiàn)狀進行分析（見圖1）。

圖1 綜合維修段管轄范圍設置情況統(tǒng)計

由圖1可以看出，3個綜合維修段雖然都在段一層級進行了專業(yè)融合，但其管轄范圍存在差異，與上海高鐵維修段相比，重慶工電段、海口綜合維修段管轄高速線路均為有砟軌道，其養(yǎng)護維修作業(yè)量較無砟軌道要大，管轄范圍較小。同為管理有砟軌道的重慶工電段、?？诰C合維修段管轄范圍較為接近，均在650 km（營業(yè)里程）左右。

（2）綜合維修車間。綜合維修車間接受綜合維修段的業(yè)務管理，是基礎設施日常管理單位和基層核算單位。負責管轄范圍內(nèi)基礎設施狀態(tài)及信息資料的分析管理；臨時補修計劃的審批及合同簽訂與實施；為綜合工區(qū)的相應專業(yè)工班作業(yè)提供技術支持；組織完成對突發(fā)事故的緊急救援和修復等?，F(xiàn)以上海高鐵維修段、重慶工電段下設的綜合維修車間為例，對其管轄范圍設置現(xiàn)狀進行分析（見圖2）。

圖2 綜合維修車間管轄范圍設置情況統(tǒng)計

由圖2可以看出，上海高鐵維修段綜合維修車間平均管轄范圍為232.869 km（營業(yè)里程），重慶工電段平均管轄范圍為106.584 km（營業(yè)里程）。重慶工電段各工電車間比上海高鐵維修段各綜合維修車間管轄范圍要小，主要原因一是上海高鐵維修段各車間管轄線路為無砟軌道，重慶工電段管轄線路為有砟軌道；二是重慶工電段在成立時考慮高鐵應急搶險的時效性，縮短了車間管轄范圍。

（3）綜合工區(qū)。綜合工區(qū)是固定設備設施的基層管理單位。綜合工區(qū)內(nèi)設置線路、橋梁、接觸網(wǎng)、信號等分專業(yè)工班，負責管內(nèi)基礎設施的日常養(yǎng)護、定期巡回檢查和靜態(tài)檢測，配合大修、預防性計劃維修和臨時補修的輔助工作?，F(xiàn)對我國部分典型高速鐵路綜合工區(qū)管轄范圍進行統(tǒng)計分析（見圖3）。

圖3 綜合維修工區(qū)（組）管轄范圍占比統(tǒng)計

如圖3所示，統(tǒng)計滬寧、滬杭、寧杭、五九、徐蘭、大西、西成、京廣、京滬、合福等高鐵綜合工區(qū)（組）管轄范圍（營業(yè)里程），一般在50~120 km，其中管轄范圍在50~80 km的占66.7%，80~110 km內(nèi)的占20.0%，110 km以上的占13.3%，平均管轄范圍為85.425 km。

1.2 生產(chǎn)力布局存在的問題

（1）管界劃分不一致。為便于綜合維修生產(chǎn)一體化管理，綜合工區(qū)內(nèi)各專業(yè)管界劃分應盡量保持一致。目前實行的綜合維修模式下，各專業(yè)的管界劃分都未能實現(xiàn)完全統(tǒng)一。主要原因為各專業(yè)管理基礎設施種類不同，管界劃分依據(jù)也不相同。各鐵路局集團公司對于各專業(yè)維修機構管界的劃分差異較大，會導致日常協(xié)調(diào)聯(lián)系不暢、繁忙時配合不便、作業(yè)標準不統(tǒng)一等問題。如某綜合工區(qū)內(nèi)工務專業(yè)管轄范圍與電務專業(yè)不一致，在站內(nèi)進行工電聯(lián)合作業(yè)時，需綜合工區(qū)內(nèi)的工務專業(yè)聯(lián)系相鄰的電務工區(qū)進行作業(yè)，協(xié)調(diào)便捷性降低。

（2）管轄范圍不合理。部分綜合維修機構管轄范圍設置不合理。如圖2所示，部分綜合維修車間管轄范圍在200 km（營業(yè)里程）以上，在高鐵應急處置作業(yè)中存在無法及時到達應急搶修地點的情況，影響高鐵應急搶修效率。在進行應急搶修作業(yè)時，可采用乘動車組、軌道車或乘汽車3種方式趕赴搶修現(xiàn)場。乘汽車時，受搶修出行距離和城市交通條件影響較大；乘動車組及軌道車時，受軌道車共用效率及列車交路影響較大，如故障區(qū)間內(nèi)有動車組積壓，則無法直接到達應急地點。因此，若管轄范圍設置過大，在3種出行方式下，應急響應時間均無法得到保證。若管轄范圍設置過小，沿線維修機構數(shù)量增加，相應的建設及設備維護成本增加，易造成資源浪費，且由于工區(qū)配備人員同管轄范圍呈正相關，在人員配備分散的情況下，難以集中力量高效完成部分大型作業(yè)。

2 綜合維修生產(chǎn)力布局影響因素及優(yōu)化原則

根據(jù)對高速鐵路綜合維修生產(chǎn)力布局現(xiàn)狀及存在問題分析，我國高速鐵路綜合維修生產(chǎn)力布局目前具有管轄范圍設置不統(tǒng)一、不合理，管界劃分不一致等特點，有必要對綜合維修機構管界劃分、管轄范圍設置進行優(yōu)化，實現(xiàn)管界劃分逐步統(tǒng)一，管轄范圍便于日常作業(yè)開展、滿足應急搶修需要、適應工電供專業(yè)綜合特征等布局優(yōu)化目標。

2.1 影響因素

（1）軌道結(jié)構類型。將不同軌道結(jié)構類型的特性及其對養(yǎng)護維修的需求結(jié)合起來，是合理布局綜合維修段、車間、工區(qū)，控制運營維修成本的重要途徑。一是無砟軌道，無砟軌道可靠性和平順性較高。由于道床結(jié)構的改變，無砟軌道的線路條件質(zhì)量較好，一般不在無砟軌道上進行較大的維修作業(yè)，主要作業(yè)以系統(tǒng)檢測為主，其管轄范圍較有砟軌道要大。二是有砟軌道，其基礎設施的質(zhì)量保持周期短[3]，各專業(yè)的維修作業(yè)量較大，耗費人力及時間較多，因而其維修機構管轄范圍設置較小。

（2）管轄基礎設施數(shù)量及質(zhì)量。作業(yè)量大的維修機構需要花費更多的人力、設備、時間資源來完成作業(yè)任務，在維修機構規(guī)模、天窗時間較為固定的情況下，需要縮短管轄距離以滿足養(yǎng)護作業(yè)需求。一是管轄的基礎設施數(shù)量，維修機構管轄范圍內(nèi)的基礎設施數(shù)量越多，其養(yǎng)護維修作業(yè)量就越大，遇管轄范圍內(nèi)樞紐車站較多，其管轄范圍應相應減小。二是管轄基礎設施的質(zhì)量，如管轄范圍內(nèi)基礎設施質(zhì)量較差，病害故障發(fā)生較為頻繁，作業(yè)人員除了完成日常的保養(yǎng)及預防性檢修外，還需對線路病害進行整治，增加了養(yǎng)護維修作業(yè)量。

（3）外部環(huán)境。一是公路交通便捷方面，如維修機構沿線公路交通條件較好，作業(yè)人員可乘汽車快速到達作業(yè)地點，則管轄范圍可適當增加。若公路交通條件較差，作業(yè)人員需花費更多的交通時間到達作業(yè)地點，部分環(huán)境惡劣的地區(qū)公路設施尚未完善，僅能乘坐軌道車或步行上道作業(yè)，其管轄范圍應相應縮小。二是日常作業(yè)方面，山區(qū)、高原、寒區(qū)、地質(zhì)條件較差等外部環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，相關病害發(fā)生較為頻繁，增加了日常養(yǎng)護維修作業(yè)量，且作業(yè)條件較為困難，對養(yǎng)護維修機械的磨損及消耗有所增加。三是高速鐵路基礎設施的維修材料均須通過既有線或公路運輸，部分大型維修材料還需通過平車運輸，因此維修工區(qū)的布設宜與貨場、既有線連接便捷，以保障維修材料及時運送，還可合理利用既有維修設施，如一些工作量較小的作業(yè)項目：鍛造、鑄造、木工等，盡量考慮與既有維修設施共用或外協(xié)方便。如有條件，維修機構宜設置在外部環(huán)境較好的地區(qū)。

（4）應急響應時間。高鐵運行具有連續(xù)高速度、高密度的特點，基礎設施如產(chǎn)生故障導致列車運行中斷，則需組織各專業(yè)人員進行搶修補修，及時恢復列車運行。維修機構設置時應充分考慮大型維修設備以及維修人員在盡可能短的時間內(nèi)趕赴搶修地點，實現(xiàn)快速響應，保證高鐵及時恢復運營。

（5）經(jīng)濟成本。經(jīng)濟成本主要包括人員及維修機具配備成本、維修工區(qū)建設費用、大型養(yǎng)路機械購置費用、機械臺班費等[4]。維修機構管轄范圍越大，則單個維修機構耗費的經(jīng)濟成本越高，而全線的維修機構總數(shù)量則越少。在管轄范圍設置時，需綜合考慮各項經(jīng)濟成本，使全線總的經(jīng)濟成本耗費最少。

2.2 優(yōu)化原則

（1）充分考慮多專業(yè)綜合。在綜合維修體系下，各專業(yè)需要實現(xiàn)統(tǒng)一組織架構、統(tǒng)一天窗安排、統(tǒng)一生產(chǎn)計劃、統(tǒng)一作業(yè)組織、統(tǒng)一防護體系、統(tǒng)一應急處置、統(tǒng)一生產(chǎn)平臺等“七統(tǒng)一”[2]，在生產(chǎn)力布局上應保持各專業(yè)一致，綜合考慮各專業(yè)管理及作業(yè)特征。在設置綜合維修機構管轄范圍時，應綜合考慮工務、電務、供電專業(yè)的管理及作業(yè)特點，并可按照自身設備劃分原則進行細微調(diào)整，在此基礎上做到各專業(yè)管轄范圍基本一致。

（2）保障高速鐵路養(yǎng)修高效。高速鐵路要保證安全、高速、準點的運行，必須有一套反應快速的維護系統(tǒng)給予保證。首先要保證對檢測信息的快速反應，一旦有超限等檢測信息應迅速反應；其次，軌道及接觸網(wǎng)系統(tǒng)等沒有備用系統(tǒng)的設備，應在布局上充分考慮搶修時效性，在規(guī)定時間內(nèi)及時到達現(xiàn)場進行處理，迅速恢復運營。因此，維修機構設置上應充分考慮工務及接觸網(wǎng)作業(yè)車輛等大型維修設備的運用及停放。維修機構布點要依據(jù)到達最遠事故現(xiàn)場的時間標準而定，間距不宜過大。

（3）節(jié)省建設及維護成本。綜合維修機構設置需要找到建設費用與后期維護費用的平衡點。如工區(qū)設置距離過遠，在天窗內(nèi)無法完成作業(yè)任務，就需要配置更多的維修設備及人員，增加了成本投入。如維修機構設置距離過短，則會浪費建設成本。維修機構的設置在滿足能夠按時完成養(yǎng)修作業(yè)的同時，還應使得維修設備的購置、維護以及人力資源的配置等成本達到最低，實現(xiàn)效益最大化。

3 綜合維修生產(chǎn)力布局優(yōu)化研究

3.1 維修段、車間、工區(qū)管轄范圍設置相關規(guī)定

現(xiàn)有技術規(guī)章、設計規(guī)范等文件內(nèi)對有砟、無砟軌道維修機構管轄范圍設置進行了原則性規(guī)定（見表1）。

由表1可以看出，相關規(guī)章及規(guī)范對各專業(yè)維修車間及工區(qū)管轄范圍設置給出了建議值，但未對綜合維修機構管轄范圍設置給出相關建議。對于工務、信號專業(yè)來說，軌道結(jié)構類型對其維修機構管轄設置有較大影響，信號專業(yè)在車間設置時還需考慮樞紐地區(qū)的道岔換算數(shù)量。綜合各專業(yè)現(xiàn)有規(guī)定，目前對于無砟軌道車間管轄范圍建議一般為150~300 km（營業(yè)里程），有砟軌道車間管轄范圍建議為100~150 km（營業(yè)里程）；對于無砟軌道工區(qū)管轄范圍建議為50~100 km（營業(yè)里程），有砟軌道工區(qū)管轄范圍建議為30~60 km（營業(yè)里程）[5-9]。綜合維修車間、工區(qū)管轄范圍在參考專業(yè)維修車間、工區(qū)的基礎上，可適當增加。

表1 相關文件對各專業(yè)維修機構管轄范圍規(guī)定統(tǒng)計

3.2 綜合維修段、車間、工區(qū)管轄范圍優(yōu)化方法

（1）“時間-成本”雙目標規(guī)劃模型。維修過程中既要做到維修時間最短，同時也要兼顧維修成本節(jié)約，是一個雙目標優(yōu)化問題，存在一個平衡點使得能夠同時滿足時間與成本的需要。構建綜合維修機構管轄范圍優(yōu)化的“時間-成本”雙目標函數(shù)，采用Pareto最優(yōu)理論對模型進行求解，得出有砟軌道綜合維修段、車間及工區(qū)目標函數(shù)最低值所處的管轄范圍值。

（2）管理幅度理論。管理幅度是指在一個組織結(jié)構中，管理人員所能直接管理或控制的部屬數(shù)目。有效管理幅度是劃分組織縱向管理層次的理論，其含義是一個上級機構所能直接有效管理其下級機構的數(shù)目。綜合維修段、車間的職能包含了對下級機構的管理功能，因此可以借鑒管理幅度的理論進行綜合維修段、車間下級機構管理數(shù)目的確定。

3.3 綜合維修段、車間、工區(qū)管轄范圍設置優(yōu)化建議

（1）綜合維修機構管轄范圍可適當增加。高速鐵路綜合維修一體化推進后，為適應新的管理特征，維修機構管轄范圍可適當增加。一是由于在各專業(yè)管理集中、天窗及維修機具等資源統(tǒng)一利用的情況下，養(yǎng)護維修效率有所提升，在人員及設備配備到位的前提下，可適當增加管轄范圍使資源得到充分利用；二是為實行管、修分離，綜合維修生產(chǎn)一體化還將成立負責探傷、集中修等專項修理任務的專業(yè)修理車間，原有沿線的綜合車間檢修能力將得到釋放，可管轄更大范圍的基礎設施養(yǎng)護維修。

（2）滿足搶修作業(yè)時間需求。高速鐵路對應急搶修時效性要求較高，一般需保證30 min左右可趕赴至搶修地點[10]。目前我國《鐵路技術管理規(guī)程》（高速鐵路部分）規(guī)定大型養(yǎng)路機械等維修車輛不允許在車站內(nèi)正線、到發(fā)線停放[11]，維修車間及工區(qū)作為維修車輛的運用單位，其設置受維修車輛停放線的影響，多需依托車站設置?！陡咚勹F路設計規(guī)范》（TB 10621—2014）中規(guī)定了高速鐵路站間距離宜為30~60 km[12]，根據(jù)搶修時效性要求，可推算出綜合工區(qū)宜管轄2站2區(qū)間。

（3）管轄范圍設置建議。通過上述分析，結(jié)合管理幅度理論分析及“時間-成本”雙目標模型測算結(jié)果[13]建議按每1 000 km（營業(yè)里程）設置1處綜合維修段，負責3~4條高鐵線路的維修工作；綜合維修車間，有砟線路按每150 km（營業(yè)里程）設置1處、無砟線路按每200 km（營業(yè)里程）設置1處，管理3~4個綜合工區(qū)；綜合工區(qū)，管轄范圍不宜大于60 km（營業(yè)里程），站間距較小的城際鐵路、山區(qū)、高原、寒區(qū)及樞紐，管轄范圍可適當縮減。

（4）統(tǒng)一管界劃分。在推進綜合維修一體化過程中，管界劃分的調(diào)整基本都是以某一專業(yè)為基準，其他專業(yè)重新調(diào)整，目前全路18個鐵路局集團公司中有13個以電務專業(yè)設備為主統(tǒng)一分界，有3個鐵路局集團公司以供電設備為主統(tǒng)一分界，有2個鐵路局集團公司以工務設備為主統(tǒng)一分界。各專業(yè)管界劃分依據(jù)不同，工務專業(yè)按照設備里程劃分，供電專業(yè)按照供電臂、電分相、絕緣開關等劃分，電務專業(yè)按照機房軌道電路回路劃分（沿線中繼站）[13]。其中電務專業(yè)軌道電路站間分界在線路設計階段已確定，難以根據(jù)其他專業(yè)設備特點進行靈活調(diào)整，建議管界劃分以電務專業(yè)為基準保持統(tǒng)一[14]。

4 結(jié)束語

通過對我國高速鐵路綜合維修機構管轄范圍設置及管界劃分現(xiàn)狀分析，結(jié)合綜合維修一體化管理及管、修分離等特征，考慮高速鐵路應急搶修、軌道結(jié)構、外部環(huán)境、經(jīng)濟成本等因素，提出綜合維修段、車間及工區(qū)管轄范圍設置及管界劃分建議。為優(yōu)化我國高速鐵路綜合維修生產(chǎn)力布局，推進高鐵基礎設施生產(chǎn)組織改革提供支持。今后在高速鐵路綜合維修生產(chǎn)力布局時，應進一步結(jié)合基礎設施質(zhì)量和生產(chǎn)組織實際，逐步實現(xiàn)布局集成化、現(xiàn)代化、合理化、高效化。